数值模拟预测综放面采空区遗煤自燃程度

通过对宁夏灵武矿区枣泉煤矿2#煤层煤样进行程序升温实验,工作面上隅角CO浓度监测,得出了采空区遗煤的最高温度接近其自燃的临界温度,实现了早期预测采空区遗煤自燃程度,为治理工作面上隅角CO超限提供了科学依据.     

大倾角工作面回撤期间防灭火技术研究与应用

文章根据甘肃中部某矿大倾角综放工作面停采撤架期间的实际特点,分析了撤架期间的自然发火条件、原因,针对大倾角综放工作面因撤架周期长、受周边小窑肆意破坏、圆弧段采空区遗煤多、漏风复杂等诸多因素引起煤炭自燃,结合撤架巷道条件及位置关系,通过对比分析,采取了上下隅角砌墙、采空区注氮、实施高位钻孔注浆、合理分配工作面风量和建立预测预报等综合防治自然发火措施,有效减小了终采线漏风区域,防止了撤架期间的煤炭自燃升温,保证了撤架工作的顺利完成,对于大倾角易自燃煤层综放工作面撤架期间人员的安全和设备及时回收具有实践指导意义。     

易燃煤层综放工作面停采期间防灭火技术研究

综放工作面停采期间回风流及回风隅角位置监测到CO浓度超限,采空区遗煤可能出现自燃风险,在对引起采空区遗煤自燃因素分析的基础上,制定停采期间防灭火技术方案并进行工程应用。采用注氮、灌浆以及灌注高分子胶体等方式,可减少采空区内氧气浓度,抑制甚至阻断遗煤自燃进程;采用正压通风方式显著减少采空区漏风。现场应用后,采面停采期间采面CO浓度控制在安全范围内,采空区遗煤自燃问题得以较好解决,确保了综放设备回撤安全。     

采空区下综采面回风隅角CO来源及超限防治技术

针对浅埋近距离采空区下综采工作面回风隅角CO持续超限,干扰采空区遗煤自燃预测预报,影响工作面安全生产的问题。基于李家壕煤矿31115工作面生产技术条件为背景,研究了采空区下综采面回风隅角CO主要来源占比及超限防治技术。结果表明:31115工作面回风侧采空区及回风隅角CO浓度异常是由于上覆采空区气体下泄所致,其影响范围为100 m;工作面回风隅角CO主要来源为本煤层采空区遗煤氧化及上覆采空区气体下泄,占比为85%左右;工作面配风量控制在1 450～1 500 m~3/min,并在回风隅角挂设导风帘,可有效减少采空区漏风,抑制遗煤自燃,防止回风隅角CO持续超限。     

小庄煤矿液态CO2防灭火技术实践

针对小庄煤矿40203综放工作面采空区出现自然发火隐患问题,分析了该工作面自然发火原因、液态CO 2防灭火机理及施工工艺,成功实施了液态CO 2防灭火技术在现场的应用。在向40203综放工作面采空区灌注液态CO 2后,采空区出水温度由灌注前的36℃降至26.5℃,上隅角袋子墙内CO浓度由灌注前的0.0067%降至0.0051%,上隅角采空区19 m处CO浓度由灌注前的0.0072%降至0.0053%,采空区出水温度和CO浓度显著下降并维持稳定。实践表明,该技术成功遏制了采空区遗煤进一步氧化升温,消除了采空区自然发火隐患,保证了工作面的安全回采,也为矿井防灭火工作积累了可借鉴的实践经验。     

深井高地温孤岛工作面防灭火综合治理技术应用研究

深井高地温易导致煤层自然发火,朱集西煤矿11401工作面为深井孤岛工作面,为预防主采11-2煤及上覆11-3煤冒落进入采空区后氧化自燃,通过分析高地温对回采工作面煤层自燃特性、自燃环境的影响,梳理出造成采空区遗煤氧化的主要因素。针对11401工作面采空区环境和条件,在11401顶抽巷未施工到位的前提下,通过采取系统布点进行预测预报分析、顶板弱化、隅角封堵、切眼及两巷预埋防灭火管路灌浆覆盖、注氮惰化、架间撒浆、两巷钻场施工高位防火钻孔劈头灌浆等综合防灭火措施,降低了在工作面初采、过FD35断层期间高地温对采空区遗煤供氧、蓄热等的影响,延长了采空区遗煤的自然发火期,有效地防止了采空区防火标志性气体出现异常,保障了工作面稳定、安全生产。     

均压防灭火技术在千米井深矿井应用

为解决平煤股份十二矿己_(16-17)-17120工作面撤架期间,顶板冒落造成通风系统不稳定、采空区浮煤出现自燃倾向引发回风流,上隅角CO超限问题。通过构筑临时控风设施,利用均压防灭火技术,控制CO涌出。撤架期间:架间CO最大值由112×10~(-6)减小到45×10~(-6),上隅角CO由峰值35×10~(-6)减小到0,明显抑制CO涌出。均压防灭火技术的使用,有效抑制采空区遗煤的自然发火倾向,架间CO涌出量减小了近2.5倍,监测上隅角和回风流CO浓度更是有明显减小。均压防灭火技术,便捷经济,为采面支架回撤,争取了充分的时间。     

综放面缩面期间防灭火技术研究与应用

为了解决某煤矿3304综放工作面缩面改造期间因采空区遗煤多、停采撤架时间长、漏风条件复杂而引起的采空区煤炭易于自燃的问题,分析了3304工作面缩面改造期间采空区遗煤易于自燃的原因,并提出了由注水、均压、注浆组成的综合防灭火技术体系。通过监测发现,采取上述措施后,回风隅角的CO浓度从停采初期的7.8×10-5下降到缩面完成时的1.0×10-5,回风流的CO浓度从5.8×10-5下降到0,有效地抑制了采空区遗煤自燃,保证了3304工作面缩面改造工作的顺利进行。     

自燃煤层放顶煤开采采空区“三带”划分研究

针对采空区遗煤氧化升温导致火灾现象，采用现场实测方法，研究采空区O₂、CO、CH₄浓度以及温度变化特征，结合遗煤氧化升温特性，对采空区发火趋势进行了预测。研究结果表明：当工作面推进超过80 m时，煤体已经充分压实，氧气浓度降低制约遗煤氧化升温反应，采空区进入窒息带，CO浓度稳定在18×10^-6;CH₄浓度变化随推进距离呈现连续增长趋势，略有下降后逐渐稳定，由工作面中部向两侧巷道纵向递减，最大CH₄浓度为1.15%;采空区各测点达到温度峰值呈现滞后性，工作面中部测点温度出现峰值时间早于回风巷早于进风巷，最高温度不超过21.2℃;采用氧浓度指标法确定氧化升温带为42.8 m,工作面最小安全推进速度0.658 m/d,在正常回采期间不会发生遗煤自燃现象。     

超长工作面过联络巷期间自燃防治技术

为解决沙吉海煤矿B1003W01工作面过联络巷期间可能面临采空区遗煤氧化自燃和三角煤体破碎后易吸氧升温形成异常高温点等问题,在工作面过联络巷之前,通过调整通风系统和过联络巷期间采取加强自然发火预测预报、采空区全断面注氮和压注三相泡沫、煤体打钻注水及高分子复合胶体封堵漏风通道等综合防灭火技术措施来抑制采空区遗煤氧化自燃。实施措施效果表明:在过联络巷2个月期间,采空区内束管检测数据显示均为正常,采空区CO体积分数最高为43×10~(-6),上隅角CO体积分数最高为36×10~(-6),联络巷内温度最高为35℃,采空区未发现高温异常点,工作面安全推过联络巷。     

综采工作面停产期间防灭火监测及管理

以长期停产的综采工作面为例,介绍了通风系统调整、封堵漏风通道、采空区蓄水、喷洒阻化剂及注氮防灭火等综合防灭火技术管理手段。以综采工作面架间温度、采空区温度,工作面架间CO,采空区、工作面回风巷CO及自然发火标志性气体为监测对象,经现场试验,综采工作面采空区及回风隅角CO浓度显著降低,综采工作面采空区温度显著降低。通过综合防灭火措施的有效实施,破坏了采空区遗煤自然发火所需的蓄热条件,杜绝了采空区自然发火隐患,取得了良好的防灭火效果,保证了综采工作面在停产期间的安全,为工作面后期正常安全回采创造了有利条件。     

白皎矿2024复采工作面综合防灭火技术实践

白皎煤矿2024复采工作面回采4层煤(B2),煤层厚度1.1～5.9 m,平均厚度3.5 m,1978-1984年期间本煤层顶部局部已采,残余煤量平均厚度1.4 m。由于采空区遗煤较多,资源浪费严重,准备对采空区遗煤进行复采。但由于采空区漏风严重,遗煤被预氧化,出现局部高温和CO等标志性气体,遗煤存在较大自然发火危险,对复采工作造成严重威胁。结合白皎矿2024复采工作面面临的实际情况,采取井下移动式灌浆注胶和井下直接灌注液态CO22种防灭火技术,有效解决了工作面回采期间的自燃问题,使工作面顺利完成回采,并安全撤架。     

遗煤二次氧化对复合采空区气体浓度场影响

复合采空区内氧化遗煤发生二次氧化是近年来引发煤矿内因火灾的重要原因之一。从气体浓度场的角度定量分析遗煤二次氧化对复合采空区自然发火的影响，是制定重复采动影响下复合采空区防灭火方案的理论基础，对于煤矿安全生产具有重要意义。以内蒙古平庄能源股份有限公司六家煤矿近距离煤层开采的SIIN₂6-9工作面为工程背景，现场采集本煤层原始遗煤与上覆煤层垮落氧化遗煤并制备实验煤样，利用等温差引领升温方法实验测试了2种煤样的宏观自燃特性。实验结果表明：现场采集氧化遗煤二次氧化过程处于激活阶段，煤氧反应更加活跃；相同温度与氧浓度条件下，氧化遗煤耗氧与CO生成速率更高。根据现场采集煤样的宏观自燃特性实验结果，提出采空区多种遗煤氧化情况的煤氧反应源项计算方法，建立了动态推进条件下采空区多种遗煤自然发火过程的数值预测模型。通过对比氧气与CO体积分数的束管监测数据与数值模拟结果，验证了所建立数值模型的可靠性。数值模拟结果显示：上覆采空区遗煤二次氧化增加了采空区遗煤耗氧和CO生成速率，在遗煤二次氧化作用下采空区内氧化带位置较单一煤层采空区向工作面移动约27 m,最大CO体积分数提高了30%。上覆...     

易自燃煤层低推进度综放工作面采空区自燃防治技术

基于采空区遗煤发火原因及低推进度条件下综放面采空区煤自燃危险区域的分析,制订并实施了控制漏风、阻化两巷顶煤、压注泥浆、压注凝胶、压注氮气等采空区综合防灭火技术措施,减小了氧化升温带的区间宽度及工作面上隅角CO浓度,实现了低推进度下工作面采空区自燃的有效防治。现场的运用结果表明,采取的措施符合实际且富有成效。     

易自燃煤层综放面支架快速撤出技术研究

根据义马耿村煤矿为易自燃发火煤层,综放工作面停采后撤架期间,采空区自燃发火严重的特点,设置撤架平巷,实行撤架平巷上、下方工作面支架平行撤架,提高撤架速度,缩短工作面末采期时间,有效地防止了综放工作面终采线的自燃发火.     

寸草塔煤矿22煤层自然发火标志气体及自燃预警值研究

寸草塔煤矿22煤层为变质程度较低的不黏煤,低温氧化条件下CO产生量较大。结合22301工作面煤层赋存的实际情况,通过实验室测试分析,优选了22煤层自然发火标志气体,通过理论计算,构建了工作面正常推采条件下回风隅角CO体积分数值的预测模型,现场实测了采空区自燃火灾关键技术参数,确定了工作面回风隅角CO体积分数预警值,规范和完善工作面回风隅角CO气体超限防治技术。     

耿村煤矿13210综放面撤架期间防灭火技术

耿村煤矿所采2-3煤的自然发火期短,通过分析耿村煤矿13210综放工作面撤架时发火防治的难点,采用控制漏风、采空区注氮、钻孔(高抽巷)注浆等针对性措施,使高抽巷抽放管内的CO浓度控制在60×10-6左右,回风巷回风流CO浓度控制在0,上隅角内CO浓度控制在5×10-6~10×10-6,在长达66 d的撤除过程中无自燃危险,保证了工作面的安全撤除。     

8101综放工作面搬家期间防灭火技术实践

8101综放工作面在搬家期间CO浓度过高,可能发生采空区煤自燃危险。根据工作面漏风情况、地质条件,分析了CO超限原因,采用采空区自然发火预测预报技术,采空区注氮惰化技术,工作面上下端头封堵、喷洒阻化剂、凝胶及工作面采用倒回风均压通风方式等技术措施,有效地降低煤氧复合氧化能力,杜绝采空区遗煤自燃灾害的发生,保证工作面在搬家期间的安全。     

蒋家河矿ZF201综放工作面防灭火技术与应用

蒋家河ZF201综放工作面自开采以来,采空区CO浓度持续上升,当工作面推进到130 m时,CO浓度已达到463×10-6,工作面有严重的自燃倾向。为了防止ZF201工作面自然发火,通过埋管检测确定了该工作面自然发火区域,进而采用了新型的注氮技术,结合上下隅角设置挡风帘和上隅角注浆综合防灭火措施,使上下隅角及工作面的CO浓度降低到12×10-6以下,并且使采空区的自燃区域转化为惰化区域,成功防止了工作面遗煤自燃,保证了采煤安全,对类似条件下的综放工作面防灭火具有一定的理论意义和实用价值。     

麻家梁矿14101工作面回采期间防灭火技术研究

为降低综采工作面遗煤自燃发火影响,以麻家梁矿14101工作面为研究对象,提出通过建立束管监测系统预防火灾、合理控制风量、采空区注氮防灭火、喷洒阻化剂以及端头封堵等综合技术抑制遗煤自燃,该工艺治理效果良好,14101工作面回采期间,采空区CO浓度维持在80×10^-6,工作面上隅角CO浓度保持在24×10^-6以下,工作面整个生产周期未出现火情,矿井的安全生产得到了有效保障。