孤岛综放面采空区自燃“三带”实测与数值模拟

根据国阳二矿80509孤岛综放工作面的地质条件,通过现场实测与数值模拟,探究采空区自燃"三带"分布,掌握采空区煤自燃的情况,及时发现采空区遗煤自燃发火的危险,分析采空区遗煤自燃的3个特征(采空区漏风强度、氧气浓度和温度)及采空区自然发火的危险性,为制定防灭火技术措施提供准确的数据支持和理论依据.     

孤岛工作面自燃“三带”区域指标气体分析研究

为保证南庄矿井孤岛工作面采空区自然发火防治工作做到安全、科学、有效,采用沿进风和回风顺槽埋管监测的方法,对采空区气体进行取样分析,定期监测采空区O_2、CO、CO_2、CH_4指标气体浓度,利用O_2浓度确定采空区自燃"三带"分布范围,并结合采空区遗煤自燃理论,分析采空区"三带"分布特征及指标气体浓度变化规律。结果表明,CO和(CO/CO_2)这两种指标分析能较准确地反映采空区自燃危险区域,通过监测其浓度能预测采空区自燃危险程度,对采空区自然发火作趋势预判,为孤岛工作面防灭火方案的制订提供科学依据。     

基于多参量的采空区煤自燃危险区域划分方法研究

工作面采空区漏风强度、浮煤厚度、氧气体积分数等多个因素共同影响采空区内的煤自燃危险区域分布范围。以王家山煤矿中二202工作面为研究对象,采用公斤级煤自然发火试验装置,测定煤样放热强度、耗氧速率等自燃特性参数,结合理论公式计算采空区危险区域划分参数的阈值(浮煤厚度、氧气体积分数、漏风强度、最短发火期、耗氧速率)。综合关键参量,构建了采空区煤自燃危险区域的划分方法。通过现场束管检测分析和Fluent流体模拟技术,观察采空区内氧气浓度场、气流场的分布规律,确定了王家山煤矿大倾角工作面采空区煤自燃"三带"及工作面每日最小安全推进度。研究成果对现场防灭火工作具有一定的指导意义。     

浅埋深易自燃厚煤层工作面防灭火技术

鉴于浅埋深易自燃厚煤层工作面火灾防治难题,以郭家湾煤矿51103综采工作面为例,综合分析了采空区遗煤自然发火危险因素,建立了基于采空区气体和温度监测为手段的自然发火预测预报系统,提出了"封堵漏风、预防性注浆、低流量注氮"的综合防灭火技术措施,为浅埋深易自燃厚煤层工作面的安全开采提供了宝贵的实践经验。     

自燃煤层沿空留巷采空区遗煤自燃规律及防控技术研究

针对沿空留巷情况下采空区遗煤易自燃、发火等问题，以平煤二矿为研究背景，根据沿空留巷采空区特征及工作面通风方式特点，建立采空区自然发火数学模型。对未留巷、留巷未采取防漏风措施及留巷采取措施等情况下采空区自然发火特征进行数值模拟，并在现场进行了工业性试验。研究结果表明：采用沿空留巷技术后增加了采空区漏风量，氧气浓度面积增加，致使采空区内温度升高；依据沿空留巷下采空区自然发火模拟分析，认为在沿空巷道采取漏风措施可降低采空区遗煤自然发火危险性；建立沿空留巷分级防控防灭火技术体系，并在现场进行了应用。为类似条件下沿空留巷采空区遗煤自燃防治提供参考。     

唐口煤矿6305综放面自燃危险性分析及区域判定

根据唐口煤矿6305综放面的开采情况,利用采空区自燃危险区域判定理论,分析了引起采空区遗煤自燃的最小浮煤厚度、下限氧浓度和极限漏风强度等参数,制定了采空区煤自燃危险区域的实测方案;分析了采空区氧气浓度和漏风强度的变化规律,确定了工作面的极限推进速度,为工作面防灭火工作提供了技术支撑和科学依据。     

东荣三矿综一轻放面自燃危险性预测

通过对东荣三矿综一轻放面现场观测,得到采空区浮煤厚度分布规律、氧浓度分布规律及工作面推进速度规律。根据现场观测数据、煤层自燃极限参数以及工作面实际条件,确定了采空区“三带”的范围,结合所采煤层的自然发火期,得到了采空区遗煤不发生自燃的极限推进速度,以此来构建危险区域判定的充分条件和预测采空区遗煤自燃危险性,进而指导放顶煤工作面采空区遗煤的自燃防灭火工作。     

高位钻孔在综放面拆除期间防灭火中的应用

张双楼煤矿7、9煤为自燃煤层,自然发火期3～6个月,煤层发火较严重。针对该矿9419工作面托顶煤结束面期间存在的采空区遗煤较多,停采后自然发火较快的现状,通过施工高位钻孔,并在钻孔内先后注水、黄泥浆和防灭火剂控制架后10 m、架上3 m范围内的遗煤自燃,有效阻止采空区自然发火,保证了工作面的安全拆除和封闭,可为类似综采工作面拆除期间防灭火工作提供借鉴。     

高瓦斯综放工作面采空区自燃危险区域分析

通过沿综放工作面全长埋管布点测定的方法,对采空区气体进行监测,得出下沟煤矿ZF4403工作面采空区氧气分布,并推算出采空区漏风强度和浮煤厚度;再结合采空区自燃危险区域判定理论和下沟煤矿ZF4403工作面煤样自然发火实验测定的煤自燃极限参数,确定ZF4403工作面采空区自燃危险区域和工作面最小安全推进速度,从而为高瓦斯综放工作面的防灭火工作提供科学依据。     

综放面采空区煤炭规律的测定分析

根据873综放面采空区温度和气体成分的现场实测结果,利用氧气浓度法划分出采空区自燃"三带"分布范围,分析了采空区自热规律及气体成分变化规律,对采空区自然发火预测预报以及采取合理有效的防灭火技术措施提供重要科学依据.     

官地矿28412工作面采空区综合防灭火技术

针对官地矿28412工作面采用无煤柱开采技术,沿空留巷过程中采空区易漏风供氧,造成采空区遗煤自燃安全事故,采用了堵漏风、灌浆、"三位一体"预测预报等综合防灭火技术。综合防灭火技术的应用将工作面危险区域沿空侧CO浓度均控制在15 ppm以下,有效消除了采空区遗煤自燃事故的发生,为实现28412无煤柱工作面安全开采提供了保障。     

燕子山矿煤炭自燃特性参数测试及综合防治技术研究

燕子山矿目前的主采煤层为易自燃煤层,巷道顶煤和采空区遗煤自然发火危险性大,严重影响矿井安全生产。为了有效防治煤炭自燃,首先对煤炭自燃特性参数进行实验室测定,掌握煤炭自燃的基本规律,在此基础上结合矿井实际条件提出了综合防灭火技术,实施效果良好,降低了巷道顶煤和采空区遗煤自然发火的危险性。     

抽放条件下采空区煤自燃危险区域判定

瓦斯抽放不仅会增大采空区漏风,引起"三带"迁移,加大采空区煤自燃危险性;而且会造成采空区的紊乱及瓦斯积聚,致使采空区遗煤自燃危险区域更加复杂。针对建北矿4204工作面高瓦斯赋存实际情况,通过现场观测,得出采空区浮煤厚度、氧浓度和漏风强度的分布规律,并结合煤自然发火特性参数对采空区进行危险性分析,划分了抽采条件下采空区"三带"范围,确定了采空区自燃危险区域及预防采空区遗煤自燃的工作面安全推进速度。     

陕西某矿5~#煤层最短自然发火期研究

预测煤自燃的发展演化过程是防治煤炭自燃的重要保障,直观表征煤炭自燃特性的自然发火期是制定防灭火技术措施的关键参数。基于氧化升温试验,测定了陕西某矿5~#煤在不同温度区间内的气体产生量及随温度的变化趋势,进而判断煤样达到临界温度点所需要的时间,利用DSC实验得到煤的比热,通过改进的卡连金模型,计算分析得到该煤层的最短自然发火期约为36 d,为本煤层采空区遗煤自然发火防治提供了参考依据。     

难抽采自燃煤层综放采空区综合防灭火技术

针对某矿难抽采煤层综放采空区遗煤自燃问题,通过分析现场自然发火特征与危险性,制定出5-2S-2综放工作面采空区遗煤自燃综合防治技术,并应用于生产现场。实践表明,实施以采空区注氮为主,降低供风量、加快工作面推进速度、埋管灌浆、砌筑隔离墙等措施为辅的综合防灭火技术,有效防治了采空区遗煤自燃,保障了工作面的安全回采。     

小青煤矿采空区煤自燃危险区域分析

为了高效防治小青煤矿E1404工作面采空区煤炭自然发火,根据漏风风速和氧气浓度2种划分方法对采空区自然发火"三带"范围进行了数值模拟分析,得出E1404工作面采空区散热带为0～17.5 m,氧化自燃带为17.5～140 m,窒息带为大于140 m。进而在氧化自燃带范围内沿着工作面倾斜方向布置了3个高温点(靠近进风巷、工作面中间、靠近回风巷),采用COMSOL Multiphysics软件对温度场进行数值模拟,得出当高温区域越靠近进风巷时,采空区内的整体温度要大于靠近回风巷。基于采空区煤自燃危险区域分析结果,提出了上下隅角堵漏风和采空区注氮2种防灭火措施。     

综放采空区煤自燃阻化泡沫防治技术研究

基于综放采空区空间大,自燃危险区域立体分布的特点,在煤自燃机理研究成果的基础上,首次提出了羟基型高效阻化泡沫技术,并从宏观和微观角度分析考察了阻化泡沫的阻化效果及阻化机理。同时,构建了高效阻化泡沫防灭火系统,并在大佛寺煤矿40106综放工作面运用,有效防治了综放采空区遗煤自然发火,解决了综放大空间采空区自燃隐蔽火源的防治难题。     

阻化防灭火的综合设计及实践

为了预防石港煤矿15108综采面自然发火,对采空区遗煤状况进行分析,选择适合15108综采面阻化剂,通过高抽巷喷撒MgC l2阻化处理采空区后部浮煤,内错尾巷和防灭火措施巷钻孔压注MEA泡沫控制14号和15号采空区浮煤。实践表明采空区阻化防灭火综合措施能有效控制较为严重的采空区浮煤自燃现象。     

分层开采中上分层采空区自然发火防治

里彦煤矿厚煤层采取分层开采,采下分层煤的过程中,上分层采空区发生煤炭自燃。该文通过分析下分层巷道顶板情况,顶板破碎漏风情况,上分层采空区遗煤所处环境,从而确定上分层采空区自然发火的原因。采取封堵漏风区域、注浆防灭火的方法,从两个方面进行逐步实施,有效地消灭采空区自然发火区域,防止了灾害的扩大。     

极近距离煤层开采自然发火规律及火灾防治技术

通过对极近距离煤层自然发火规律的分析总结,合理运用开采技术措施、均压防灭火技术、堵漏风技术等技术手段,同时还根据煤自燃机理研制新型防治煤自燃阻化泡沫材料,从本质上减少采空区遗煤自然发火几率,最终形成"开采技术措施+控风措施+新型材料"防治极近距离煤层自然发火的综合技术体系。