摘 要 桃园煤矿是位于山西介休义棠镇境内的一座年产60万吨的矿井，110105综采工作面是该矿整合改建投产后的第三个综放面。工作面采用的是下行通风，下隅角和运输顺槽回风流中一氧化碳浓度为50～80ppm，下隅角局部一氧化碳浓度为480～520ppm，并且极不稳定。由于工作面CO浓度达不到《煤矿安全规程》要求，矿井一直停产一年多，直到今年五月份该面的CO浓度治理，才取得根本性成效，满足规程规定获市煤炭工业局批准复工复产。
关键词 打钻灌浆；尾巷排放；监测监控
为了尽快消除隐患，桃园煤矿专门成立了110105工作面CO治理领导小组，聘请专家组现场摸排，集体会诊，分析产生CO的原因，确定治理方案，制定实施细则，指导具体治理工作。
1 110105工作面CO治理分析和排查
1.1 110105工作面运料绕道位于轨道大巷656.5m处、运输顺槽口位于运输大巷780m处的东侧，距110103工作面留有26.5m的保安煤柱。为了达到《煤矿安全规程》规定要求，该矿曾先后采取不同措施治理110105工作面一氧化碳：对运输大巷、轨道大巷两侧进行挂网喷浆；对该工作面150m范围内巷道进行了喷浆及往顶部进行了打孔注水，对该工作面实行了均压通风等措施。
1.2 通过组织相关专家组和工程技术人员现场排查和分析，该矿看是通风系统简单，但由于整合前的各矿井普遍开采10煤，而且采用的是落后的房柱开采方式，存在大量旧巷和残煤，破坏了10煤与11煤的层位关系。11煤在掘进过程中，不同程度与10煤（9煤）旧巷、采空区相互联通，漏风氧化，导致残煤自燃。
综合分析认为，110105工作面CO气体出现异常，属于回风顺槽测风站前后150m范围内顶部9号煤和10号煤原采空区和老巷煤层氧化、110103工作面停采线氧化自燃造成。由于矿井从停产至今，停止了灌浆和注氮（春节前放假开始）煤层属于Ⅱ自燃；现工作面回风流中一氧化碳浓度为50～80ppm，下隅角局部一氧化碳浓度为480～520ppm，并且极不稳定。
2 110105工作面前期一氧化碳治理方案
2.1 为确保治理期间的安全起见，成立110105工作面CO治理领导小组。
2.2 根据治理过程实际情况，制定专门治理CO方案：
（1）灌浆方案
①灌浆处理高温点
对已封闭的110103风巷联巷进行启封，利用110103风巷联巷布置钻孔，往110103收作巷上部高温点灌浆。
②灌浆方式：由地面灌浆站按5：1的泥浆比进行制浆，并加三相泡沫，通过管路、钻孔送入采空区。
（2）高冒充填
①钻孔布置
在110105风巷（机巷）布置走向倾斜钻孔，对110105风巷（机巷）上部高冒进行充填堵漏，沿风巷停采线由外向里每隔20m（沿巷道轮廓线外控制8～10m范圍）布置一组钻孔，合计13组，每组3个孔，计39个孔，合计：975m.单孔下2米的封孔管，利用充填泵向高冒处加注高分子材料（罗克休），形成隔离带，减少漏风。
②充填材料及充填工艺
采用巴斯夫浩珂矿业化学（中国）有限公司生产的罗克休泡沫为充填材料。
（3）旧巷封堵
针对110103、110105周边相关联的漏风旧巷（10#），进行加固、充填封堵。通过排查结果，确定合理的采用加固、封堵的方法。
（4）注氮惰化灭火
①注氮系统
利用井下制氮硐室，DM600型制氮机一台。
②注氮地点
初期对110103采空区注氮。待110105调整为上行通风时，对110105采空区不间断注氮，即工作面的运输顺槽沿采空区埋设一趟4寸注氮管路，其中第一个氮气多孔释放口设在开切眼。当第二趟注氮管多孔释放口埋入采空区30m后向采空区注氮，同时停止第一趟管路注氮，并又重新埋设注氮管路，如此循环，直至工作面采完为止。
2.3 安全技术措施
（1）启封密闭的安全技术措施
①启闭前先检查巷道顶板情况，执行“敲帮问顶”制度，找尽危岩浮矸、排除隐患，在确保顶板完整和安全的情况下检查闭内瓦斯和二氧化碳浓度，并洒水充分湿润闭面。
②启封密闭前由通风副矿长负责检查是否按措施要求准备就绪，检查确认合格后，方可进行启封。
③将风筒向启开空洞处供风，保证启闭工作在瓦斯浓度不超过1%的安全状态下进行。
④按规定安设瓦斯、一氧化碳传感器，并确保报警、断电灵敏可靠。
（2）钻孔施工安全技术措施
①钻机支架要固定牢固稳定可靠，钻机施工前、后10米设置警戒绳、禁止人员通行，钻工严格执行岗位操作规程，严禁带电用压钳卸钻杆，防止伤人，停、开机所有工序必须进行安全确认，其它严格执行钻孔施工安全技术措施。
②110103风巷漏巷钻孔透孔时必须由通风副矿长朱海军现场亲自跟班，对孔内的气体、温度进行检测分析，并组织快速下套管固孔，减少向采空区漏风。
③透孔前提前撤出110105、110106及下风侧所有人员，并在运输上山110103联巷以上、轨道上山风机处、东翼水泵房门口设置警戒，（由综采队长朱继龙负责）。
④现场施工人员对每个工序（钻进量、孔内气体变化情况等）做好记录。
⑤先施工一个孔，经技术分析确认后，方可确定下一个孔的施工参数。
⑥现场作业人员必须配戴化学氧自救器，并熟练后会用，熟悉避灾路线。
（3）灌浆安全技术措施
①地面灌浆站负责取土、搅拌、加三相泡沫，并做好灌浆记录，认真记录水土比例、土方、灌浆量等，负责灌浆前后管路的冲刷，防止管路堵塞。
②灌浆前提前检查灌浆管路是否漏浆，井上下确认无误正常后，方可向井下送浆，通防队安排专人巡查管路及工作面系统跑漏浆情况，并及时处理。
③由综采队负责在110105风巷、110105下隅角分别设置风泵，并及时排水。
④通防队负责地面灌浆站取土、搅拌、加注三相泡沫的同时，要严格控制注浆量，调度室负责监督检查。
（4）充填材料施工的安全技术措施
①充填化学材料由厂家技术人员指导，严格按配比操作，充填操作工艺必须精心細致，确保充填效果；
①操作人员必须采取防护措施，认真检查充填泵及管路的完好状况，防止伤人事故；
②充填人员对现场所有工序（孔号、充填量等）要做好记录；
③充填材料的施工另编细化方案和安全技术措施。
（5）注氮管理安全技术措施
①由通防队确定注氮地点，机电部门（主干管路）、综采队（采面系统）负责注氮管路的安设，综采队负责采面系统注氮管路的保护。
②通防队负责注氮管路及注氮地点巡查，防止漏气缺氧，出现意外事故。
③机电部门负责制氮机24小时运行，并确保氮气含量99.98%以上，做好运行记录。
④通防队负责每周对氮气取样化验分析。
（6）应急施救措施
①现场必须安设通信电话，并保证畅通。
②现场作业人员必须配戴化学氧自救器，并并熟知使用。
③在井下值班室备用6台HYZ4Z正压氧气呼吸器，一旦现场出现意外或需进入缺氧区域，配戴使用。
④如灾情严重，启动矿井应急预案。
3 前期CO治理取得的成果
3.1 CO浓度得到有效控制
工作面和运输顺槽回风流中，一氧化碳浓度降为23～55ppm；下隅角局部一氧化碳浓度，治理后降为40～260ppm。
3.2 采空区（主要是指110103工作面）的疑似高温点获得明显下降。
3.3 工作面平均温度，治理前：25℃～30℃，治理后：19℃～22℃；回风顺槽平均温度，治理前：27℃～35℃，治理后：21℃～26℃。
4 根据现前期CO治理成果，结合现场实际情况，经邀请市政府专家组、知名防灭火和一氧化碳治理专家研究会商，巩固和增补以下治理方案。
4.1 继续在110103回风顺槽运输绕道打钻灌浆。
4.2 对110105工作面使用正压通风，尾巷排放。
4.3 110105工作面一氧化碳治理增补方案
（1）通风方式：现110105工作面轨道顺槽进风不变；在110105运输顺槽安装一路风筒，通过采用局部通风机进风至运输顺槽转载机至下隅角段。
（2）计划配风量：考虑通风系统的稳定及正压通风效果，决定将110105工作面1#液压支架至110105运输顺槽段，风量增加到500～600m3/min左右。使110105工作面运输顺槽总进风量控制在500～600m3/min左右，通过工作面上分层旧巷道，预计可能要带走回风50～100m3/min左右。
4.4 安全技术措施
（1）通防部门加强矿井通风系统及通风设施的日常管理，保证通风系统和通风设施的完好。综采队和其他相关单位，必须加强本单位职工的教育，教育职工爱护井下通风设施，保证通风设施完好；风门必须有完好的连锁装置，严禁同时打开两道风门，确保通风系统的稳定。
（2）严格按照《煤矿安全规程》和作业规程规定，控制1101015工作面风量，合理配风，既要满足工作面风量设计要求，又要防止配风量过大导致采空区内部漏风增加；同时，减小110105工作面运输顺槽、轨道顺槽两巷的风压差，确保110105工作面回风流中的CO不超限。
（3）局部通风机必须采用风电闭锁、瓦斯电闭锁、故障闭锁，并安装开停传感器，现场必须有专人看护。
（4）工作面及进、回风巷设甲烷传感器3个，一氧化碳传感器3个，风速传感器1个，温度传感器2个，远程断电开关3个。所有传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不大于300mm，距巷帮不小于200mm，风速传感器悬挂位置应代表巷道的平均风速。备控设备开关的负荷侧，设置馈电状态传感器。
（5）工作面回风侧顺槽外段施工调节风门一组，风门要实现连锁。
（6）工作面回风绕道施工调节窗一组，用以正压调节工作面风压和风量。
（7）瓦检员按照规定要求，认真落实各项有害气体检查制度，定时巡查检查地点，认真检查110105工作面各地点的有害气体情况，如出现一氧化碳较大时，必须及时通知矿调度并撤出回风侧所有人员。通防部门每天安排专人对均压通风系统进行测风调控，确保通风系统稳定完好。
（8）风机开启后，运输顺槽两道风门严禁同时打开，非指定人员，严禁调节均压通风系统。
（9）加强灌浆和加注三相泡沫的监督检查。
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