關(guān)于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

摘  要：利用束管監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)對井下氣體進(jìn)行連續(xù)采樣分析，準(zhǔn)確地監(jiān)測測點處氣體成分，早期預(yù)報火情。

關(guān)鍵詞：束管監(jiān)測技術(shù)；采樣分析；監(jiān)測氣體成分；預(yù)報火情

同煤大唐塔山煤礦有限公司采用綜采放頂煤開采石炭紀(jì)煤層，煤層平均厚度15.72米，自燃發(fā)火期68天，8102綜放工作面走向長度1531米，傾向長度230.5米，機采高度3.5米， 8102工作面從2006年7月15日推進(jìn)到47m時開始出現(xiàn)CO，上隅角達(dá)到48ppm，回風(fēng)流中10ppm。后采取了以束管監(jiān)測系統(tǒng)為保障，注氮為主結(jié)合注漿的防滅火措施，有力的保障了開采安全，最高月產(chǎn)100.2萬噸。

1 束管監(jiān)測技術(shù)簡介

煤礦自然發(fā)火束管監(jiān)測系統(tǒng)是利用真空泵和一束多芯塑料管遠(yuǎn)距離自每一個監(jiān)測地點抽取氣體，利用氣體分析儀器連續(xù)分析各測點的氣體組分濃度，并在監(jiān)測地點可能發(fā)生煤炭自燃時發(fā)出報警的成套裝置。由管路設(shè)施和氣體分析中心設(shè)備構(gòu)成。

2 塔山礦束管監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

同煤大唐塔山煤礦公司束管監(jiān)測系統(tǒng)是由北京安菲斯科技發(fā)展有限公司和澳大利亞動力科技有限公司共同開發(fā)研制的，于2006年11月中旬調(diào)試完畢后， 從11月17日開始進(jìn)行埋設(shè)進(jìn)行氣體監(jiān)測，監(jiān)測采空區(qū)自燃“三帶”分布情況。目前采空區(qū)束管監(jiān)測共布置有四個測點：1號點監(jiān)測上隅角氣體情況；2號點監(jiān)測5102回風(fēng)順槽側(cè)采空區(qū)氣體情況；3號點監(jiān)測2102進(jìn)風(fēng)順槽側(cè)采空區(qū)氣體情況；4號點監(jiān)測束管機房氣體情況。

⑴ 1號點監(jiān)測上隅角氣體情況。根據(jù)圖1所示的1號測點監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，上隅角監(jiān)測的CO濃度基本上呈現(xiàn)穩(wěn)定的趨勢，與通風(fēng)區(qū)監(jiān)測的數(shù)據(jù)基本一致，證明束管監(jiān)測系統(tǒng)抽氣分析監(jiān)測效果良好。

圖1一號束管測點監(jiān)測上隅角氧氣濃度變化情況

⑵ 2號束管測用于監(jiān)測5102側(cè)采空區(qū)氣體情況。根據(jù)圖2所示的回風(fēng)側(cè)采空區(qū)測點束管監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，隨著束管埋入采空區(qū)的距離逐漸增大，CO濃度呈現(xiàn)逐漸穩(wěn)定的緩慢增大態(tài)勢，測點的CO濃度一直在保持在80～110PPm之間，表明采空區(qū)的煤緩慢氧化已經(jīng)穩(wěn)定。

2006年12月5日，5102側(cè)采空區(qū)束管測點監(jiān)測到采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度下降到16%以下，標(biāo)志著測點所在位置進(jìn)入到氧化帶內(nèi)，對應(yīng)的測點埋點和工作面距離：5102側(cè)為57m，2102側(cè)為52m。該監(jiān)測結(jié)果為注氮情況下采空區(qū)散熱帶寬度，和根據(jù)7月15日綜放面開始出現(xiàn)CO時進(jìn)回風(fēng)側(cè)的進(jìn)尺確定的散熱帶寬度接近，因為采空區(qū)注氮管路出口預(yù)埋長度為50m，管路出口設(shè)置在氧化帶內(nèi)，排除綜放面推進(jìn)期間風(fēng)量變化和風(fēng)流擾動對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響，可以認(rèn)為采用這兩種方法得到的數(shù)據(jù)都是準(zhǔn)確的。

到2007年1月13日，2號束管測點氧氣濃度已經(jīng)降低到7%以下，對應(yīng)的5102側(cè)束管埋設(shè)點和工作面距離為163m。即在采空區(qū)注氮的情況下，采空區(qū)內(nèi)回風(fēng)側(cè)氧化帶實測得到的最大寬度為163m。

根據(jù)采空區(qū)2號束管測點監(jiān)測情況，綜放工作面后方10m以外的采空區(qū)內(nèi)CO濃度保持在80PPm～120PPm之間，由于采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)量約為工作面風(fēng)量的10%，監(jiān)測結(jié)果表明綜放面采空區(qū)內(nèi)遺煤氧化過程是比較平穩(wěn)的，目前所采取的注氮為主、加強堵漏風(fēng)的防火措施能夠?qū)崿F(xiàn)有效防火的目的。

圖2二號束管測點監(jiān)測氧氣和CO濃度隨推進(jìn)進(jìn)尺變化情況

⑶ 束管監(jiān)測3號測點用于監(jiān)測2102側(cè)采空區(qū)氣體情況。根據(jù)圖3所示的采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，從11月23日到12月14日，3號測點監(jiān)測到的O2濃度持續(xù)保持20%以上，CO濃度基本保持在0～5PPm之間，說明進(jìn)風(fēng)側(cè)漏風(fēng)風(fēng)速相對較大，散熱帶寬度比回風(fēng)側(cè)更大一些，浮煤氧化沒有良好的蓄熱條件，氧化生產(chǎn)的CO量極少。

12月15日，發(fā)現(xiàn)3號測點氧氣濃度分析結(jié)果出現(xiàn)異常，分析由于埋設(shè)的束管被垮落的頂板巖石或煤塊砸斷堵死，束管監(jiān)測系統(tǒng)無法抽出該測點管路氣體，且難以判斷所在部位，已經(jīng)重新埋管設(shè)置測點對進(jìn)風(fēng)側(cè)采空區(qū)氣體進(jìn)行監(jiān)測。

   圖3三號束管測點監(jiān)測氧氣濃度隨推進(jìn)進(jìn)尺變化情況

⑷ 束管監(jiān)測系統(tǒng)4號點用于監(jiān)測地面束管機房的氣體變化情況，進(jìn)行對比分析。從4測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，束管監(jiān)測系統(tǒng)的分析結(jié)果正常。

3注氮為主的防火措施實施情況

7月12日，三臺制氮機安裝完畢，7月24日開始運行一臺制氮機向采空區(qū)注氮，每天24小時正常運行。從9月30日開始，每天兩臺制氮機運行注氮，一臺備用，全天24小時運行，向采空區(qū)注氮，遇停產(chǎn)等情況，按照以注氮為主的防火措施要求，三臺制氮設(shè)備同時運行注氮，注氮工藝采用預(yù)埋注氮管路注氮，為確保采空區(qū)注氮效果，對采空區(qū)兩端頭進(jìn)行封堵，工作面停采或回采期間，若有高溫?zé)嵩?，并輔之采用黃泥灌漿系統(tǒng)，對采空區(qū)灌注黃泥漿。

自7月底運行以來，上隅角和回風(fēng)流的一氧化碳的濃度變化情況如圖。

4數(shù)據(jù)總結(jié)分析

塔山礦8102首采綜采放頂煤工作面開采前期工作面回風(fēng)流、上隅角CO濃度值偏高，通過束管監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，從9月底開始兩臺制氮機同時24小時運行，并加強工作面兩端頭的堵漏風(fēng)工作，同時加快工作面的推進(jìn)，每月不低于90米，通過采取上述綜合防火措施，保證了綜放面正?；夭善陂g的防火安全，達(dá)到了預(yù)期的效果，監(jiān)測得到的CO濃度指標(biāo)呈現(xiàn)明顯的平穩(wěn)下降趨勢。