高瓦斯特厚易燃煤层采空区调压控氧防灭火技术实践

针对高瓦斯特厚易燃煤层在大采高综放开采时采空区瓦斯抽采与防灭火相矛盾的问题,结合矿井实际生产条件和煤层自然氧化程度,采用了采空区调压控氧防灭火技术,同时加强监测监控和调节管理,可以有效减少漏风,防止工作面采空区自燃发火,保障矿井安全生产。     

高瓦斯易自燃煤层特殊条件下综合防灭火技术

胡家河矿401101工作面为首采工作面,且煤层具有自然发火性。为了防止工作面在回采期间发生火灾事故,在对工作面采空区"三带"实测划分的基础上,计算出工作面最小推进速度为3.75 m/d,并采取了黄泥灌浆为主,注氮、注三相泡沫、汽雾阻化、束管监测和人工观测预报相结合的综合防灭火手段。主要介绍在工作面回采初期、回采期间以及邻近停采线附近3次出现自然发火迹象时,分别采取了利用高抽巷注三相泡沫、灌堵结合和两巷注凝胶的防灭火措施,抑制了火灾的发生,保证了工作面的安全回采。     

易自燃煤层工作面末采回撤期间防灭火技术

针对羊场湾煤矿Ⅱ020205综放工作面开采易自燃煤层的自然发火危险性分析,提出分为4个阶段实施防灭火技术措施,即工作面距停采线162.5~32.5 m期间、工作面距停采线32.5m至停采后、工作面回撤期间和工作面封闭后。通过采取井上下封堵漏风通道、采空区自然发火监测、埋管注氮、灌浆、邻近巷道和措施巷对应支架钻孔灌注液态CO_2、措施巷对应工作面上、下隅角15 m范围内钻孔灌浆、措施巷长短孔注胶、工作面管路注水等综合防灭火技术措施,工作面重点防火区域气体浓度均未超限,采空区无自然发火征兆,保证了工作面的安全顺利回撤。     

帷幕注氮在沙吉海煤矿防治自然发火中的应用

为了保障沙吉海煤矿W01综放工作面安全回采,对B10煤层自燃倾向性、最短自然发火期、自燃危险区域、自然发火预测预报指标等自然发火基础参数进行了测试研究,认为首采工作面本采空区发生自然发火风险较大,结合"三软"开采的实际情况,提出了适用于首采工作面的以全断面帷幕注氮防灭火技术为主、灌浆防灭火、三相泡沫为辅的综合防灭火技术手段,优化了注氮量、灌浆量、三相泡沫灌注量等工艺参数,并利用束管、安全监测监控系统对工作面持续监测,回采期间,工作面及采空区气体、温度一直保持在正常范围内,没有出现遗煤自然发火征兆。     

榆家梁煤矿43202沿空留巷工作面回采期间防灭火技术研究

针对榆家梁煤矿43202工作面开采的43煤层属Ⅱ类自燃煤层,最短自然发火期88 d;工作面回采过程中,运输巷侧采用沿空留巷技术,采空区过风区域进一步扩大;针对工作面上覆42煤层采空区距离近等问题,通过采用工作面和采空区气体监测等措施对43202工作面推采过程中相关参数进行测定、研究和分析,制定了注惰气防火、注浆防火、注胶(膏)体防火、采空区堵漏防灭火及其他防灭火措施,同时制定了当检测到CO浓度异常时的应急处置措施,保证了工作面安全高效回采。     

注二氧化碳防灭火技术在张双楼矿的应用

张双楼煤矿所采7、9煤层均为自燃煤层,自然发火期为3~6个月。2013年11月份开始回采的9421工作面地质条件相当复杂,在工作面开始回采2个月后,采空区多次出现了自然发火征兆,给工作面防灭火工作带来了很大的困难。为了防止工作面采空区自然发火,确保工作面安全生产,多次采取注CO2防灭火技术进行防灭火,经过现场的实践,总结出注CO2防灭火技术在张双楼煤矿应用的经验。     

近距离煤层群开采沿空留巷工作面防灭火技术研究

针对3506综采工作面沿空留巷期间采空区遗煤自然发火危险性大的问题，结合现场情况制定以减少漏风、注氮、灌浆以及强化监测为主的防灭火技术措施，并进行工程应用。通过留巷段缝隙封堵及喷浆、地面漏风裂隙封堵以及采面上下端头砌筑挡墙等方式减少采空区内漏风量；回采期间综合人工监测、安全监控系统以及束管监测等方式实现采空区遗煤自然发火预警；当有自然发火征兆时即快速进行注氮、灌浆。现场应用后，3506综采工作面回采期间回风流中CO体积分数最高控制在10×10^-6以内，采空区遗煤自然发火问题得以较好解决，采用的防灭火技术措施可为采面煤炭安全高效回采创造良好条件。     

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。     

高瓦斯易燃综放面回撤期瓦斯治理和防灭火技术

高瓦斯易自燃特厚煤层条件下,综放工作面同时面临瓦斯治理和煤层自然发火防治两大难题,以大佛寺煤矿为例,分析了瓦斯治理和煤层自然发火防治的影响因素以及两者之间的相互影响,通过综合使用通风系统调整、瓦斯抽采、减少采空区遗煤、加强采空区阻化和惰化、减少采空区漏风、加强采空区气体监测、加快工作面回撤速度等手段,使回撤期间工作面和回风巷瓦斯体积分数均不超过0.8%,监测点CO体积分数不超过50×10-6,有效兼顾了瓦斯治理和防灭火需要,保证了复杂条件下综放工作面的安全回撤。     

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。     

综采工作面注液态二氧化碳防自然发火技术与实践

以杨村煤矿330工作面采用液态CO2防灭火技术应用工艺进行具体项目实践操作,以实际案例分析液态CO2防灭火技术运用于煤层自燃火灾的防治效果,应用结果表明,该技术能够快速有效地降低采空区温度以及氧气浓度,使CO等煤自燃指标气体迅速下降到正常,消除了自燃隐患。     

近距离采空区下大采高综采面矿压演化规律研究

 为了研究近距离煤层上覆煤层已采对下覆煤层开采时支承压力的影响,基于潘二煤矿18516工作面矿压实测结果,运用FLAC3D大型非线性三维数值模拟软件,从围岩应力场分布角度对上覆已采煤层对18516工作面作用机理进行了分析。结果表明,煤柱下支架来压时最大循环末阻力大于采空区下支架载荷。煤柱下部周期来压时最大循环末阻力小于初次来压时的载荷;采空区下,周期来压时最大循环末阻力略小于初次来压时的载荷,相差不大。采空区影响区域,6煤采空区上方应力呈“鞍”形等值线分布,煤柱影响区域,6煤采空区上方应力呈“拱”形等值线分布。煤柱下的支承压力应力集中系数达到4.6～4.67,是采空区下方应力集中系数的3.5倍,受煤柱高支承压力的影响,工作面开采此位置时的危险程度较高,更易产生片帮、漏顶现象。     

近距离煤层掘进超前探放水技术

在煤矿开采过程中,由于上覆煤层开采而形成采空区,在开采下覆煤层时,对上覆采空区积水了解不清,或者放水不彻底,随着下覆工作面的推进及老顶垮落,上覆采空区积水随之涌入工作面,形成透水事故.针对近距离煤层上覆采空区积水水体分布形式、几何位置、积水量存在的不同类型,掘巷期间采取“先探后放、探放结合”的不同探放水技术,进行有针对性的超前探放.     

切顶留巷综采面采空区高温区域治理技术研究

针对切顶留巷Y型通风工作面采空区漏风量大、煤层易自燃的特点，以发耳煤矿50105工作面采空区高温区域的治理为工程背景，分析了高温区域位置的确定、压注液态二氧化碳、长钻孔压注高分子材料等综合防灭火技术的应用效果，形成了集压注惰性气体控制火势、加快工作面推进速度、精准压注高分子材料降低高温区域温度等为一体的综合治理方案，消除了高温隐患，保证了工作面的安全回采，可为类似工作面的防灭火工作提供经验参考。     

州景煤矿5304工作面煤柱自燃特性及防治

为了及时处理州景煤矿5304工作面煤柱自燃灾害，测试了州景煤矿5304工作面煤自燃标志性气体，确定了5304工作面煤自燃指标气体为CO，并提出了采空区注浆和复合喷涂材料相结合的综合防灭火技术，同时使用综合防灭火技术对5304工作面窄煤柱自燃进行防治。结果表明:采空区内氧气和一氧化碳浓度迅速降低，回风巷内温度恢复正常值，煤柱自燃情况得到了抑制。采空区注浆技术与顶板喷涂复合材料技术的相互结合应用为类似煤层的自然发火防治提供了一种新的技术方案。     

房柱式采空区下部综采工作面矿压显现特性分析

昊达煤矿4205工作面位于4-2煤层,覆岩中存在上覆3-2煤层房柱式采空区,受上覆煤层遗留区段煤柱影响,4205工作面回采过程易出现顶板突然剧烈来压,且来压规律不显著,支架频繁被压毁。通过采用现场实测与理论分析相结合的研究手段,对工作面主要来压原因进行分析,并结合房柱式采空区煤柱破坏失稳理论判据,认为在靠近房柱式或炮采采空区边缘容易出现顶板剧烈来压,且支架直接被压坏的现象,并提出了通过缩短工作面倾斜长度,以减小上部房柱式采空区的横跨区域范围,从而降低采空区顶板大范围垮落的危险性的工作面调整措施,并在现场得到了良好的应用效果,为类似条件的矿井提供了高效安全开采的经验。     

瞬变电磁法在采空区勘探中的应用

玉泉煤业属于资源兼并重组整合高水害高瓦斯矿井,整合前井田内9号煤层已几乎全部开采（8号煤层踏空）,15号煤层已进行了大范围开采,分布多处大小不等的采空区,9号、15号煤层采空区内聚集了大量老空水,对矿井安全生产存在严重威胁。首采区位于原大花沟老窑采空区内,其采空区边界及积水范围不清,影响着首采面的布置及巷道安全施工。为查明首采区内的老空区边界及积水范围,在地面采用瞬变电磁法进行了勘探,基本查明了老空区边界及积水范围,并通过了井下巷道及钻场验证,对矿井老空区积水的防治提供依据和指导。     

大流量气态CO2防灭火技术在采空区自燃火灾治理中的应用

为了治理采空区自燃火灾,利用CO2进行煤矿井下自燃火灾防治的研究,结合某矿150201综放工作面后部采空区自燃火灾的实际情况,对大流量气态CO2防灭火系统相关设备性能参数和技术工艺进行了详细阐述,对工作面适宜风量配备、采空区注气量、注气强度、注气方式及注气压力进行了计算。结果表明:大流量气态CO2防灭火系统产气量大,完全可以满足煤矿井下采空区防灭火工作要求;CO2灌注工艺参数与N2灌注工艺参数相似,在CO2管路释放口设在采空区的氧化带内的前提下,不会出现CO2从工作面涌出现象;液态CO2是化工厂的副产品,成本较低,有利于在煤矿井下防火工作中推广应用。     

薄煤层快速回采工作面瓦斯综合抽采技术应用实践

针对薄煤层快速回采工作面瓦斯涌出量大,工作面上隅角、回风流等多处局部瓦斯超限现象,采用分源瓦斯分析方法,确定工作面瓦斯来源及含量,并采用本煤层预抽、高位顶板裂隙抽放、采空区插管埋管抽放等综合抽放瓦斯措施,对工作面瓦斯进行综合治理。试验结果表明:综合抽放瓦斯措施分别解决了快速回采期间落煤及采动引起的工作面瓦斯涌出量大、上邻近层卸压瓦斯向采空区大量涌入、下邻层卸压瓦斯向采空区涌入、U型通风工作面上隅角瓦斯聚集和超限问题。薄煤层快速回采工作面瓦斯综合抽采技术能够有效治理矿井瓦斯,不仅实现了薄煤层工作面安全高效开采,同时为类似矿井瓦斯治理提供了借鉴。     

近距离煤层蹬空开采围岩应力及裂隙演化规律

针对蹬空状态下煤层底板岩层完整性与承载力影响制约工作面安全高效开采的问题.以草垛沟矿8201综采工作面为研究背景,通过对8-2煤层下伏11煤巷柱式采空区顶板岩层结构与受载进行分析,建立基于弹性地基假定的顶板-煤柱系统力学模型,推导并解析了顶板岩梁弯曲下沉挠度函数;将工作面底板视为半无限平面体,建立工作面走向不同区段静载...