受小窑火灾影响引发的次生火灾综合治理技术应用

李 东

(大同煤矿集团有限责任公司 同家梁矿，山西 大同 037025)

近年来，国家经济增长迅速，煤炭需求旺盛，在经济利益的驱动下，部分不法分子私自打开已封闭的小窑井口非法开采，造成小窑采空区自燃发火，火灾蔓延引发大矿采空区自然发火或火灾气体通过漏风通道进入大矿采空区并从大矿密闭或工作面泄出。对大矿生产及人员构成严重威胁。

同家梁矿(以下简称该矿)2009年受小窑火灾影响发生采空区次生火灾及CO 气体泄出，及时进行了治理，从中总结了对此类火灾的治理方法。

一 受小窑火灾影响出现CO 气体及其治理经过

2009年12月3日，救护队在11#303 盘区取样发现西一风井底26#密闭出现CO 气体，浓度为0.0162%，之后查明西一风井风道被打开，该矿组织人员于12月5日进行了封堵，12月7日检查发现1035 大巷24#、27#、33#密闭出现CO 气体，浓度在0.23～0.3%之间，12月8日地面调查发现大井沟副井口密闭被打开，井口冒烟。在此之后该矿及时组织对地面小窑井口进行封堵、井下相关密闭进行加固，并采取了局部升压等措施，在此之后，该矿加强了地面小窑井口的巡查力度，并多次发现西一井筒风道、大井沟小窑、白土窑小窑等井口多次频繁被拆开，井下相关区域CO 气体逐步升高。西一风井井底26#密闭CO 浓度最高达到21000ppm，CO 气体从1035 大巷周边密闭及大巷碹体泄出到1035 大巷，最高浓度达400ppm。初步分析该区域出现CO 的原因为小窑井口的频繁开启造成小窑采空区遗煤氧化或火区复燃波及该矿采空区，从而使采空区频繁出现CO 气体，并导致采空区自燃。鉴于上述情况，该矿采取了多种治理措施，进行综合治理。

1.封堵漏风通道

(1)井下密闭加固堵漏。对与采空区联通的24#、33#、26#密闭进行加固，采用在原密闭外支设合板，灌注水泥砂浆的方法加固，灌注厚度达50 cm，并对墙体及周边巷道进行喷浆，以此来减少密闭漏风。

(2)地面井口封堵。由地质、通风部门及时排查相关区域地面原小窑井口，将被拆开的西一风井风道、大井沟小窑、白土窑小窑井口及时进行封堵，对部分漏风出现CO 气体的山体漏风岩石裂缝在用水泥砂浆封堵后使用黄土进行覆盖，彻底消除地面漏风通道。

(3)1035 大巷喷浆封堵漏风。1035 大巷由于受压破坏，出现了碹体崩裂等现象，为消除通过碹体的漏风。该矿及时对1035 大巷及相关密闭进行了喷浆工作，喷浆厚度达20 cm。消除了这一漏风通道。

2.调整通风系统，减风降压

1035 大巷既是该矿大型设备运输的主要通道，也是一条主要的进风巷道，该区域的原通风系统为1035 大巷→303 石门→西二风井;1035 大巷→联络斜井→1013 大巷→西三风井，由于从1035 大巷碹体泄出的CO 气体逐步升高，1035 大巷内CO 最高浓度达到400ppm，从联络斜井下泄的气体与1013 大巷新鲜风流汇合后风流中的CO 浓度仍高达20ppm，为防止对生产区域人员造成影响，该矿及时对该区域进行系统进行调整，(通过该巷进入西二、西三系统的风量分别为800m3/min 和1200m3/min)，在1035 大巷分风点前施工两道风门，将原1035 大巷通过联络斜井进入西三系统的风路改为通过联络斜井进入1035 大巷流向303 石门。同时调整了303 石门通往西二风井的风量，通过该巷道的风量降低到600m3/min，这样既防止了有毒有害气体进入西三系统，对生产区域人员造成威胁，又减少了1035大巷的负压，从而大大减少了通过采空区的漏风。

3.灌注高水凝胶及粉煤灰，隔离采空区火区

对西一井底与刀把子采空区联通的共324 米巷道以及1035 大巷碹体后的空间灌注粉煤灰形成隔离带，减少采空区漏风，防止CO 外泄进入1035 大巷。灌注方法采用在密闭上打孔灌注或在1035 大巷打孔穿过煤柱与准备灌注隔离的巷道打孔，孔口末端尽可能接近巷道顶板，采用浆液泵将粉煤灰、水和高水凝胶混合搅拌后灌入隔离巷道，在初始灌注时，为防止采空区内的可燃性气体发生爆炸，在粉煤灰中加入少量的罗克休等高分子防灭火材料。累计灌入粉煤灰约4000m3。

4.建立灌浆系统进行灌浆

黄泥灌浆是采空区火区最行之效的治理方法，该区域灌浆系统目前已有4 个灌浆孔，从灌浆效果及此次CO 泄出分析，刀把子采空区域及西一风井井筒应为今后灌浆的重点，因此该矿在刀把子采空区边界及西一井筒布置2 个灌浆孔，对该区域进行黄泥灌浆，目前已灌入黄土近10 万m3。

通过采取上述措施，该区域防灭火工作取得良好的成效，目前1035 大巷风流中已无CO 气体泄出，26#密闭内CO 已降低到11000ppm，氧气浓度降低到2.3%以下，保证矿井安全生产。

二 总结

此次火灾是由于小煤窑偷挖盗采，持续给采空区供氧，导致小煤窑采空区着火，通过井下塌通巷道，致使大矿采空区密闭出现高浓度CO，产生前期发火迹象。

快速治理火灾隐患必须注意以下几点:

1.准确判断出CO 异常点，确定发火的具体位置。(由于小煤窑的乱采乱掘，没有详细的开采图纸说明，致使井下采空区记录不明朗，采空区的塌通，导致井下复杂网路中，难以明确具体的着火地点，只有通过大矿的密闭取样、检测，来确定区域是否发火。)采取有针对性的治理方法。

2.为了保证大矿安全生产，减少国家的财产损失，均压通风、降风堵漏能确保大矿在工作面回采期间安全生产，保障作业人员生命安全。

3.工作面密闭以后，开始对11#303 盘区域灌注黄泥浆，大面积的封堵漏风通道，达到降温灭火目的，隔绝小煤窑火灾对大矿的安全生产影响防止火灾的发生。

4.需要大矿平时加强对小煤窑采空区联通地带的密闭监测，采空区一旦发生自燃火灾，大量有毒有害气体将通过漏风通道进入大矿，严重威胁矿井安全和职工人身安全，是困扰同煤集团安全生产的重大难题，给各矿带来很大安全隐患。