火灾监控预警系统技术及应用

大社矿地质条件复杂,煤层自然发火始终制约着矿井安全生产,历史上曾经发生22次煤炭自燃。由于2号煤层放顶煤开采,煤层自然发火一直是威胁矿井安全生产的一大隐患。为了保证矿井安全生产,防止采空区自燃,通过采用火灾监控预警系统技术,实现了对采空区深部的温度监控、气体成分测定以及自然发火预警,能够及时发现工作面采空区的自然发火情况,并确定自然发火深度以及自然发火的程度,为采取相关防灭火措施提供更加准确的信息。     

姜家湾煤矿11号煤层最短自然发火期实验研究

以姜家湾煤矿11号煤层为研究对象,采用煤工业性分析、煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定、差示扫描量热与气体示踪等实验手段,测定了该煤层工业性成分、煤自然发火倾向等级、不同温度煤的比热以及煤自燃指标气体,以此综合确定该煤层最短自然发火期。研究结果表明：煤的水分含量为0.90%,灰分含量为6.58%,挥发分含量为29.02%;煤层自燃倾向性等级属于Ⅰ类,自燃倾向性为易自燃。煤升温加热氧化的临界温度为162℃,且以CO为煤自燃评判的敏感气体。基于该煤层煤自燃特性,结合煤自燃发火数学模型,计算出该煤层最短自然发火期为48 d。该数据可为11号煤层开采速率以及采空区自燃发火防控提供技术参数支撑。     

鹿洼煤矿13_下06综放工作面煤层自然发火防治

13下06工作面为综放工作面,开采3煤层。3煤层为自燃煤层,为防止采空区煤层自然发火,回采期间通过采用确保推进速度、提高煤炭回收率、均压防火、煤层注水、压注、喷洒阻化剂、采空区灌浆等综合防灭火措施,有效杜绝了煤层自然发火,确保了安全生产。     

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。     

一缘煤业采煤工作面快速密闭及启封防灭火技术

山西潞安集团和顺一缘煤业在开采15号煤层时,由于煤层属于自然发火煤层,且发火周期短,在工作面回撤过程中采空区遗煤氧化会导致自然发火。文章针对该矿工作面回撤期间自然发火的规律和回撤经验,提出利用通过工作面快速封闭和启封消除采空区自燃隐患的手段,解决了工作面回撤期间采空区自然发火的问题。为类似矿井在回撤过程中措施的采取提供了相应参考。     

63上10孤岛综采放顶煤工作面采空区自燃三带的研究

为了研究孤岛综放开采条件下采空区内浮煤的自然发火规律，对南屯煤矿６３上１０孤岛综放面随工作面的推进，对采空区的气体成分及温度进行了观测和研究，确定采空区自燃“三带”分带；提出在俯斜式开采条件下，６３上１０孤岛综放面采空区内煤层自燃带的宽度比四周都为实体煤综放面采空区自燃带宽度减小，因而自然发火的危险性减小的结论。     

复合煤层开采防止采空区自燃综合技术

针对神东矿区大柳塔矿活鸡兔井复合煤层下层煤开采,上层煤存在采空区煤自燃的威胁,采取了采空区自燃危险监测、工作面均压、密闭堵漏加固、"两道"山砂注浆等综合防火措施,保证了工作面的安全回采。21304工作面综合防治煤自燃技术措施的应用,为神东矿区复合煤层开采防止自然发火提供了技术支持和工程应用典范。     

急倾斜煤层放顶煤开采火灾成因及防治研究

通过现场统计及相似模拟实验,对急倾斜水平分段放顶煤开采火灾成因进行了深入研究。研究表明:急倾斜煤层开采过程中的围岩动态运移与发火区域有关。综放工作面发火均集中在顶板侧煤层,工作面每次发火均不是本水平煤层自燃所致,而是由工作面上部靠顶板侧采空区首先发火,并随放顶煤过程进入工作面所致。围岩变形破坏生成的裂隙供氧通道是造成采空区靠顶板侧发火的主要原因。堵塞漏风供氧通道以便切断采空区残煤自然发火的外部因素是保证急倾斜煤层分段放顶煤安全高效开采的关键措施之一。     

木瓜煤矿9号煤层采空区遗煤自燃监控技术应用研究

木瓜煤矿现阶段开采的9号煤层为易燃煤层,为防止9号煤层采空区遗煤自然发火,采用程序升温氧化实验,对不同温度条件下各种气体的产生情况进行分析研究,最终确定木瓜煤矿9号煤层采空区自然发火的标志性气体为CO、C_2H_4、C_2H_2,并且建立完整的采空区遗煤自燃监测预报体系,通过合理的组织及管理措施,实现了木瓜煤矿9号煤层的安全生产。     

矿井工作面采空区自然发火危险性评价

应用层次分析理论,选择影响采空区煤自然发火的主要因素进行分析评价,依据层次分析法确定了采空区煤自燃各影响因素的权重系数,评定了采空区煤自燃各影响因素,最后进行综合评价。通过实例应用表明,3#煤层为自然发火危险煤层,与矿井实际相符,这为保障矿井安全提供参考。     

百灵煤矿10202工作面采空区自然“三带”影响因素分析

浅埋深综放开采自燃煤层具有采空区遗煤多、漏风严重、工作面推进速度慢等缺点,极易形成采空区浮煤自燃。以百灵煤矿10202工作面采空区为例,以采空区CO浓度随时间变化作为指标预测了预报自燃发火规律,开展了综放面采空区自燃发火研究,并采取了综合防治对策,可有效预防采空区煤矿自燃。     

裕兴煤业15号煤层自燃原因分析及防灭火措施研究

通过分析裕兴煤业煤层自燃发火的原因,研究表明:矿井发火煤层自燃的主要原因是采空区漏风较多,工作面采用放顶煤开采时,采空区浮煤较多,给煤层自燃提供了便利条件。工作面的通风方式由全负压通风改为压入式通风,同时建立了地面连续束管监测系统、采取以黄泥灌浆为主、阻化剂为辅的防灭火措施,确保了裕兴煤业15号煤层的安全开采。     

高瓦斯易燃煤层自燃发火原因分析及防治

针对厚煤层开采比重加大,且伴随采空区遗留浮煤,回采工作面漏风等因素致使煤层自燃发火频繁,矿井安全生产形势日趋严峻的问题,分析了煤体自燃发火原因,加强自燃发火预测,采取有效的防灭火技术及装备,确保易燃煤层安全高效开采势在必行。     

低瓦斯厚煤层滑移支架放顶煤工作面综合防灭火技术

针对龙煤股份公司鹤岗分公司富力煤矿275滑移支架放顶煤工作面的煤层赋存、地质条件及工作面开采的实际情况,采用两巷喷碹及碹内注灰、注阻化剂、采空区注氮及利用新型防灭火材料等技术对煤层自然发火进行了有针对性的预防。工作面开采期间虽然出现自燃征兆,由于措施采取得力,消除了煤层自然发火隐患,保证了工作面安全回采,同时对同等条件下采用滑移支架放顶煤开采的煤层自然发火防治有着重要意义。     

采空区自燃发火及其预防

根据鹤岗矿业集团兴安煤矿多年来对自燃发火煤层开采的实践,分析总结了采空区自燃发火的原因和条件、发火类型和特点、发火的影响因素和采空区自燃发火的预防措施,为自燃发火煤层的开采和预防发生火灾,提供了可借鉴的经验。     

近距离煤层群开采自燃危险区域划分及自燃预测

通过数值方法求解复合煤层采空区渗流、扩散和化学反应耦合的三维稳态数学模型,得到常温下采空区氧浓度及渗流速度场的分布.结合大型煤自然发火实验得到的煤自燃的下限氧浓度、上限漏风强度、极限浮煤厚度等参数及煤的实验自然发火期,划分出开采下部煤层时上部煤层煤柱及采空区自燃危险区域,再结合工作面推进速度,预测自然发火期.采用这种方法对东荣二矿采煤工作面顶部煤层煤柱进行自燃预测,得到进风侧的煤柱氧化升温区在距离工作面50~140 m处,回风侧在距离工作面50~85 m处,工作面推进速度大于1.6 m/d时,煤柱无自燃危险,工作面停止推进但正常通风38 d后,煤柱进风侧将首先发生自燃.     

反程序开采条件下低成本防治煤层自然发火技术研究

良庄煤矿在-580m水平深部开采具有自燃发火倾向性的煤层,由于反程序开采工作面,下层煤采空区范围大,本层煤采空区增多,对矿井防止煤炭自燃都是不利因素。本次通过对开采支护方式、防灭火设备使用、均压通风方式等方面综合研究,实现以低成本防治煤层自燃发火的目的,实现矿井安全高效生产。     

立体化巷道布置对综放开采煤层自燃影响的数学评价

针对综放开采过程中煤层易自然发火问题,提出采用错层位巷道布置采全厚开采方案。该方案可达到完全控制采空区漏风,提高煤炭回采率,消除易自燃浮煤,从根源上解决煤自然发火问题的目的。根据影响煤炭自燃危险性的因素,建立层次结构模型及相关因素的各层次判断矩阵,并应用定性与定量相结合的层次分析法进行分析,结果表明,采用新型巷道布置体系能够有效防止煤层自然发火事故的发生。     

浅述采煤工作面采空区自燃发火及其预防

根据鹤岗矿业集团南山煤矿多年来对自燃发火煤层开采的实践,分析总结了采空区自燃发火的原因和条件、发火类型和特点、发货的影响因素和采空区自燃发火的预防措施,为自燃发火煤层的开采和预防发生火灾,提供了可借鉴的经验。     

被保护松软厚煤层工作面煤自燃危险性分析与防治技术

随着煤层开采深度逐渐增加，保护层开采成为有效降低被保护煤层瓦斯突出的关键方案，但易造成被保护煤层漏风严重，煤自燃危险性加剧。针对被保护煤层回采工作面采空区煤自燃综合防治问题，通过分析被保护煤层膨胀变形量、裂隙发育情况、采空区蓄热环境、层间立体漏风等危险扰动因素，确定了被保护煤层采空区煤自燃危险区域分布范围；现场采集工作面煤体，通过对煤体自燃产气与放热测试，获得了煤自燃特征参数；制定了自然发火多方位监控分级预警与立体化综合治理双重防治机制；采取了大规模灌浆封堵与凝胶充填密封由“整体”到“局部”的漏风封堵，及采空区危险区域预防性注氮与工作面联合均压防灭火“动静结合”的煤自燃防治措施。数值模拟分析及现场监测结果表明：被保护煤层采空区煤自燃得到有效抑制。