易自燃煤层综放工作面综合安全保障技术研究

综放开采具有产量高、效益显著等优点,但受开采方式影响采空区内遗煤量较大,采空区遗煤自燃发火危险性较高,如何避免采空遗煤自燃是综放工作面开采时需要重点解决的问题.采用综合安全保障技术是实现降低采空区遗煤自燃危险的重要举措.为此,对现阶段矿井常用的防灭火技术展开分析,并以5306综放工作面回采为工程实例,对综合安全保障技术...     

薄煤层综采工作面防瓦斯防灭火综合技术

富康源矿根据薄煤层工作面采空区瓦斯富集区域后移的分布运移规律和覆岩采动裂隙演化规律,根据实际情况,在充分考虑旧巷松动圈的防治自然发火基础上,采取利用上部旧巷作为高位瓦斯抽采巷替代地面瓦斯抽采立井和回顺斜交钻孔、大流量移动泵抽排回风隅角防瓦斯防灭火综合防治技术,在大大降低瓦斯防治成本的基础上,解决薄煤层工作面瓦斯超限的难...     

联络巷对采空区氧化升温带影响的多场耦合模拟研究

在U+L型通风条件下,联络巷的存在对采空区遗煤自燃有重要的影响.为保证矿井安全生产,并为预防遗煤自燃提供依据,根据煤体低温氧化的反应机理,使用UDF将煤氧反应的机理编入FLUENT,对联络巷存在时采空区氧化升温带的分布规律进行多场耦合数值模拟研究.结果表明:联络巷的存在使采空区内风流场、氧浓度场及温度场都发生变化,氧化升温带不仅向回风侧偏移,而且向采空区深部移动且变宽;联络巷与工作面的距离影响氧化升温带的宽度,联络巷距工作面20 m时氧化升温带宽度最大约为25 m;反应进行10 d后,U+L型通风下采空区高温点的升温速率可达1.24 K·d-1,是U型通风的1.5倍,但联络巷相对工作面的位置对高温点几乎没有影响;与U型通风时相比,U+L通风时回风侧的温度场中联络巷口温度最高,而且比U型通风时相同坐标位置的温度平均每天高出4 K,随着联络巷与工作面距离的不断增加,联络巷口升温速率由0.1 K·d-1可升至0.9 K·d-1,这在整体温度场中虽然不属于高温区域,但具有很好的升温潜质.      

大直径岩石走向钻孔代替高位抽巷技术研究

魏家地煤矿1112综放工作面瓦斯漏出量较大,为了减少工作面回采过程中瓦斯对安全生产的威胁,在1112综放工作面采用大直径岩石走向高位钻孔代替第二回风巷抽排采空区瓦斯技术试验。     

沿空留巷工作面采空区综合防灭火技术研究

为确保1506沿空留巷工作面回采安全,针对采面初采以及过断层期间推进速度慢、遗煤量增加等导致采空区遗煤自燃发火危险性增高问题,提出将综合防灭火技术应用到采空区遗煤自燃发火防治中.并根据现场实际情况,对综合防灭火技术参数进行设计.现场应用后,采面在初采、过断层期间采空区内CO浓度(体积分数)均控制在15×10-6以内,其...     

斜沟煤矿23103综采工作面控制风量防灭火技术研究

以西山晋兴公司斜沟矿23103综放工作面为案例,分析了该工作面在回采过程中采空区遗煤易自燃的问题,结合23103综放工作面的实际生产情况,在对采空区遗煤分布和漏风情况进行分析研究基础上,通过采取构筑隔离墙、注氮和降低供风量的综合防灭火措施,降低采空区遗煤自燃隐患,保证了工作面安全顺利回采及设备搬迁,实践取得显著的社会与经济效益,同时对矿井地质条件相类似的矿井易自燃厚煤层放顶煤开采具有借鉴意义。     

采空区高位钻孔瓦斯抽放的数值模拟

依据Darcy定律,在Navier-Stocks方程的基础上,对祁南煤矿综采工作面采空区瓦斯抽放问题作了计算分析,并进行了CFD数值模拟.从理论上模拟采空区瓦斯聚集过程,直观展示了瓦斯抽采时采空区流态、瓦斯分布变化.把抽放钻孔布置在顶板裂隙内,结合上隅角埋管实施瓦斯抽放,该抽放瓦斯技术起到了对开采工作面上隅角瓦斯的截流作用,现场管路测量显示,可抽出高浓度瓦斯达30%～80%(体积分数),工作面回风瓦斯的体积分数基本控制在0.3%以下.     

大采高综采工作面瓦斯分布特征及综合治理技术研究

针对大采高综采工作面瓦斯治理难题,以西曲矿18401综采工作面为研究对象,通过对工作面多个位置进行瓦斯含量监测,分析了工作面瓦斯来源及瓦斯分布特征规律,提出了本煤层预抽、高位裂隙带抽采、煤柱钻孔综合瓦斯治理技术实现了大采高综采工作面安全高效生产,同时为类似地质条件矿井瓦斯综合治理提供了借鉴。     

官地煤矿22611工作面底抽巷抽采技术应用

为了解决官地煤矿2号煤层开采时,3号煤瓦斯涌入2号煤层造成工作面瓦斯涌出量大、瓦斯浓度易超限的问题,根据2号、3号煤层的地质条件,提出了底抽巷抽采邻近层卸压瓦斯的技术方案,并在官地矿22611工作面进行实施。该方案在3号煤底抽巷两侧施工钻孔,覆盖区域为整个22611工作面下方,并进行瓦斯抽采。结果表明,该方案取得了良好的抽采效果,解决了2号煤层开采过程中存在的瓦斯超限问题。底抽巷抽采瓦斯技术是一种解决邻近层瓦斯涌入有效方法。     

Y型通风下采空区自燃CO蔓延规律仿真研究

为探明Y型通风下采空区煤自燃发火温度、CO的分布规律;采用Pyro Sim火灾仿真软件,分别构建火源位置、风速不同的6种工况的采空区模型,进行数值模拟,比较各工况下温度、CO的分布、蔓延规律;研究发现:采空区煤自燃发火时温度的分布与火源位置及风速关系不大;CO的蔓延与火源位置及风速有关,当火源位于采空区中间时,CO向回风巷侧蔓延,火源位于采空区左侧时,CO向回采工作面蔓延,风速越大CO越容易蔓延至工作面;当不知火源位置时,若需要对CO钻孔导流,则孔钻的位置最好靠近采区工作面。     

采空区瓦斯抽采的数值模拟及工程实践应用

随着煤矿工作面推进速度的加快,采空区瓦斯治理工作成为了煤炭企业的重点安全工作。史山煤业通过CFD模拟分析,采用工作面顶板高位穿层钻孔、上隅角插管及采空区抽采的方法进行重点区域的瓦斯治理。经计算,9号煤工作面与采空区瓦斯抽采总量预计可达4.2 m~3/min和1.3 m~3/min,上隅角瓦斯浓度稳定控制在1%,符合煤矿安全规定。     

综采工作面初采及回采期间矿井开采治理技术研究

工作面初采期间初次来压,临近煤层由于受采动影响而涌出的卸压瓦斯,避免邻近层瓦斯大量涌入回采工作面,造成瓦斯大面积超限,易发生重大事故。本文结合工程实例,提出综采工作面初采及回采期间的瓦斯治理技术进行了分析和研究,有效控制采空区、上隅角及回风巷的瓦斯浓度,降低瓦斯对工作面初次、回采期间的威胁。     

长距离区域预抽钻孔递进式消突技术在镇城底矿的应用

以镇城底矿28620综采面为研究对象,结合28620综采面的采煤工艺和地质条件,研究该综采面瓦斯浓度较高的原因,并对裂隙带瓦斯抽采机理进行探讨,提出"本煤层钻孔抽采+裂隙带钻孔抽采+瓦斯治理巷大直径钻孔抽采"的瓦斯治理技术。瓦斯治理技术实施后监测设备显示:28620综采面回风流瓦斯浓度控制在0.34%以下,为综采面的安全高效有序生产提供了保障。     

高瓦斯矿井煤层的瓦斯治理技术分析

针对7105工作面瓦斯涌出量大的问题,结合现场情况以及煤层赋存情况,提出采用高位瓦斯抽采钻孔+顶板定向长钻孔+地面瓦斯抽采相结合的方式进行治理。高位瓦斯抽采钻孔分为高位裂隙瓦斯钻孔和高位拦截钻孔,可实现采空区顶板裂隙瓦斯抽采并拦截上覆3号煤层卸压钻孔;利用顶板定向长钻孔钻进距离长、钻孔轨迹可控的优点,实现顶板瓦斯长距离接抽;利用地面钻孔钻进方便、效率高以及抽采量大的优点,实现7105采空区内及3号煤层卸压瓦斯等抽采。采用以上瓦斯治理措施布置方案后,7105工作面回风隅角、回风巷瓦斯浓度均在安全范围内且波动较小,采面瓦斯涌出量较小,可为采面安全高效生产创造良好条件。     

保护层开采工作面瓦斯综合治理技术研究

针对矿井回采煤层瓦斯含量高、压力大等问题,提出先回采下覆厚度较薄、瓦斯治理难度相对较低的6号煤层。将6号煤层作为保护层开采,从而消除下覆9号煤层、上覆2号及5号煤层的突出危险性。针对6号煤层10601工作面回采期间上邻近层、下邻近层以及采空区瓦斯涌出量大等问题,提出综合采用高位钻孔、高抽巷、采空区埋管、强化本煤层抽采等方式进行治理。现场应用后,10601工作面回采期间回风隅角、回风流瓦斯浓度分别控制在0.43%、0.32%以内,采面瓦斯涌出量大问题得以较好解决。     

深部矿井冲击地压防控技术研究

针对131102综放工作面回采期间冲击地压危险性大、安全风险高等问题,在分析冲击地压主控因素及发生判据基础上,提出通过静载、动载卸压方式进行冲击地压防控,并进行工程应用。具体通过巷道底板大直径钻孔、巷帮大直径钻孔及巷帮爆破方式实现静载卸压;通过深孔爆破实现顶板坚硬砂岩预裂方式进行动载卸压。降低采空区顶板悬空面积及垮落时应力显现程度;依据131102综放工作面现场开采条件,对采取的冲击地压防控措施进行详细分析。工程应用后,131102综放工作面冲击地压危险性明显降低,现场取得较好应用效果。     

关于放顶煤工作面瓦斯治理的技术研究

综采放顶煤开采技术已经成为我国煤矿实现高产高效的主要途径.由于工作面揭露煤层出现瓦斯异常涌出现象,加上放顶煤工作面一次采全高,产量集中,瓦斯的绝对涌出量将明显增加,在下作面后方采空区上部积聚的部分瓦斯随顶煤的冒落将涌人工作面,易导致瓦斯超限及潜在的瓦斯灾害.因此,瓦斯安全问题是综采放顶煤开采的主要研究课题之一,意叉重大.针对放顶煤工作面瓦斯偏高的情况,本文对工作面瓦斯涌出来源进行了分析,找出了采空区瓦斯分布规律,提出了瓦斯治理措施,以确保安全生产,带来更高的经济利益和社会效益.     

深部高应力底抽巷围岩破坏特征及控制技术研究

为了解决大埋深、高地应力条件下的底抽巷围岩控制困难而导致瓦斯抽采效率低的问题,以古汉山矿1605底抽巷为工程地质背景,对底抽巷现场持续变形破坏的特征进行深入研究,提出围岩综合性协同控制的对策,并应用于现场试验。研究结果表明,受高地应力和动压双重影响,造成围岩强度降低、蠕动扩容严重,无法满足支护要求,是底抽巷发生破坏的主要原因。采用强化围岩锚固系统承载性能、提高底角岩层稳定性、增加护表及局部注浆加固（或注浆锚索）等综合方法,对底抽巷进行协同控制。经现场试验,变形状况得到改善,瓦斯抽放孔采出率显著提高,可为类似地质条件下的底抽巷治理提供新思路和技术参考。     

低瓦斯矿井综放工作面瓦斯治理研究实践

分析了U型通风方式综放工作面瓦斯分布特征和规律,给出了工作面、上隅角及其附近采空区等瓦斯积聚或超限原因,在此基础上,以3302综放工作面为研究对象,提出采用W通风方式来代替U型通风方式,并给出了W型通风方式下瓦斯情况,得出W型通风方式下3302工作面瓦斯控制更好,同时,提出采用吊挂风障和水射流风机来解决W型通风方式下风流汇集处瓦斯积聚问题。     

工作面反风时采空区场量分布变动的数值模拟

结合华兴煤矿1318炮放面实例,运用数值模拟手段,描绘了工作面反风时采空区流场内漏风流,氧、CO和瓦斯各组分气体,以及温度等的分布变动过程,给出了反风时沿工作面边界各组分气体涌出量的变化规律.模拟在反风后,场内各组分气体含量分布重心发生倒置,原上游高温区被冷却,下游低温区逐渐转变为新的高温区,使采空区的温度上升过程重新回到一个相对较低的温度起点,使自燃升温得到一定的延缓.反风后,场内CO气体涌出量经历突降—回跳上升—缓慢衰减—再逐渐增加的跳动过程,瓦斯涌出量在经历大幅度突降和回跳后,其增幅度不大.用埋管抽放的办法能够防止因反风导致工作面内有害气体超限,同时给出了反风的实施条件,即必须确保采空区无明火.