一种急倾斜煤层群防灭火方法与流程

本发明涉及煤田防火灭火技术领域，特别涉及一种急倾斜煤层群防灭火方法。

背景技术：

煤田大火吞噬了珍贵的煤炭资源，也给自然环境和人民生活带来很大威胁。煤田火区治理是一个世界性难题，只有通过科学有序治理，才能把煤田灭火工程、煤矿灭火工程变成一个生态恢复的工程、生态建设的工程。目前，对煤田灭火采取的技术措施主要是黄土覆盖、剥挖火源和黄泥灌浆。(1)黄土覆盖：利用黄土充填覆盖火区地表裂缝、塌陷坑，使火区达到封闭状态，从而断绝火区通风供氧通道，使火区窒息熄灭；其优点是施工速度快，施工后火区外观形象好，对火区发展具有一定的抑制作用；其缺点是由于火源没有彻底消除，火区熄灭要经过相当漫长的过程，尤其是当火区面积较大、火区地形高差变化较大时，会因不能够做到完全覆盖导致灭火效果较差。(2)剥挖火源：自上而下分台阶剥离，超前注水，直至挖除火源；其优点是灭火效果彻底，缺点是施工工艺复杂，灵活性较差，前期投资大，该方法适用于火源埋藏较浅、发展速度较慢的火区。(3)黄泥灌浆：通过地表钻孔或裂隙向火区深部灌注黄泥浆或其它惰性材料，降低燃体温度，阻止煤炭进一步氧化燃烧；其优点是不受火区面积大小、火源深度等条件限制，施工灵活，效果较好，但其缺点是灌入火区的浆液流向无法控制，浆液不一定按设想到达着火体，因此灌浆量不好控制，针对性不强。因此，迫切需要一种防灭火效果好、投资小、对环境影响小的煤田火区灭火方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种防灭火效果好、投资小且对环境影响小的急倾斜煤层群防灭火方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种急倾斜煤层群防灭火方法，该方法是在急倾斜煤层群的上部火区和下部煤层之间构筑防火安全隔离带，其中构筑防火安全隔离带包括如下步骤：

在地表开挖明沟至防火安全隔离带构筑位置；

在所述明沟底部两侧沿所述急倾斜煤层群的各煤层走向分别掘进通道；

在所述通道底部构筑钢筋混凝土基底、在基底上方填充充填体至与通道等高；

在所述明沟内继续沿各煤层走向按上行式掘进通道，并在通道内填充充填体，至充填体垂直高度达到预定高度，完成防火安全隔离带的构筑；

在各煤层防火安全隔离带构筑完成后，将所述明沟用充填体填充。

进一步地，所述明沟设置在需构筑防火安全隔离带的急倾斜煤层群的煤层走向中部。

进一步地，所述明沟由两个侧帮、背帮和运输斜坡构成，两个侧帮垂直煤层走向，背帮与运输斜坡平行于煤层走向。

进一步地，所述通道每侧长500-1000m。

进一步地，所述钢筋混凝土基底包括钢筋和混凝土，所述钢筋与顶板和底板通过锚杆连接，所述钢筋间浇灌混凝土。

进一步地，所述钢筋混凝土基底的厚度为300-500mm。

进一步地，所述充填体为矸石和粉煤灰废弃物。

本发明提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法，通过在急倾斜煤层群的上部火区和下部煤层之间构筑防火安全隔离带，将急倾斜煤层群的上部火区与下部煤层隔离，可以有效防止上部火区的火势继续向下部的煤层方向蔓延，从而可使防火安全隔离带上部火区的煤火自然熄灭，同时，还可避免上部火区的煤火向下部煤层蔓延而影响下部煤层的开采。本发明提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法，不仅能够有效防止火区煤火向下部煤层蔓延，达到彻底灭火的目的，而且该方法投入低、节约成本，环境效益明显。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法中构筑防火安全隔离带的主视图；

图2为本发明实施例提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法中构筑防火安全隔离带的a-a剖视图；

图3为本发明实施例提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法中构筑防火安全隔离带的b-b剖视图；

图4为本发明实施例提供的的一种急倾斜煤层群防灭火方法中钢筋混凝土基底的平视图；

图5为本发明实施例提供的的一种急倾斜煤层群防灭火方法中钢筋混凝土基底的俯视图；

图6为本发明实施例提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法中构筑防火安全隔离带的第一层施工图；

图7为本发明实施例提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法中构筑防火安全隔离带的第二层施工图；

图8为本发明实施例提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法中构筑防火安全隔离带的第三层施工图。

具体实施方式

参见图1、图2和图3，由于急倾斜煤层群的煤层通常露出地表，有自燃倾向的煤层容易发生自燃而形成连片火区1，火区1的煤火有向火区1下部的煤层2蔓延的趋势，不仅会引发下部煤层2继续燃烧，而且还会影响下部煤层2的安全开采。因此，为了阻隔上部火区1和下部可采区煤层2，本发明提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法，在急倾斜煤层群中的上部火区1和下部煤层2之间构筑防火安全隔离带，构筑防火安全隔离带包括如下步骤：

步骤1：在地表上开挖明沟直至防火安全隔离带构筑位置。明沟的开挖位置应选择在拟构筑防火安全隔离带的急倾斜煤层群走向的中部，明沟的大小和深度结合当地的地质条件和拟构筑防火安全隔离带的位置确定。其中，明沟包括两个侧帮5、背帮6和运输斜坡4，两个侧帮5垂直于煤层走向，背帮6与运输斜坡4平行于煤层走向。

步骤2：在明沟的沟底3处，从明沟的两个侧帮5沿急倾斜煤层群的各个煤层走向分别向两侧通过掘进机11掘进每侧长500-1000m的通道。由于煤层是急倾斜煤层群，煤层群包括多个煤层，各煤层之间是岩体9，因此需要在每个煤层中构筑防火安全隔离带，故在掘进通道时，应该在明沟的沟底3沿急倾斜煤层群的各个煤层走向分别向两侧掘进通道。

步骤3：在各个煤层的通道掘好后，在通道底部砌筑厚度为300-500mm的钢筋混凝土基底。参见图4和图5，钢筋混凝土基底8包括钢筋83和混凝土85，钢筋83与顶板81和底板82通过锚杆84连接固牢，顶板81与底板82之间的钢筋83间浇灌混凝土85。参见图6，在通道底部的钢筋混凝土基底8构筑完成并待混凝土基底凝固后，在基底8上方通过矸石充填机12向通道内填充矸石和粉煤灰等充填体7将通道充满与充实。其他各个煤层也均按上述方法依次完成通道的掘进、钢筋混凝土基底的构筑、用矸石和粉煤灰等充填体7将通道充满与充实，然后将明沟沟底3用矸石10充填至与通道等高，从而完成第一层的施工。

步骤4：在第一层施工完成后，在明沟内继续沿各个煤层走向按上行式掘进通道，并在通道内填充矸石和粉煤灰等充填体，至充填体垂直高度达到预定高度。参见图7，以第一层的通道、及矸石和粉煤灰等充填体7作为基础，用掘进机11掘进第二层通道，并通过矸石充填机12将通道用矸石和粉煤灰等充填体7充满与充实。其他各煤层均按此方法依次掘进第二层通道、及用矸石和粉煤灰充填通道，然后将明沟沟底3用矸石10充填至与第二层通道等高。参见图8，再以第二层通道、及矸石和粉煤灰等充填体7作为基础，用掘进机11掘进第三层通道，并通过矸石充填机12将通道用矸石、粉煤灰等充填体7充满与充实。其他各煤层均按此方法依次掘进第三层通道、及矸石粉煤灰充填通道，然后将明沟沟底3用矸石10充填至与第三层通道等高。以此类推，实现上行式通道掘进与充填，直至充填体7的垂直高度达到预定的高度。作为本发明的一种具体实施方式，最终充填体7的高度要求达到10m，从而完成各煤层防火安全隔离带的构筑。

步骤5：在各煤层防火安全隔离带构筑完成后，将明沟用矸石10填充至与地表一致。在防火安全隔离带的构筑过程中，人员、设备、材料及煤矸等通过明沟的运输斜坡4实现地面和沟底之间的往来。

本发明提供的一种急倾斜煤层群防灭火方法，通过在火区和下部可采区煤层区之间构筑防火安全隔离带，将上部火区与下部煤层隔离，从而可以防止火区的火势继续向下部的煤层蔓延，使上部火区的煤火自然熄灭，不仅达到了煤田灭火的目的，而且该灭火方法投入低、节约成本，环境效益明显，同时，还能够有利于下部开采区煤层的开采。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。