[发明专利]高瓦斯综放工作面悬顶状态易自燃煤层防灭火工艺

说明书

技术领域

本发明涉及自燃煤层防灭火技术，尤其涉及一种高瓦斯综放工作面悬顶状态易自燃煤层的防灭火工艺。 

背景技术

受煤层赋存条件及地质构造和开采等因素的影响，煤层自燃发火一直是煤矿灾害之一，它不仅对煤层造成巨大的经济损失，而且直接威胁着矿工的安全。煤炭自燃有一定的发生和发展过程，发火地点必须同时具备下列条件：(1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态；(2)有较好的蓄热条件，采空区漏风风速大于0.1m/s、小于0.24m/s；(3)有适量的通风供氧，当氧气浓度低于10％时，属于窒息带，煤不会自燃。 

工作面悬顶，在超前预裂无法解决的情况下，要靠放顶煤时支架的反复支撑、卸压等操作及推进后采空区大面积岩层自重和矿山压力来处理，未冒落前形成的采空区空洞，聚集着大量高浓度的瓦斯、氧气等，当大面积悬顶垮落时把采空区内的瓦斯等有害气体压出，遇着设备失爆、明火等会造成爆炸事故，而且在采空区内由于氧气的存在会加速采空区浮煤的自燃。瓦斯爆炸的条件：(1)瓦斯浓度达到5～16％；(2)引火温度；(3)充足的氧气含量，氧气浓度不得低于12％，当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。 

因此，必须采取可靠措施，防止煤自燃和瓦斯积聚，特别是煤的自燃发火的防治，杜绝煤矿重大灾害事故的发生。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高瓦斯综放工作面悬顶状态易自燃煤层的防灭火工艺，防止煤层自燃和瓦斯爆炸。 

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是， 

高瓦斯综放工作面悬顶状态易自燃煤层防灭火工艺，包括： 

1)喷洒黄泥：采煤工作面的推进过程中，向采空区浮煤喷洒黄泥，使黄泥覆盖采空区浮煤，煤与空气相互隔绝，阻止煤的氧化和瓦斯释放； 

2)挂隔离布：在采空区侧沿倾斜方向全工作面悬挂隔离布，隔离采空区与工作区； 

3)监测气体浓度：在采空区埋设束管，检测采空区的氧气、一氧化碳、瓦斯浓度； 

4)注氮：根据悬顶状态下采空区的空间体积，利用注氮设备进行注氮，将氧气浓度控制在10％以下，使采空区处于窒息状态； 

在步骤2)中，使用液压支架时，隔离布挂在采空区侧的立柱上，并在上、下隅角处每隔3～5米打黄土沙袋墙，阻隔采空区的氮气外泄和空气进入。 

本发明的优点在于，采用以上措施，不仅可避免采空区浮煤的自燃，同时也可防止瓦斯爆炸事故的发生，为煤矿的安全开采、高效运行提供保障。悬顶预裂后不再处理，增加了生产时间，也减少了因处理顶板造成的安全隐患；防灭火效果好，杜绝煤层自燃事故；瓦斯积聚得到有效处理，避免瓦斯事故。 

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。 

本发明提出的高瓦斯综放工作面悬顶状态易自燃煤层防灭火工艺，其采用的措施包括喷洒黄泥、挂隔离布、监测气体浓度以及注氮。 

喷洒黄泥是在采煤工作面的推进过程中，向采空区浮煤喷洒黄泥，使黄泥覆盖采空区浮煤，煤与空气相互隔绝，阻止煤的氧化和瓦斯释放；挂隔离布是在采空区侧沿倾斜方向全工作面悬挂隔离布，隔离采空区与工作区；使用液压支架时，隔离布挂在采空区侧的立柱上，并在上、下隅角处每隔5米打黄土沙袋墙，阻隔采空区的氮气外泄和空气进入；监测气体浓度是在采空区埋设束管，检测采空区的氧气、一氧化碳、瓦斯浓度；随工作面推进，在采空区内每隔20米、40米、60米留设束管检测口，利用束管监测系统定期 分析采空区内的各种气体，如，氧气、一氧化碳、瓦斯等浓度，研究煤层自燃发火规律，分析推进速度、煤层自燃关系，完善防治体系，建立针对性的防治措施，准确划分散热带、氧化带及窒息带“三带”具体数值；注氮是根据悬顶状态下采空区的空间体积，利用注氮设备进行注氮，将氧气浓度控制在10％以下，使采空区处于窒息状态，同时氮气稀释了瓦斯浓度，即使采空区大面积悬顶冒落，压出的也多是氮气，冒落矸石间出现火花也达不到瓦斯爆炸的条件。 

采用以上措施不仅可避免采空区浮煤的自燃，同时也可防止瓦斯爆炸事故的发生，为煤矿的安全开采、高效运行提供保障。悬顶预裂后不再处理，增加了生产时间，也减少了因处理顶板造成的安全隐患，防灭火效果好，杜绝煤层自燃事故，瓦斯积聚得到有效处理，可避免瓦斯事故的发生。 

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。