摘要:介绍了一起高突工作面瓦斯燃烧事故的处理过程,对引燃火源进行了分析,并总结了处理事故的经验和教训,提出防范措施。
关键词:综采工作面;瓦斯燃烧;事故分析;防范措施
平顶山煤业(集团)公司八矿于1966年建井,1981年2月西翼一期工程投产,矿井设计生产能力300万t/a,矿井采用一对竖井、主要石门开拓单水平上下山同时开采,对角抽出式通风系统。矿井主要可采煤层有丁5.6、戊9.0、己15、己16.17三组四层(自上而下),总厚度为11.6m。煤层均有自燃倾向性和煤尘爆炸性,自燃等级鉴定为自燃矿井,煤尘爆炸指数为25.47%~35.31%,自然发火期6~8个月,矿井瓦斯等级鉴定为煤与瓦斯突出矿井。
2003年10月7日,八矿己-12100综采工作面发生了一起瓦斯燃烧事故。在现场直接灭火失败的情况下,采取了封闭己-12100采面的措施,同时采用2台制氮机持续向火区注氮气,并利用瓦斯抽放管对火区进行间断换气,且在己二大巷向采面上隅角打高位钻孔注水。11月27日,又对火区进行了缩封处理,拆除了风巷外段原有的密闭,准备进入采面上隅角处,但风巷距采面约40m处有一冒顶,随后在冒顶外22m处新建一道泡沫密闭,并利用高位钻孔向火区注水。截至12月30日,已向火区注氮气142万m3,大巷注水1688m3,高位钻孔注水1000m3,置换火区气体70万m3,使火区逐渐趋于稳定。12月25日,决定启封火区。
1 事故发生经过
2003年10月7日19点35分,在机尾干活的工人发现从106架后掩护梁侧护板与风巷封闭墙交接处采空区侧喷出火焰,用水管和机尾的灭火器进行直接灭火,同时向井上调度室汇报,调度室安排矿救护队员下井灭火。随后成立了抢险救灾指挥领导小组,及时制定了具体的灭火方案。
2 处理经过
1)第一阶段(封闭阶段)
①直接灭火。采面上隅角9日19:35喷出火焰后,在直接灭火中,20:20和20:54左右又各出现1次喷火,火势不稳定,时大时小并上下游动,灭火效果差,到23:00时,风巷内烟雾大,能见度只有25m,风流中CO体积分数为5.6×10-5,火势有增大趋势。
②封闭。经指挥部研究,决定对该采面进行封闭。密闭规格为板闭+防爆墙(厚2m)+木段密闭(1m);封闭方法,先打板闭留口(0.8m3),紧靠板闭打黄土防爆墙,并留相同大小的口,机、风巷同时施工,然后同时封闭机、风巷留设的板闭口和防爆墙口,封好口后及时撤离现场。封闭工作完成时间:机巷8日12:00,风巷12:40。
16:15,救护队员下井准备施工木段密闭时,发现机巷防爆墙上部被瓦斯冲击渡崩开(第1次),上部被崩开最大高度1.5m,黄土袋被抛出最远约10m,板闭上部的板全部掉落。当时风巷烟雾太大看不清无法进入。17:25指挥部研究,对火区采取一拆(拆开边切眼内的挡风墙和板闭)、二堵(封闭机、风巷被冲垮的密闭)、三注(向封闭区内注入氮气)措施处理。19:05重新打上机巷板闭,开始打防爆墙,此间曾出现救护队员的帽斗被冲击波吹掉。21:21机巷防爆墙重新打好,23:59救护队员汇报,机巷防爆墙又被摧垮约2,3(第2次)。随后采取措施:第一,对采面继续减风,将己二下延专回下部永久风门打开,使风流短路,以增加己-12100采面回风侧压力,减少采空区漏风;第二,在进风胶带巷打2道风门,减少向采面供风;第三,边切眼挡风墙全部拆除。以上工程完成后,边切眼过风16003/min,采面进风量由100m3/min降至40m3/min,减少了火点供氧。此间又发生了第4,5,6次爆燃。
10日6:00检查,风巷密闭处CO体积分数为5.0×10-3、CH4为0.8%、CO为0.8%、温度为70℃,并有白烟。重新施工机巷防爆墙,防爆墙厚度4m,外加4根戗柱,此间从14:00至21:45,每隔40~45min出现1次爆燃现象。风巷防爆墙厚度3m,外加4根戗柱,12日1:501检查,风巷密闭上帮CO为3.0×103、CH4为9.5%、CO2为0.8%、温度为60℃,密闭处烟雾时大时小。为减少密闭漏风,决定对机、风巷密闭喷浆堵漏。
2)第二阶段(灭火阶段)
①注氮。上述过程中,井上下正在准备注氮系统,12日21:10两台制氮机开启,流量为1200m3/h。对火区注氮后,风巷密闭内O2和CO体积分数迅速下降,温度48℃并下降很慢,CH4体积分数上升(最大达56.5%)。
②释放气体。为了降低火区内的温度和CH4体积分数,利用上隅角抽放管释放火区气体,从10月20日至12月20日,释放了25次,共释放火区气体70万m3,但降低火区内温度和CH4体积分数的效果不明显。
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