山西黄土坡鑫运煤业有限公司采空区处理方法和安全技术措施

1综采工作面采空区管理方法及安全技术措施一、采空区管理方法：（一）对工作面采空区顶板采用全部垮落法处理。（二）对工作面采空区进行灌浆、注氮，防止煤层自然发火。（三）对工作面采空区瓦斯进行抽放，防止高浓度瓦斯涌入工作面。二、安全技术措施：（一）防止煤层自然发火措施当综采工作面煤层有自然发火倾向时，必须采取以灌浆为主，辅以注氮、喷洒阻化剂、均压通风、构筑拦浆防火墙、设置挡风帘等综合防火措施，加强防火工作，防止煤炭自燃。1、防火方法（1）采空区：采空区防火采用黄泥灌浆为主，注氮、均压通风、进、回风隅角构筑全断面拦浆防火墙、进风隅角设全断面挡风帘为辅的综合防火技术，防止采空区煤层自然发火。（2）断层等地质构造处：断层等地质构造处的煤体破碎，丢煤较多，工作面推进速度减慢，应对破碎带及附近进行重点灌浆、注胶、注三相泡沫或树脂发泡剂,并对破碎遗煤喷洒阻化剂。（3）停采线防火：工作面停采后，对停采线煤柱及巷道煤体喷洒凝胶阻化剂，对采空区采取注黄泥浆、注胶封堵、注氮、注三相泡沫或树脂发泡剂等措施；工作面封闭后，对采空区进行一次大量注黄泥浆。2、严格按设计和工艺要求采煤，提高回采率，减少丢煤；3、加快工作面推进速度。使采空区较集中的遗煤在发火期限内，2迅速由漏风供氧带进入缺氧窒息带，抑制自然发火的发生；4、加强通风管理，不断优化矿井通风系统，及时合理构建通风设施，严禁风流短路，确保通风系统时时保持合理、稳定、安全、可靠、稳定；回采工作面的进、回风隅角每天及时用黄土或粉煤灰等不燃性材料构筑拦浆防火墙。5、必须采取以黄泥灌浆为主，注氮、注胶、喷阻化剂等为辅的综合措施预防煤层自然发火，回采工作面要随采随灌，其它容易发火地点，必须根据现场实际情况，采用合理方法实施防火措施；6、加强监测监控。按规定要求配备齐配足监测监控设备和瓦斯检查人员，充分利用束管监测系统与人工检查、取样分析相结合，做好防火的预测预报工作，定期对井下可能发火地点进行气体成份分析，发现隐患及时进行处理。（1）在工作面回风隅角和采空区内布置束管：回风隅角束管采样头设置在采空区切顶线以外的回风隅角处，距顶板不超过300mm,距巷帮不小于200mm;采空区内每30m预埋一个束管采样头。在11101回风顺槽内设置工作面CO传感器，距工作面煤壁10m以内，并悬挂于距顶板不超过300mm,距巷帮不小于200mm顶板完好无淋水地点。CO传感器每7天必须使用标准气样和空气样调校一次。（2）每天对工作面回风隅角及采空区埋管进行人工气体取样分析，掌握隅角及采空区内气体成份变化情况。同时，利用SG-2003束管监测系统对CO及其它有害气体浓度进行循环检测。（3）专职瓦斯检查员每班必须对工作面回风隅角和工作面支架后部采空区、工作面回风流的CO浓度进行巡回检测，并将检测结果记录在手册上，同时回风隅角及工作面回风流中的CO浓度要填写在3现场记录牌板上。7、进一步加强防火队伍管理，不断提高防火人员的技术业务素质，保证各项防火制度与措施落到实处。8、11101工作面黄土灌浆安全技术措施浆液输送路线：地面注浆站→回风斜井（Φ159mm）→一采区回风大巷（Φ159mm）→11101回风顺槽（Φ108mm）→11101工作面采空区（Φ108mm）。（1）安排生产计划时，必须同时安排防火灌浆计划，落实灌浆地点、时间、进度和灌浆量。（2）对工作面开采线、停采线、上下煤柱线内的采空区应加强防火灌浆。（3）工作面注浆采用随采随灌方式；浆液主要以黄土为浆材，土水比控制在1:3—4，注浆站设在主井口地面，搅拌机机械制浆，同时在浆液中加入6‰—10‰阻化剂；注浆量每生产万吨煤不少于100m3黄土。（4）注浆管滞后工作面30—50m，交替埋管，通过注浆管路向采空区注浆，注浆管布置在巷道顶板附近，提高注浆防灭火效果。（5）停采线注浆工作面推进至停采线，工作面所有电气、机械设备撤离完毕，在停采线处留设一路108mm钢管，出口处钢管要留设两个以上三通阀门，并用锚网等物挡好，防止顶板跨落压坏。在上、下顺槽设置两道密闭墙，密闭墙靠近上部预留注浆孔进行注浆，当注到注浆管的浆液不流动时，停止注浆，打开放水管阀门放水，再进行注浆，这样多次注浆后，密闭内注浆以注不进为止。4（6）大面积采空区注浆随着采空区扩大，形成大面积采空区时，采取阶梯形式注浆，先从大面积采空区的高处巷道注浆，再依次向大面积采空区低处巷道注浆；两处注浆间隔距离不大于100m；每处注浆以注不进为准。（7）注浆站要保证浆池中浆液浸泡时间并搅拌均匀，浸泡搅拌时间应不低于15min，浆液要保证浓度。（8）每次注浆前注浆工要检查管路，发现漏液、闸门失效等问题要及时处理。（9）注浆前必须明确注浆地点，然后将通往该地点的各级闸门打开，并根据实际情况注浆。（10）工作面溃浆、堵管、爆管、闸阀漏浆时，要首先通知井上停止下浆，并派人关闭上一级闸门，然后进行处理。处理时严禁管口对人，处理不了时，要及时汇报，据实际情况另行研究措施处理。（11）中途堵管时，应先通知井上停止下浆，然后逐级打开卸浆阀，初步判定堵管的大概位置，将堵管附近闸阀打开放浆，此后拆开管路将堵塞物取出。（12）井上、井下注浆人员要密切配合，加强联系，严禁工作人员脱岗。井下人员要不停的巡视管路，地面注浆站接到停止注浆的通知后，应立即停止注浆。（13）煤层变厚、或过断层时，要根据实际情况，加大注浆量。（14）灌浆区下部进行采掘前，必须查明灌浆区内的浆水积存情况。发现积存浆水，必须在采掘之前放出；在未放出前，严禁在灌浆区下部进行采掘工作。10、11101工作面注氮安全技术措施5注氮路线：井下注氮硐室→11101运输顺槽材料道→11101运输顺槽→11101工作面采空区。（1）注氮作为防火时的辅助措施，而在灭火时则作为主要措施。（2）注氮工艺采用“动态监测，适时注氮”新型工艺。以工作面回风隅角检测出的CO及C2H4含量为依据，按照吉克煤矿煤自燃标志气体指标适时进行注氮。（3）工作面运输顺槽安装的专用注氮管路，要经常检查管路的气密性，发现问题及时处理。（4）注氮管要吊挂在工作面进风侧巷道内，以增加注氮效果；要随工作面推进及时预埋注氮管路，保证注氮管出气口位于采空区内，并拖后工作面10—40m；超前工作面的注氮管路上要留设三通阀门，不注氮时将阀门关闭。（5）平常不需注氮时，必须保证每月开动两次制氮机，每次开动时间不少于3h，并取样上井后用色谱仪分析化验，如氮气浓度低于97%，立即进行维修，确保制氮设备时刻保持良好状态，以便在出现灾情时能够迅速投入使用。（6）需要注氮时，开启注氮机，利用工作面运输顺槽侧采空区内预埋的注氮管路向工作面采空区注氮。注氮时要不断用氧气便携仪对氮气源进行检测，发现氧气高于3%，立即停止注氮，进行维修，要保证注入采空区的氮气浓度不小于97%。（7）注氮过程中要有专人巡视注氮管路，发现问题及时处理，防止管路中途漏气。11、11101工作面注、喷凝胶、树脂发泡剂安全技术措施（1）使用材料：凝胶阻化剂采用基料水玻璃占2-6%、促凝剂占64—22%、水占74—94%的混合溶液。根据成胶时间和使用地点不同，可适当增加或减少基料和促凝剂的比数。（2）凝胶阻化剂采用压注和喷洒相结合的方法，切眼不开采一帮采用压注，底板、顶板采用喷洒，底板喷洒范围为压注帮外1m，切眼不开采一帮压注后再全断面喷洒一遍。（3）压注或喷洒凝胶工艺流程是凝胶配制开始到凝胶进入煤层裂缝或喷到煤壁的作业程序。基料水玻璃和促凝剂水溶液按配比要求分别在两个0.5m3的料箱内搅拌稀释均匀，再由两台7BG—45/160喷射泵按1：1的体积比通过输液管、孔口管注入煤层裂隙，喷洒时两趟输液管通过三通混合器低压喷洒在煤体上。（4）注凝胶施工①打眼可采用KHYD-40-D1A型岩石电钻或煤电钻，孔深为2-3m，钻孔距顶板1m，间距根据煤岩松软程度等实际情况确定，成直线布置。②固管：孔口管长度1250mm，采用Φ30mm管子（L=150mm）和Φ18mm管子（L=1200mm）焊接，其中搭接长度100mm，孔口管插入钻孔深度1000mm，孔口管插入端焊一周直径12mm钢筋。孔口管插入钻孔后用注浆泵把水泥砂浆注入孔口管和钻孔的四周间隙内，待水泥砂浆凝固后方可安管注凝胶阻化剂。③压注凝胶：启动泥浆泵，利用三通管分别吸入上述两料箱的水溶液（比例1：1），然后通过输液管、套管压入切眼煤帮钻孔裂隙中。（5）施工时把切眼的浮煤清净。（6）施工前要查看现场的支护情况，发现问题及时处理，确保现场支护完好的情况下方可施工。7（7）采用压注工艺施工时，必须一次钻孔，一次固管完毕，并待水泥砂浆凝固后方可接管压注。（8）压注凝胶前，先检查各接口是否固定牢靠，发现问题及时解决。（9）施工时严格掌握材料配方以控制成胶时间，促凝剂过多则成胶速度快，易发生堵管；促凝剂量少则成胶时间长，凝胶渗透流失。因此，配料时必须用加工的量筒量取水玻璃和促凝剂。（10）喷洒凝胶时，严禁管口对人。12、11101工作面喷阻化剂安全技术措施（1）在工作面支架后全面敷设Ф10mm高压胶管，并接至运输巷超前以外30m阻化剂泵上，作为采空区气雾阻化剂喷雾管路，工作面上管路每隔15m安设一单孔喷雾头，喷头喷雾方向朝面后采空区，每班开启喷雾泵向采空区喷洒阻化剂。（2）在工作面进、回风隅角，设阻化剂喷雾，每班开启喷雾，向采空区喷阻化剂。（3）阻化剂：水＝1:4（重量比），阻化剂溶液按配比要求在一个0.5m3的料箱内搅拌稀释均匀，由喷射泵通过管路将阻化剂溶液喷至采空区。（4）施工前要查看现场的支护情况，发现问题及时处理，在确保现场支护完好的情况下方可施工。（5）在顺槽施工要注意来回车辆，要做到行车不作业。（6）施工人员每次都要做好记录，包括施工日期、材料、用量、配比、喷洒范围、效果等。（7）施工地点的设备等金属构件要进行刷漆等防腐处理。施工8时要避免喷洒到设备、支架等金属构件上，否则，马上用清水冲洗后并用干净棉纱擦净。13、监督检查措施（1）每班由安监处、通防部、通防队人员对工作面的防火措施落实情况进行检查，发现防火措施落实不到位，对有关责任人严肃处理。（2）安监处、通防部负责不定期（每周至少3次）检查制浆质量，必须严格按比例配备制浆液，对不按比例配比的责任人进行处罚。（3）对从事防灭火工作的人员实行奖惩制度。每旬安全检查时，把防灭火工作作为专项考核内容，安全例会时进行综合打分，作为月度综合考核的基础。14、11101工作面结束时，另行编制专项防火措施，工作面回采完毕后必须在45天内封闭严密。（二）防治瓦斯安全技术措施为保证11101采煤工作面的安全生产，采空区的瓦斯治理是瓦斯治理重要内容，为保证生产过程中采空区的瓦斯不对工作面安全生产造成影响，特编制本措施。1、在工作面回风顺槽上帮预设抽放瓦斯管路，并每隔30m安一抽放接头，随着工作面推采抽放管路埋入采空区，对采空区瓦斯进行抽放，以降低采空区的瓦斯浓度，达到高浓度瓦斯不涌入工作面的目的。2、防突队必须保证工作面回风顺槽新敷设的低负压抽放管路对回采工作面采空区及上隅角瓦斯进行正常抽放。93、控制抽放负压，保证抽放质量。因为采空区围岩受采动影响透气性大大提高，因而抽放负压过大，很容易使空气进入采空区而降低抽出的瓦斯浓度，且有自然发火危险的煤层还会因氧气浓度的增加而引起采空区内的自然发火。4、加强瓦斯抽放管理工作。维护好地面永久瓦斯抽放系统，加强管路维护和巡视放水除渣工作，保证抽放管路畅通，减小抽放阻力，提高抽放效率，保证瓦斯抽放量的最大化。5、地面永久瓦斯抽放系统抽放管路必须安设防回火和防爆装置以及“四位一体”安全监测系统一套，确保抽放系统的安全可靠和监测数据的直观准确。6、防突队每班安排专人负责隅角处瓦斯抽放管路的维护，保证隅角抽放管进气口安设位置始终保持在工作面采空区切顶线处防火墙以里的巷道顶板处。7、在11101运输巷及回风巷密集后每隔20-30m构筑一道全断面防火墙，以减少采空区瓦斯涌出。防火墙要用黄土装袋后成“井”字形交叉垒起，墙体应全断面构筑，厚度不低于1m。墙体完成后，用凝胶或其他非