一、概況
1、工作面概況
15188采面位于15采區(qū)井筒東翼, 西起15188運(yùn)煤斜巷，東至15188切眼。采面走向長(zhǎng)532m，傾斜長(zhǎng)83～153m。該工作面的井下標(biāo)高為+1647～+1700m，地面標(biāo)高為+1876～+2196m，工作面煤層傾角20°～23°，煤層平均厚度2.2m，煤層老頂為泥質(zhì)粉砂巖，直接底為粉砂巖，工作面煤層賦存較穩(wěn)定，屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。
土城礦18#煤層自燃傾向性為Ⅱ類自燃。
2、 防滅火系統(tǒng)概況
15采區(qū)建有較完善的防火、滅火以及供水系統(tǒng)。
防火措施主要包括：束管監(jiān)測(cè)、均壓防滅火、阻化劑防滅火和采空區(qū)噴霧灑水防滅火。
滅火措施主要包括：注氮系統(tǒng)、凝膠防滅火。
井下供水系統(tǒng)：供水系統(tǒng)干管（井筒、井底車場(chǎng)）的管徑不小于φ150mm，綜采、綜掘工作面管徑不小于φ100mm，主要進(jìn)回風(fēng)巷、膠帶運(yùn)輸巷、采區(qū)進(jìn)回風(fēng)巷、采面的進(jìn)回風(fēng)巷、掘進(jìn)工作面、煤倉(cāng)、溜煤眼、運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)、裝載點(diǎn)、卸載點(diǎn)等處設(shè)有防滅火管路。
二、采面防火措施
（一）束管監(jiān)測(cè)
根據(jù)目前土城礦現(xiàn)狀，煤層火災(zāi)的監(jiān)測(cè)主要有礦井火災(zāi)束管采樣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)和人工檢測(cè)三種手段。
1、地面固定式礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是借助束管將15188采煤工作面老塘的氣體經(jīng)抽氣泵負(fù)壓抽取、匯總到通風(fēng)區(qū)氣體分析室，在借助氣相色譜檢測(cè)裝置對(duì)束管采集的井下氣樣進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、O2、N2等氣體含量的在線監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)結(jié)果在以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)告、分析日?qǐng)?bào)等方式提供數(shù)據(jù)的同時(shí)，亦可自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便今后對(duì)某種氣體含量的變化趨勢(shì)分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井自燃火災(zāi)的早期預(yù)報(bào)。
2、安全監(jiān)控系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測(cè)CO、CO2、O2 、T、V等參數(shù)，根據(jù)這些環(huán)境參數(shù)的變化進(jìn)行煤層火災(zāi)的預(yù)報(bào)。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置
⑴本工作面回風(fēng)上隅角：布置在工作面回風(fēng)巷距切頂線1.0m以內(nèi)的上幫，安設(shè)CO傳感器、CH4傳感器。
⑵綜采工作面：布置在回風(fēng)巷距工作面煤壁線10米范圍內(nèi)，有CO傳感器、溫度傳感器、CH4傳感器、風(fēng)速傳感器，其中CO傳感器、溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)用于防滅火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
⑶本工作面回風(fēng)巷：布置在回風(fēng)巷距離巷口10m處，有CO傳感器、溫度傳感器、CH4傳感器和風(fēng)速傳感器，其中CO傳感器、溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)用于防滅火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
⑷本工作面運(yùn)輸巷：布置在有皮帶的運(yùn)輸巷的回風(fēng)側(cè)機(jī)頭或機(jī)尾處及鉆孔施工處，有CO傳感器、煙霧傳感器，主要用于運(yùn)輸巷膠帶運(yùn)輸機(jī)著火及打鉆發(fā)生異常時(shí)的防滅火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
3、人工檢測(cè)一直作為煤層火災(zāi)的主要監(jiān)測(cè)手段，人工氣體監(jiān)測(cè)主要采用O2、CO、CH4等便攜式氣體分析儀，由人工直接在各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行氣體檢測(cè)，并定期采用氣袋取氣樣，送地面進(jìn)氣相色譜分析，給出氣體的成分和濃度，以此判斷煤層發(fā)火程度。
（二）均壓防滅火
1、本工作面回風(fēng)上隅角及回風(fēng)流中的CO濃度超過(guò)0.0024％且呈上升趨勢(shì)，溫度升高或工作面發(fā)現(xiàn)其他發(fā)火征兆時(shí)，也可采取均壓防滅火方法。
2、均壓防滅火有調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓、局扇調(diào)壓、風(fēng)窗—局扇調(diào)壓等方法。我礦一般采取風(fēng)窗－局扇聯(lián)合降壓調(diào)節(jié)法進(jìn)行均壓防滅火。
在進(jìn)行風(fēng)窗－局扇聯(lián)合降壓調(diào)節(jié)時(shí)，通風(fēng)隊(duì)須在回風(fēng)巷設(shè)置好兩道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)，在運(yùn)輸巷安裝好局扇，按照風(fēng)量分配方案進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，確保工作面風(fēng)流的壓能比原來(lái)有所降低。通風(fēng)隊(duì)必須保證回風(fēng)巷的風(fēng)門(mén)閉鎖完好，均壓風(fēng)機(jī)必須設(shè)專職瓦檢員進(jìn)行管理，執(zhí)行專用開(kāi)關(guān)及專用線路并掛牌管理。
3、注意事項(xiàng)
⑴在均壓通風(fēng)實(shí)行后，通風(fēng)隊(duì)測(cè)風(fēng)員必須每天對(duì)工作面風(fēng)量進(jìn)行測(cè)定，均壓風(fēng)門(mén)的完好性和風(fēng)量每天隨瓦斯日?qǐng)?bào)表上報(bào)礦總工程師。
⑵當(dāng)均壓風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)后，風(fēng)機(jī)管理人員應(yīng)立即電話通知調(diào)度室，并立即打開(kāi)風(fēng)門(mén)，專職瓦檢員檢查氣體濃度，若CH4≥1%,CO2≥1.5%或CO≥0.0024%或O2≤18%時(shí)，必須按災(zāi)害預(yù)防處理計(jì)劃中的災(zāi)害事故撤人路線進(jìn)行撤人斷電。
⑶工作面實(shí)行均壓防滅火時(shí)，由通風(fēng)區(qū)另行編制安全技術(shù)措施。
（三）阻化劑防滅火
我礦使用的阻化劑主要是MgCl2?6H2O，在采煤工作面噴灑藥劑能夠有效預(yù)防采煤的自然發(fā)火。
1、阻化劑濃度配比
阻化劑的藥液濃度是阻化劑防火的一個(gè)重要參數(shù)，它決定防滅火效果，本工作面采用的為15%-20%濃度的MgCl2?6H2O溶液，其阻化率較高，防火效果較好。
2、阻化劑噴灑的次數(shù)
阻化劑噴灑的次數(shù)按照每班噴灑一次實(shí)行。
3、阻化劑噴灑的量
阻化劑噴灑的量按照每次噴灑不少于4桶。
4、噴灑的方式和地點(diǎn)
阻化劑噴灑的方式采用由采煤工作面下出口往上出口順風(fēng)進(jìn)行噴灑，噴灑時(shí)噴頭離底板高度不得高于500mm，凡有煤的地點(diǎn)以及煤壁均進(jìn)行噴灑，噴灑時(shí)噴灑的人員應(yīng)盡量做到噴灑均勻。
（四）采空區(qū)噴霧灑水
1、采區(qū)提前在采面噴霧灑水管路位置備足噴霧孔（在1寸的PVC管上每隔1m布置2個(gè)噴霧灑水孔）的噴霧灑水管路，隨著采面的往前推移及時(shí)用噴霧孔德1寸PVC管替換已連接好即將進(jìn)入采空區(qū)的1寸PVC管，并將其接頭處用膠水粘好。
2、第二趟噴霧灑水管路在第一趟正常投入使用期間必須將其堵死，杜絕因第二趟噴霧灑水管路的漏水而影響第一堂的正常灑水工作，該項(xiàng)工作由現(xiàn)場(chǎng)瓦檢員負(fù)責(zé)落實(shí)。
3、采面每推進(jìn)60m時(shí)，即：第二趟噴霧灑水管路進(jìn)入采空區(qū)10m時(shí)，由瓦檢員將第二趟噴霧灑水管路堵死的位置拆除，保證第二趟噴霧灑水管路能正常投入使用，同時(shí)將第一趟噴霧灑水管路拆除并堵死，利用第一趟管路進(jìn)行采空區(qū)噴霧灑水工作。
4、在采面推至距離投入使用的噴霧灑水管路三通10m時(shí)，由采空區(qū)完善下一組噴霧灑水管路。
5、每趟噴霧灑水管路在投入使用前，必須將其終端堵死，以提高噴霧灑水的效果。
6、當(dāng)下一組噴霧灑水管路投入使用后，采區(qū)必須及時(shí)回收噴霧灑水管路三通位置往采面的2寸噴霧灑水管路，并用堵頭將2寸噴霧灑水管路末端堵好，確保噴霧灑水管路的正常運(yùn)行。
7、相鄰2個(gè)噴霧灑水孔的方位不得一致，確保噴霧灑水管四周能正常噴水。
三、采面滅火措施
采面滅火措施主要有注氮系統(tǒng)和凝膠防滅火措施
（一）注氮系統(tǒng)
采用DT900/8型煤礦井用碳分子篩制氮裝置，在工作面的進(jìn)風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)埋設(shè)一趟2寸注氮管路。
1、井用碳分子篩注氮設(shè)備安設(shè)在地面，主管路采用4寸、支管路采用2寸無(wú)縫鋼管將氮?dú)廨斔偷叫枳⒌攸c(diǎn)。
2、從注氮泵出口處開(kāi)始安設(shè)一趟4寸管直至15188采面運(yùn)輸巷開(kāi)口處，從15188運(yùn)輸巷開(kāi)口至15188采面下出口將4寸管變?yōu)?寸管口，該管路安裝在15188運(yùn)輸巷下幫，在管路低凹處設(shè)放水器，從15188采面下出口往外每隔42m安設(shè)一個(gè)三通上并加設(shè)一個(gè)2寸閥門(mén)（每個(gè)三通上加設(shè)一個(gè)2寸閥門(mén)平時(shí)關(guān)閉），靠近采煤工作面的第一個(gè)三通處預(yù)埋一趟12m長(zhǎng)的2寸支管，支管前方靠采空區(qū)側(cè)用紗網(wǎng)包扎好，待工作面推至距三通5m時(shí)，將三通上的2寸閥門(mén)打開(kāi)，根據(jù)采空區(qū)及采面回風(fēng)巷一氧化碳情況對(duì)采空區(qū)進(jìn)行注氮，隨著工作面的推進(jìn)，三通預(yù)埋12m長(zhǎng)的2寸支管及使用按以上方法進(jìn)行。注氮管路安裝、維護(hù)由采區(qū)負(fù)責(zé)，并確保該管路系統(tǒng)的完好，能隨時(shí)啟用。
3、注氮設(shè)備由機(jī)電科負(fù)責(zé)停開(kāi)和日常的維護(hù)、保養(yǎng)。
4、該面瓦檢員加強(qiáng)對(duì)該管路系統(tǒng)的巡查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)匯報(bào)，以便采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，確保注氮系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。
（二）凝膠防滅火
凝膠防滅火技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的新型防滅火技術(shù)，該技術(shù)集堵漏、降溫、阻化、固結(jié)水等性能于一體，較好地解決了灌漿、注水的泄漏流失問(wèn)題；技術(shù)工藝及設(shè)備與井下有限作業(yè)空間等實(shí)際條件的適應(yīng)性，使該技術(shù)在滅火過(guò)程中充分發(fā)揮其效能，快速有效地控制和撲滅火勢(shì)。是煤礦井下必不可少的防滅火技術(shù)之一。
1、凝膠防滅火技術(shù)的特點(diǎn)：
⑴ 滅火速度快：由于膠體獨(dú)特的滅火性能，其滅火速度很快，通常巷道小范圍的火僅需幾小時(shí)即可撲滅，工作面后方大范圍的火也只需幾天即可撲滅。
⑵安全性好：膠體在松散煤體內(nèi)膠凝固化、堵塞漏風(fēng)通道，故有害氣體消失快；在高溫下，膠體不會(huì)產(chǎn)生大量水蒸汽，不存在水煤氣爆炸和水蒸汽傷人危險(xiǎn)。
⑶ 火區(qū)啟封時(shí)間短：注膠滅火工程實(shí)施完，不需等待(《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到啟封條件后還需觀察穩(wěn)定一個(gè)月才能啟封)，即可啟封火區(qū)。
⑷火區(qū)復(fù)燃性低：高溫區(qū)內(nèi)只要有膠體滲透到的地點(diǎn)都不會(huì)復(fù)燃。
2、凝膠材料選擇及配比
凝膠由基料、促凝劑和水按比例混合而成。主料為硅酸鈉水溶液、促凝劑為碳酸氫鈉。