2024年3月23日发(作者：安莎莉)
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总第９７期
秦源煤矿ＮＩ Ｏ １工作面火区启封及撤架的防灭火技术
刘振杰，董正坤，范向军，王 焘
（秦源煤业有限公司，陕西宝鸡
摘
７２１２００）
要：宝鸡秦源煤矿Ｎ１０１综放工作面在撤架期间，３２—３５号支架尾梁和正前方回架冒落区出现烟雾，
ＣＯ浓度迅速升高，被迫封闭。主要介绍了宝鸡秦源煤矿Ｎ１０１综放工作面火区启封及撤架期间采用堵漏、
注氮、灌浆、注三相泡沫、注凝胶等综合防灭火措施及其效果。
关键词：火区启封；撤架；综合防灭火；注浆打钻
中图分类号：ＴＤ７５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—２７９８（２００７）１１—００２５—０２
１ ＮＩＯ１工作面概况
Ｎ１０１工作面为一次采全高综放工作面，是秦源
煤矿第一个综采工作面，属侏罗纪下段中部，平均厚
度８．６ Ｉｎ，煤层属低瓦斯和易自然发火煤层，平均倾
角为２３。，老顶为砂岩，直接顶为泥岩，工作面采长
为１１８ Ｉｎ，采用走向长壁综合机械化放顶煤开采。
其中ｚＦ５５００／１７／２８ＨＱ型普通支架７５架，上端
头ＺＦＧ５８００／１２／３２过渡支架３架，下端头ｚＦＧ５８００／
１２／３２过渡支架２架，使用ＭＧ一３０／７００ＡＷＤ双滚
图１工作面平面
区
筒采煤机割煤，工作面前后各铺设一台ＳＧＺ一７６４／
４００型刮板输送机。
Ｎ１０１工作面实施综放以来，综采面停采撤架期
间，因拆除时间过长，支架上方煤体裂隙发育与氧气
接触面大，架后煤层松散等原因，导致采空区煤体温
度不断升高，３２～３５号支架尾梁和正前方回架冒落
区发现烟雾，ＣＯ浓度迅速升高，回风流中最高到
０．１％。２００６年１１月１７日Ｎ１０１工作面被迫封闭。
工作面封闭５个多月，造成Ｎ１０１工作面４４架支架
未撤出，对矿井的正常生产接替造成很大的影响。
图２注浆钻孔布置平面
２．２方案实施
１） 黄泥浆。对Ｎ１０１工作面外围１～５号密
闭墙内全面注浆堵漏，减小漏风。
２） 三相泡沫。三相泡沫系统是利用注氮管
路出口压力（０．１ ＭＰａ），作为发泡灭火材料的动力
２火区启封前采取的防灭火措施
２．１防灭火方案
形成氮气泡沫，并在氮气泡沫中加人黄泥浆即可形
成固、液、气三相泡沫。由于其大流量和优秀的防灭
火性能，适应于采空区大面积自燃火灾。通过消火
对３２～３５号架及后部冒落区发现的烟雾区实
施重点治理。从北翼回风下山开消火道，消火道布
置，见图１。从消火道向工作面２８ ，３３ ，３８ ，４３ ，
４８ 支架后顶部施工注胶钻孔。钻孔的终孔位置位
于支架尾梁后部３ Ｉｎ，距煤层顶板下部５０～１００ ｃｍ
巷钻孔连续向工作面注三相泡沫。
３） 氮气。通过地面装备的２套北京空分设
处。对钻孔周围喷涂水泥砂浆，防止周围出现裂隙
漏风，钻孔布置见图２。通过钻孔向２８～４８号架注
三相泡沫、注浆等防灭火材料，防止高温区域火势进
一
步蔓延。
收稿日期：２００７－０７－１１
备厂生产的膜分离式地面固定式制氮装置，每套制
氮装置制氮能力为６００ １１３． ／ｈ，向工作面及采空区连
续注氮气，以降低工作面及采空区的氧气浓度。
４） 凝胶。利用ＢＧ—ＩＩ凝胶泵添加促凝剂，
现有的地面注浆系统添加水玻璃凝胶，最终将两者
作者简介：刘振杰（１９８４一），男，甘肃敦煌人，助理工程师，从事通风技术工作。
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２００７年ｌ１月 刘振杰等：秦源煤矿Ｎ１０１工作面火区启封及撤架的防灭火技术 第１６卷第１１期
通过混合器在回风下山混合，向消火道连续注凝胶。
成胶时间控制在３ ｍｉｎ以内，确保凝胶注入钻孔流
淌一段距离后再成胶。
２） 压注防灭火材料。三相泡沫：利用现有的
地面灌浆系统，在回风井口装设注发泡剂定量泵，并
在发泡器中注入氮气，形成三相泡沫，注入架顶钻孔
及密闭墙内。
５） 通过地面束管监测系统和气相色谱仪每
天每班定时定点分析井下一氧化碳、氧气、甲烷、乙 ＭＥＡ一１Ａ防灭火剂：在清理好的架后、架间以
及顶板上，利用气动注浆泵喷洒ＭＥＡ一１Ａ防灭火
剂。
烯、乙炔气体浓度的变化情况。
采用了上述五项措施后，将火区温度降到
２７℃；氧气浓度降到３％～４％之间；乙烯、乙炔、一
凝胶：利用气动注浆泵对架后插管及架上钻孔
氧化碳稳定在０．００１％；火区出水温度２５℃以下，
连续保持了一个月以上，使火区具备了启封条件。
３火区启封后采取的防灭火措施
３．１防灭火方案
秦源煤业有限公司于２００７年５月１１日对火区
进行了启封。破壁探险后发现巷道严重变形，最低
处仅有０．８ ｍ，为防止工作面下部长时间氧化而引
起再次发火，决定使用分段启封的方法，逐步缩小火
区。分段启封的密闭墙，见图３。
７８架
原
封
闭
墙
压注凝胶。水玻璃和碳酸氢氨比例为１４％：５％，
控制在３ ｒａｉｎ内成胶。为了确保成胶时间及质量，
定期对其凝胶混合液进行成胶试验。
３）通过地面束管监测系统和气相色谱仪每
天每班定时定点分析井下一氧化碳、氧气、甲烷、乙
烯、乙炔气体浓度的变化情况。随时掌握井下火区
的发展情况。
４治理效果
经过采用综合防灭火技术措施和手段，有效降
低了启封巷道内的一氧化碳、甲烷浓度和火区温度，
为工作面的安全撤除创造条件。工作面防灭火是一
项复杂的系统工程，在现有的条件下，单一的某项措
６９架 ４４架
一
３４架
现 一 次
墙
移 封
闭
墙
施是很难奏效，应该采用综合防灭火技术措施来综
合治理，才能有效防治。
参考文献：
［１］ 国家煤矿安全监察局．煤矿安全规程［Ｍ］．北京：煤炭
工业出版社，２００６．
［２］张国枢．通风安全学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版
社，２０００．
图３分段启封密闭墙示意
３．２方案实施
１） 打钻。从工作面７８号架处向下每隔五
架，利用２．２ ｋｗ防突钻机，向顶板斜上方打钻。钻
孔深度、倾角及钻孔终孔位置，见图４。
［３］吴中立．矿井通风与安全［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出
版社，１９８９．
［４］王省身．矿井灾害防治理论与技术［Ｍ］．徐州：中国矿
业大学出版社，１９８６．
图４架前钻孔布置剖面
［责任编辑：魏晋英］
石＼！ ＼！ ．、 ．、 ．、 ：、 ；．、 写 ．、 ．、 ．、 写 ．、 ．、 ．、 ．、 ．、 ．、 ．、 ，＾ ’、 ．、 ．、 ．、 ，＾ 石＼！ ．、 ＼！
■墨困
煤炭产能不断增加——价格依旧高位
统计数据显示，２０ｏ６年，我国煤炭产能为２３．８亿ｔ，预计２００７～２００９年。新增煤炭产能分别为２．３８亿ｔ、２．８７亿ｔ、３．０８亿
ｔ，增长率分别为１０．２５％、ｌ１．２７％、１０．８２％。而２０ｏ７—２００９年的实际煤炭需求增长将保持在１２％～１４％．市场供求总体
平衡，考虑到煤化工行业增加的煤炭需求，到２０ｏ８年上半年。将出现煤炭供应紧张的情况。进而导致煤炭价格保持在高位运
行。
导致煤炭价格持续高位还有其他原因：
１） 我国颁布的《能源“十一五”规划》与《煤炭行业“十一五”规划》强调国有资本对煤炭资源的控制：
２） 欧盟通过能源新政策，强化“节能减排”义务。这些措施将增加煤炭行业的定价权：
３） ２０ｏ７年下半年，提升煤炭资源税将进一步提高煤炭开采的刚性成本，大型煤矿企业需要通过主导煤炭价格来消化增
加的刚性成本。
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2024年3月23日发(作者：安莎莉)
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总第９７期
秦源煤矿ＮＩ Ｏ １工作面火区启封及撤架的防灭火技术
刘振杰，董正坤，范向军，王 焘
（秦源煤业有限公司，陕西宝鸡
摘
７２１２００）
要：宝鸡秦源煤矿Ｎ１０１综放工作面在撤架期间，３２—３５号支架尾梁和正前方回架冒落区出现烟雾，
ＣＯ浓度迅速升高，被迫封闭。主要介绍了宝鸡秦源煤矿Ｎ１０１综放工作面火区启封及撤架期间采用堵漏、
注氮、灌浆、注三相泡沫、注凝胶等综合防灭火措施及其效果。
关键词：火区启封；撤架；综合防灭火；注浆打钻
中图分类号：ＴＤ７５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—２７９８（２００７）１１—００２５—０２
１ ＮＩＯ１工作面概况
Ｎ１０１工作面为一次采全高综放工作面，是秦源
煤矿第一个综采工作面，属侏罗纪下段中部，平均厚
度８．６ Ｉｎ，煤层属低瓦斯和易自然发火煤层，平均倾
角为２３。，老顶为砂岩，直接顶为泥岩，工作面采长
为１１８ Ｉｎ，采用走向长壁综合机械化放顶煤开采。
其中ｚＦ５５００／１７／２８ＨＱ型普通支架７５架，上端
头ＺＦＧ５８００／１２／３２过渡支架３架，下端头ｚＦＧ５８００／
１２／３２过渡支架２架，使用ＭＧ一３０／７００ＡＷＤ双滚
图１工作面平面
区
筒采煤机割煤，工作面前后各铺设一台ＳＧＺ一７６４／
４００型刮板输送机。
Ｎ１０１工作面实施综放以来，综采面停采撤架期
间，因拆除时间过长，支架上方煤体裂隙发育与氧气
接触面大，架后煤层松散等原因，导致采空区煤体温
度不断升高，３２～３５号支架尾梁和正前方回架冒落
区发现烟雾，ＣＯ浓度迅速升高，回风流中最高到
０．１％。２００６年１１月１７日Ｎ１０１工作面被迫封闭。
工作面封闭５个多月，造成Ｎ１０１工作面４４架支架
未撤出，对矿井的正常生产接替造成很大的影响。
图２注浆钻孔布置平面
２．２方案实施
１） 黄泥浆。对Ｎ１０１工作面外围１～５号密
闭墙内全面注浆堵漏，减小漏风。
２） 三相泡沫。三相泡沫系统是利用注氮管
路出口压力（０．１ ＭＰａ），作为发泡灭火材料的动力
２火区启封前采取的防灭火措施
２．１防灭火方案
形成氮气泡沫，并在氮气泡沫中加人黄泥浆即可形
成固、液、气三相泡沫。由于其大流量和优秀的防灭
火性能，适应于采空区大面积自燃火灾。通过消火
对３２～３５号架及后部冒落区发现的烟雾区实
施重点治理。从北翼回风下山开消火道，消火道布
置，见图１。从消火道向工作面２８ ，３３ ，３８ ，４３ ，
４８ 支架后顶部施工注胶钻孔。钻孔的终孔位置位
于支架尾梁后部３ Ｉｎ，距煤层顶板下部５０～１００ ｃｍ
巷钻孔连续向工作面注三相泡沫。
３） 氮气。通过地面装备的２套北京空分设
处。对钻孔周围喷涂水泥砂浆，防止周围出现裂隙
漏风，钻孔布置见图２。通过钻孔向２８～４８号架注
三相泡沫、注浆等防灭火材料，防止高温区域火势进
一
步蔓延。
收稿日期：２００７－０７－１１
备厂生产的膜分离式地面固定式制氮装置，每套制
氮装置制氮能力为６００ １１３． ／ｈ，向工作面及采空区连
续注氮气，以降低工作面及采空区的氧气浓度。
４） 凝胶。利用ＢＧ—ＩＩ凝胶泵添加促凝剂，
现有的地面注浆系统添加水玻璃凝胶，最终将两者
作者简介：刘振杰（１９８４一），男，甘肃敦煌人，助理工程师，从事通风技术工作。
维普资讯
２００７年ｌ１月 刘振杰等：秦源煤矿Ｎ１０１工作面火区启封及撤架的防灭火技术 第１６卷第１１期
通过混合器在回风下山混合，向消火道连续注凝胶。
成胶时间控制在３ ｍｉｎ以内，确保凝胶注入钻孔流
淌一段距离后再成胶。
２） 压注防灭火材料。三相泡沫：利用现有的
地面灌浆系统，在回风井口装设注发泡剂定量泵，并
在发泡器中注入氮气，形成三相泡沫，注入架顶钻孔
及密闭墙内。
５） 通过地面束管监测系统和气相色谱仪每
天每班定时定点分析井下一氧化碳、氧气、甲烷、乙 ＭＥＡ一１Ａ防灭火剂：在清理好的架后、架间以
及顶板上，利用气动注浆泵喷洒ＭＥＡ一１Ａ防灭火
剂。
烯、乙炔气体浓度的变化情况。
采用了上述五项措施后，将火区温度降到
２７℃；氧气浓度降到３％～４％之间；乙烯、乙炔、一
凝胶：利用气动注浆泵对架后插管及架上钻孔
氧化碳稳定在０．００１％；火区出水温度２５℃以下，
连续保持了一个月以上，使火区具备了启封条件。
３火区启封后采取的防灭火措施
３．１防灭火方案
秦源煤业有限公司于２００７年５月１１日对火区
进行了启封。破壁探险后发现巷道严重变形，最低
处仅有０．８ ｍ，为防止工作面下部长时间氧化而引
起再次发火，决定使用分段启封的方法，逐步缩小火
区。分段启封的密闭墙，见图３。
７８架
原
封
闭
墙
压注凝胶。水玻璃和碳酸氢氨比例为１４％：５％，
控制在３ ｒａｉｎ内成胶。为了确保成胶时间及质量，
定期对其凝胶混合液进行成胶试验。
３）通过地面束管监测系统和气相色谱仪每
天每班定时定点分析井下一氧化碳、氧气、甲烷、乙
烯、乙炔气体浓度的变化情况。随时掌握井下火区
的发展情况。
４治理效果
经过采用综合防灭火技术措施和手段，有效降
低了启封巷道内的一氧化碳、甲烷浓度和火区温度，
为工作面的安全撤除创造条件。工作面防灭火是一
项复杂的系统工程，在现有的条件下，单一的某项措
６９架 ４４架
一
３４架
现 一 次
墙
移 封
闭
墙
施是很难奏效，应该采用综合防灭火技术措施来综
合治理，才能有效防治。
参考文献：
［１］ 国家煤矿安全监察局．煤矿安全规程［Ｍ］．北京：煤炭
工业出版社，２００６．
［２］张国枢．通风安全学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版
社，２０００．
图３分段启封密闭墙示意
３．２方案实施
１） 打钻。从工作面７８号架处向下每隔五
架，利用２．２ ｋｗ防突钻机，向顶板斜上方打钻。钻
孔深度、倾角及钻孔终孔位置，见图４。
［３］吴中立．矿井通风与安全［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出
版社，１９８９．
［４］王省身．矿井灾害防治理论与技术［Ｍ］．徐州：中国矿
业大学出版社，１９８６．
图４架前钻孔布置剖面
［责任编辑：魏晋英］
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■墨困
煤炭产能不断增加——价格依旧高位
统计数据显示，２０ｏ６年，我国煤炭产能为２３．８亿ｔ，预计２００７～２００９年。新增煤炭产能分别为２．３８亿ｔ、２．８７亿ｔ、３．０８亿
ｔ，增长率分别为１０．２５％、ｌ１．２７％、１０．８２％。而２０ｏ７—２００９年的实际煤炭需求增长将保持在１２％～１４％．市场供求总体
平衡，考虑到煤化工行业增加的煤炭需求，到２０ｏ８年上半年。将出现煤炭供应紧张的情况。进而导致煤炭价格保持在高位运
行。
导致煤炭价格持续高位还有其他原因：
１） 我国颁布的《能源“十一五”规划》与《煤炭行业“十一五”规划》强调国有资本对煤炭资源的控制：
２） 欧盟通过能源新政策，强化“节能减排”义务。这些措施将增加煤炭行业的定价权：
３） ２０ｏ７年下半年，提升煤炭资源税将进一步提高煤炭开采的刚性成本，大型煤矿企业需要通过主导煤炭价格来消化增
加的刚性成本。
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