1 工作面概況
常村煤礦屬易燃礦井,生產(chǎn)能力180萬 t/a?,F(xiàn)正在回采的21072綜放面是河南省首個(gè)“小煤柱護(hù)巷外錯(cuò)布置的超長綜放面”。
21072綜放面位于礦井唯一主采盤區(qū)——21盤區(qū)3個(gè)條下山以東自上而下的第4個(gè)工作面,上、下為已采完畢的21052綜采面和21092綜放面,東為盤區(qū)東部邊界斷層帶,西為盤區(qū)下山保護(hù)煤柱,屬孤島區(qū)段。走向長1 460 m,傾向長220 m。煤層產(chǎn)狀較平緩,傾角8%uB0~17%uB0,可采煤厚6.3~10 m。圈定范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較簡單,切眼外220 m范圍內(nèi)有5條落差為1~2.5 m的斷層。工作面上巷上距21502下巷5.5 m,下距21051下巷16 m。下巷下距21092上巷7 m,上距21091上巷11 m。里段580 m基本為實(shí)體煤,外段全部處于21091,21071,21051采空區(qū)的下層。所采煤層為侏羅紀(jì)中統(tǒng)下部義馬組2~3煤,煤巖以亮煤為主,普氏系數(shù)%u192=2~2.5。煤種低變質(zhì)的長焰煤,揮發(fā)份含量高達(dá)42.3%,自燃傾向性極其嚴(yán)重,自然發(fā)火期15~30 d。煤層瓦斯含量整體上較小,相對瓦斯涌出量為1.35~1.76 m3/t。但受盤區(qū)東翼局部頂板砂巖體條帶自上而下縱貫全區(qū)的影響,工作面沿走向有221 m原始煤層的瓦斯含量較大,相對瓦斯涌出量達(dá)到4.2~5.77 m3/t。煤塵具有危險(xiǎn)性,爆炸指數(shù)48.33%。通風(fēng)方式為“U”型上行負(fù)通風(fēng)。
工作面采用自然垮落法管理頂板。割煤高度2.6 m%uB10.1 m,放煤高度3.6~7.3 m,采放比為1:(1.25~1.27),機(jī)頭、機(jī)尾各3架不放頂煤。
2004年2月8日,工作面回采273.5 m時(shí),回風(fēng)流CO濃度呈快速增大趨勢,一天時(shí)間內(nèi)由0.006%增大到0.024%。120架以上支架后尾梁架縫CO達(dá)到0.06%~0.5%。130~135架的后尾梁架縫CO最大,達(dá)到0.5%,但整個(gè)工作面及回風(fēng)流沒有煙霧。上述征兆表明工作面采空區(qū)已發(fā)火。
2 火點(diǎn)位置判定及發(fā)火原因分析
2.1 火點(diǎn)位置判定
準(zhǔn)確判定火點(diǎn)位置,是有效,快速滅火的關(guān)鍵?;鹎槌霈F(xiàn)后,根據(jù)CO氣體涌出特征、采空區(qū)漏風(fēng)特征及近段工作面生產(chǎn)狀況等對火點(diǎn)位置進(jìn)行綜合分析、判定。
1)根據(jù)工作面120架以上支架后尾梁均涌出高濃度CO氣體,且130~135架后尾梁架縫CO氣體濃度明顯高于其兩側(cè),結(jié)合采空區(qū)漏風(fēng)軌跡、CO氣體擴(kuò)散運(yùn)動規(guī)律、工作面130架以上頂煤放出情況,以及130架頂層對應(yīng)于21051下巷的實(shí)際,初步判定發(fā)火點(diǎn)有2處:一是130架頂層的21051下巷下幫松動破碎的高溫煤體落入本煤層采空區(qū)后遇風(fēng)自燃;二是工作面下半部局部架后采空區(qū)遺煤自燃。
2)現(xiàn)場觀測期間,機(jī)組在43架停滯時(shí),43~45架后尾架縫CO濃度由0.008%錳增到0.3%。并且,10架以上后尾梁架縫CO濃度均不同程度增大。當(dāng)機(jī)組上行離開后,該處后尾梁架縫CO濃度突降到0.05%,且10架以上后尾梁架縫的CO濃度基本恢復(fù)原狀。根據(jù)工作面局部存在較大風(fēng)壓差時(shí)采空區(qū)的漏風(fēng)軌跡和CO氣體擴(kuò)散涌出特征,可進(jìn)一步判定下部火點(diǎn)位于10架以下局部架后,且距工作面較近。
3)2月4日4點(diǎn)班,氣割工作面下端頭架上側(cè)后立柱頂部連接銷時(shí),曾引燃過架頂碎煤。并且,自該班起,受工作面下半部頂板破碎,支架工作阻力較小失穩(wěn)倒斜的制約,工作面下口幾乎未動。加之當(dāng)時(shí)下隅角巷頂客觀存在高冒區(qū),其中的碎煤出現(xiàn)自燃隱患時(shí),前期往往不易被檢測到,落入采空區(qū)后,誘發(fā)自燃的可能性極大。由此可鎖定下部火點(diǎn)位于3架以下、且靠近支架后尾梁的架后遺煤。隨后的滅火實(shí)踐證實(shí)了該判定是準(zhǔn)確的。
2.2 發(fā)火原因分析
造成發(fā)火的原因除煤層自身具有極易自燃的特性外,主要有:
1)工作面3架以下采空區(qū)遺煤發(fā)火原因 一是未徹底處理干凈氣割引燃架頂?shù)乃槊海斐蓾撛诘?、最直接的發(fā)火危險(xiǎn)源;二是下隅角巷頂高冒區(qū)出現(xiàn)高位自燃隱患點(diǎn)未及早檢測到,支護(hù)棚梁回撤后頂煤塌落,疏松程度增大,觸氧面和吸氧條件由弱變強(qiáng),氧化速率加快后釋放的熱量積聚;三是受工作面下部支困倒斜扶正的影響,推進(jìn)速度很快,自燃隱患點(diǎn)的外部條件未得到較大改變而使蓄熱環(huán)境遭到破壞。尤其是10架以下,幾乎是原地不動。上述因素綜合的結(jié)果則造成發(fā)火。
2)130架頂層的21051下巷遺煤發(fā)火原因 根據(jù)“O”型圈理論可知,雖然21051工作面早已采過,但沿巷道周邊客觀存在著未壓實(shí)條帶,本分層工作面頂煤放出后,勢必與其連通。加之21072上巷頂板存在多處高冒區(qū),在礦井通風(fēng)負(fù)壓的作用下,極易形成很難被檢測發(fā)現(xiàn)的、復(fù)雜的“一源多匯”漏風(fēng)通道,造成向頂層采空區(qū)遺煤連續(xù)漏風(fēng)供氧而積熱。隨著工作面向前推進(jìn),熱煤體落入本分層采空區(qū)后,疏松程度大增,供氧充分,氧化速率加快。雖然有防火工程,但受采空區(qū)防火工程的局限性和管理不力等因素的影響,安全有效性較差。一旦工作面推進(jìn)速度變緩或停滯,很容易發(fā)火。
建筑消防設(shè)施和電氣消防安全檢測的區(qū)別:在安全檢測的目的、檢測的范圍、檢測的要求、檢測的內(nèi)容、檢測的方法及相關(guān)儀器設(shè)備和檢測的標(biāo)準(zhǔn)等六個(gè)方面>有所不同。