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1概述

寶日希勒第一煤礦隸屬于寶日希勒煤業(yè)股份有限公司，該礦始建于1982年，設計年產量為45萬t，1985年1月投產。

該礦主要運輸大巷、主膠帶運輸巷、回風巷全部布置在煤層中，礦井原設計通風方式為中央并列式，通風方法為抽出式。礦井投產時回采工作面采用分層開采，礦井沒投產巷道內煤炭就開始自然發(fā)火，回采工作面采完一分層，二分層剛開采，采空區(qū)及采煤工作面前后順槽就開始自然發(fā)火；礦井從1985年投產到1989年底，井下所有的巷道全部被火區(qū)和高溫點包圍著。井下火區(qū)總數(shù)多達38處之多，有的幾個火區(qū)已經連成一片。1989年12月，由于井下車場自然發(fā)火嚴重迫使礦井停產半年。因煤層自然發(fā)火影響凍結可采煤炭75萬t，致使礦井生產和經營走向低谷。為了確保生產，寶一礦把防滅火工作放在首位，組建了270多人的專業(yè)防滅火隊伍。投入了大量的防滅火設施，建立了2個黃泥灌漿站。到1994年井下火區(qū)還多達29處。1997年在輔助水平邊界建了個新風井，礦井通風方式由中央并列式改造成中央并列式和中央分列式混合式通風。通過風井改造和采用新采煤方法（單休液壓支柱，%u3C0型鋼梁一次性采全高放頂煤）后，寶一礦厚煤層自然發(fā)火得到有效的控制。從而促進了寶一礦安全生產，2002年該礦生產原煤62.13萬t，2003年生產原煤66.49萬t。

2厚煤層自然發(fā)火影響因素分析

2.1通風方式對厚煤層自然發(fā)火的影響

寶日希勒第一煤礦，煤炭自然發(fā)火期為3～6個，最短7～15 d就可自然發(fā)火，煤層可采平均厚度14m。1985年—1997年礦井通風方式為中央并列式，通風方法為抽出式。礦井主要軌道運輸巷、集中膠帶運輸巷、回風總排都布置在煤層中，巷道與巷道之間隔離煤柱30m。該礦煤層層理發(fā)育，節(jié)理不發(fā)育。入風巷和回風總排布置在煤層里，這種設計給中厚煤層自然發(fā)火創(chuàng)造了條件。巷道粗料石砌碹壁后充填不實，存在裂隙；隔離煤柱層理發(fā)育裂隙較多存在漏風現(xiàn)象；入風巷與回風總排隔離煤柱存在較大壓差，造成漏風為厚煤層氧化發(fā)熱自然發(fā)火提供了充足氧氣，因而造成巷道壁后自然發(fā)火。寶一礦雖然經采用多種方法滅火效果均不理想，截至1997年，厚煤層自然發(fā)火火區(qū)總數(shù)仍多達29處。

2.2采煤方法對厚煤層自然發(fā)火的影響

寶一礦礦井投產初期，采煤工作面是采用傾斜長壁金屬網(wǎng)假頂分層開采，工作面傾斜長為440m，工作面寬度為120m。1個工面分5層開采，1個分層要采完需半年多。采完一分層，二分層剛開采，采煤工作面前后順槽就開始自然發(fā)火，采二分層時火區(qū)跟著回采走。工作面前后順槽都自然發(fā)火，火區(qū)經地面打鉆孔滅火，井下輔以黃泥灌漿、打封閉等措施滅火僅能維持生產。采煤工作面采用傾斜長壁金屬網(wǎng)假頂分層開采設計不合理：①工作面浮煤回收不凈，浮煤暴露在采空區(qū)里慢慢氧化，積熱自然發(fā)火。②工作面回采時間長是造成工作面煤層自然發(fā)火的主要原因。③采一分層后就準備下一分層備采工作面，易造成上分層采空區(qū)和下分層巷道漏風引起煤層自然發(fā)火。④多分層開采，工作面開切聯(lián)絡巷多，打臨時封閉多，漏風較嚴重易造成聯(lián)絡巷口煤層自然發(fā)火。⑤為了控制主要入風巷、回風巷、采空區(qū)等火區(qū)供氧狀態(tài)把回采工作面風量壓縮在180～240m³/min之間。

分層開采雖經多種方法滅火，但滅火效果均不理想。

3厚煤層自然發(fā)火綜合防治措施

（1）地面黃泥灌漿系統(tǒng)。①寶日希勒第一煤礦在回風總排上建1個永久黃泥灌漿管路，套皮孔管為100mm，灌漿管路為100mm，灌漿用土用汽車從外地運來，灌漿用水使用井下水，灌漿成本較高，每立方土運到灌漿站費用為30元。②建多個臨時黃泥灌漿站，直接從地面打套皮孔，把套皮窩入地下2m深，在套皮外套上防護過濾網(wǎng)，就地用水槍取土造漿，當造漿濃度不夠時再深窩套皮孔。每個套皮孔能運送5000m³實方土就報廢（煤礦地表50cm以下至20m深處全部是亞砂土，該地粘性不大較松散無其它雜質非常適合灌漿）。灌漿用水取礦井排水，井下用移動灌漿管路數(shù)量較少，取土成本降低，臨時灌漿站灌漿比永久灌漿站灌漿總成本降低50％。

（2）井下黃泥灌漿系統(tǒng)。井下的套皮孔至自然發(fā)火地點鋪設100mm灌漿管路系統(tǒng)，管路長度一般為600m（灌漿管路超過600m管路灌漿前后及易堵管）為好，接頭采用快速接頭，拐彎處采用螺紋膠管，自然發(fā)火地點預埋灌漿管（壁后管），灌漿管四周開口（灌漿時黃泥漿沿不同方向流動），用螺紋膠管和灌漿管路系統(tǒng)連接。不同地點需灌漿時移動灌漿管路及螺紋接頭即可。

（3）地面用鉆機向火區(qū)打鉆孔滅火。井下自然發(fā)火地點確定后，把火區(qū)坐標點填到井上下對照圖上，根據(jù)井上下對照圖在地面選點打鉆孔，用鉆孔灌黃泥漿把火區(qū)范圍圈住使火區(qū)不向外蔓延，然后在火區(qū)中心打鉆直接灌黃泥漿滅火。當火區(qū)范圍較大時，使用多個鉆機同時打鉆孔滅火；鉆機滅火圍封火區(qū)非常有效，可堵住火區(qū)使其不能向外蔓延，從而有效控制火區(qū)范圍，為有效滅火創(chuàng)造條件。

（4）井下巷道噴漿防止自然發(fā)火。對井下所有巷道進行噴漿（表面噴200^#混凝土），噴漿厚度平均在3cm ，粗料石砌碹的巷道經噴漿后，減少了巷道空隙，減少了漏風，從而減少了向煤層供氧，減慢了煤層的氧化速度。巷道噴漿后，裂隙減少，當巷道壁后灌黃泥漿時，減少了跑漏漿現(xiàn)象。巷道噴漿后為預防巷道壁后厚煤層自然發(fā)火創(chuàng)造了有利條件。井下密閉墻進行噴漿，既防止了采空區(qū)漏風，又有效地預防了采空區(qū)煤層自然發(fā)火。

（5）改變采煤方法防止自然發(fā)火。1985年—1994年寶一礦工作面一直采用分層開采，火區(qū)???終跟著回采工作面，滅火和采煤互相影響，因煤層自然發(fā)火經常造成工作面停產，甚至連回采工作面設備都無法撤出。因此寶一礦開始認真考慮改變采礦方法，預防采煤工作面煤層自然發(fā)火。1994年開始試驗用單體液壓支柱%u3C0型鋼梁一次性采全高放頂煤采煤方法，1995年該采煤方法試驗取得成功，試驗工作面巷道布置在煤層底板，工作面聯(lián)絡巷道減少，回采巷道暴露時間短，降低了采煤成本。采空區(qū)自然垮落快，采空區(qū)漏風少，采過聯(lián)絡巷道及時封閉。經過1a試驗，采煤工作面任何地點無高溫點更沒有發(fā)生煤層自然發(fā)火。寶一礦經改變采煤方法后，1995年—2002年采煤工作面杜絕了煤層自然發(fā)火。

（6）改造礦井通風方式，預防煤層自然發(fā)火。1985年—1997年寶一礦礦井通風方式為中央并列式，入風巷和回風巷之間存在漏風現(xiàn)象，井下所有巷道壁后煤層全部自然發(fā)火，雖經采用多種方法滅火，效果均不理想。1997年經礦井通風方式改造后，礦井通風方式為中央并列式和中央分列式混合式通風，中央主要通風機風量降至350m³/min。邊界主要通風機風量在1700m³/min。軌道運輸巷和膠帶運輸巷同時入風，風經工作面前順槽進入采煤工作面，由采煤工作面至后順槽和集中回風材料巷到風井。從而杜絕了中央并列式通風回風材料巷交叉通過集中膠帶巷和軌道運輸巷道。減少了交叉巷道漏風從而降低了巷道壁后煤層自然發(fā)火次數(shù)。中央風井風量減少，風壓降低，減少了巷道漏風，從而減少了巷道壁后煤層自然發(fā)火。邊界風井投入使用后，通風距離比中央并列式通風距離縮短，通風阻力減少，整個礦井風壓差減少，集中膠帶巷和軌道運輸巷都入風實現(xiàn)了均壓通風，從而控制了集中膠帶巷和軌道運輸及聯(lián)絡巷壁后煤層自然發(fā)火。截止到2002年，井下煤層自然發(fā)火火區(qū)全部滅掉，沒有出現(xiàn)新的煤層然發(fā)火高溫點。

4經濟及社會效益

4.1經濟效益

計算依據(jù)：2002年比1989年多生產原煤22.13萬t；2002年產量62.13萬t，1989年產量40萬t，噸煤售價60元，噸煤生產成本43.23元，稅率17％。凈增利潤：371.12萬元。

2003年比1989年多生產原煤26.49萬t；利潤444.24萬元。

減人提效：1989年防滅火人數(shù)270人，2003年防滅火人數(shù)20人，裁員250人，每人年工資1萬元，2003年節(jié)資250萬元。

總效益：371.12+444.24+250＝1065.36萬元。

4.2社會效益

該項目的實施，有效地恢復了寶日希勒第一煤礦的安全生產，穩(wěn)定了礦區(qū)人民的正常生活，該項目實施初期在1989年12月，企業(yè)???職工近4000人，人均年工資在1000元以內，企業(yè)連年虧損，有時連續(xù)半年開不出工資，工人每月開1張白票子（欠條），礦區(qū)職工生產生活極不穩(wěn)定。通過實施寶日希勒第一煤礦厚煤層防滅火的綜合治理項目后，礦井厚煤層自然發(fā)火逐步控制，安全生產逐年好轉，促使礦井煥發(fā)了青春，產量逐看提高，經濟效益穩(wěn)步向前發(fā)展，到2003年，寶日希勒第一煤礦人均年工資突破1萬元，一舉跨入本地區(qū)煤炭行業(yè)前列。

5結論

寶日希勒第一煤礦煤層滅火的綜合治理，對于今后探索厚煤層礦井通風設計、采煤方法設計起了示范作用。同時探索出礦井厚煤層開采預防煤層自然發(fā)火要從多方面考慮，首先要考慮礦井通風方式是否合理，礦井采煤方法是否有力于防止煤層自然發(fā)火。其次再考慮其它方法預防厚煤層自然發(fā)火，如建立礦井黃泥漿系統(tǒng)、均壓通風、利用氮氣充填采空區(qū)等。該礦所采用的厚煤層綜合防治自然發(fā)火系統(tǒng)，其優(yōu)點是工程造價低，防滅火見效快，防治自然發(fā)火投入成本少，社會效益明顯。

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