浅埋深煤层采空区自燃危险区判定及防治技术

浅埋深煤层工作面在开采过程中受采动影响更易产生与地面连通的裂隙，从而导致采空区漏风供氧增加、遗煤自然发火隐患增大。为尝试解决这一问题，以李家塔煤矿2号煤层首采1201工作面为研究对象，现场实测了工作面通风参数、采空区内进、回风两侧氧气体积分数的变化规律；CFD仿真模拟了不同供风量下采空区内部自燃危险区域的分布特征；并在此基础上提出了氧化区惰化降温、漏风区域控风堵漏、覆盖遗煤阻隔煤氧化反应“三位一体”的采空区遗煤自燃综合防灭火技术措施。结果表明：1201工作面采空区自燃危险分布范围为：进风侧86～222m，回风侧54～156 m。     

复合采空区遗煤自燃极限参数变化及危险区域判定

特厚煤层采用分层综放开采时,上分层遗煤易发生二次氧化,致使煤自燃预防和治理的难度加大。为了准确判定下沟矿ZF1801工作面上、下分层采空区遗煤自燃危险区域,通过程序升温实验分析4#煤层煤的自燃极限参数,并根据气体监测数据判定采空区遗煤自燃危险区域。研究结果表明:4#煤层煤的耗氧速率和放热强度随温度的变化均符合高斯型函数关系;随遗煤厚度的增加,下限氧气体积分数逐渐降低,而上限漏风强度逐渐升高;当遗煤厚度一定,温度达到90℃时二者的极限参数最低;遗煤自燃危险区域在ZF1801工作面下分层采空区回风侧20～125 m、宽105 m,在上分层回风巷、进风巷侧0～40 m、宽40 m;当ZF1801工作面推进速度低于2.34 m/d且停采28 d以上时,采空区存在自燃危险。研究结果可为下分层综放工作面末采期间采空区自燃危险区域判定提供参考。     

深井自燃煤层注复合惰气防灭火技术研究

唐口煤矿5306工作面在停采撤面期间采空区内部极易发生遗煤自燃,常规防火成本高,因此,提出采用复合惰化气体用于采空区遗煤的防治工作。结果表明:采用复合惰化气体后采空区遗煤自燃得到有效防治,同时其防火成本也得到了极大的降低。     

汝箕沟矿高瓦斯综放面采空区自燃危险区域判定方法

高瓦斯矿综放面采空区自燃严重威胁着矿井的安全开采。根据大型煤自燃发火实验测定的松散煤体放热强度和耗氧速率,通过测定采空区氧浓度分布状况,推断出采空区漏风强度分布规律。根据能量守恒原理,结合采空区实际的浮煤厚度、漏风强度和氧浓度的分布,提出了采空区遗煤自燃极限参数的计算方法,构建了煤自燃危险区域判定的必要条件。根据采空区氧化升温区的宽度和遗煤最短自燃发火期,提出了能引起自燃的最小推进速度计算方法,从而提出了高瓦斯矿综放面采空区自燃危险区域判定条件和方法,对预防高瓦斯综放面采空区遗煤自燃具有重要的指导意义。     

浅述综采结束面综合灭火法

张双楼煤矿7425综采结束面停采线向里10m存在断层,造成采空区大量遗煤,并且遗煤发生氧化。为防止该结束面采空区遗煤自燃,在工作面结束前期预埋注浆管路,工作面结束后在进风侧隅角施工挡风墙,并采取灌浆以及高位钻孔灌注MEA防灭火剂,消除采空区遗煤自燃隐患,保证工作面安全拆除和封闭。     

高位钻孔注水处理采空区遗煤氧化

介绍了张集煤矿9360综采拆除面采空区遗煤氧化的原因、高位钻孔注水的参数以及控制遗煤的氧化过程．对开采自燃煤层矿井处理采空区遗煤氧化具有一定的借鉴作用。     

超长综采工作面撤架期间煤自燃预测及防控技术研究

为治理济宁二号井9303超长综采工作面撤架周期长、采空区遗煤量大、存在漏风等问题导致的采空区煤自燃,基于数学建模、程序升温试验、现场原位监测相结合的方式,研究了适合超长工作面撤架期间煤自燃预测与防控一体的综合防治技术。根据已有的对推采期间上隅角CO预测研究与现场条件推演停采撤架期间上隅角CO浓度数学模型;通过程序升温-色谱分析试验获得采空区遗煤氧化升温过程中CO与C_2H_4的生成规律;依据煤自燃危险区域判定理论对采空区自燃"三带"分布进行现场观测,通过上隅角CO浓度预测数学模型、采空区束管监测数据以及工作面参数计算得到上隅角CO预测浓度,判断采空区遗煤自然发火危险性;最后结合预测结果、工作面发火特点以及煤自燃防治工作经验,提出封堵减漏、惰化降温等防控措施。结果表明:遗煤氧化升温的临界温度为60～80℃、干裂温度为110～130℃、采空区遗煤氧化升温标志气体随温度变化呈类指数增长;常温、临界温度、干裂温度三个特征温度对应的上隅角CO体积分数预测范围分别为:≤36.30×10~(-6)、(410.02～1 758.05)×10~(-6)、(12 264.33～38 197.95)×10~(-6);通过上隅角CO浓度预测与现场监测值对比分析,成功预测了停采撤架期间采空区煤自燃程度,所提出的针对性防控措施成功消除了煤自燃隐患,保证了撤架工作的顺利进行。     

青云矿综放工作面支架回撤防灭火技术实践

综放工作面采空区遗煤多,煤炭自然发火周期短且漏风严重情况下易造成遗煤自燃。基于此,文章提出工作面末采阶段,在进回风巷设置隔离墙和挡风帘,向采空区内部灌注惰性气体和胶体,阻止向采空区内漏风;停采撤架期间,向采空区内部灌注氮气、液态二氧化碳和浆液,实现对遗煤的堕化降温。结果表明,该方法能够有效降低采空区漏风强度,防治采空区遗煤自燃。     

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...     

1503综采工作面自燃危险区域判定技术研究

为了有效预防、控制百贯沟煤矿1503综放面采空区遗煤自然发火隐患,通过在采空区内埋设温度传感探头测温和铺设束管取样分析,掌握了采空区内遗煤的自燃氧化过程;利用氧气、一氧化碳等气体和温度相结合的方法合理划分了"三带"范围,圈定了采空区自燃危险区域及其形态等,为深入分析采空区遗煤自然发火危险程度、有效采取防灭火措施等提供了科学依据。这种现场观测方法简单、易采用,可以准确划分采空区的自燃危险区域,为工作面的防灭火工作提供科学依据。     

易自燃煤层回采工作面防灭火技术

针对色连二矿12205工作面临时停采以及后期恢复开采的特殊情况,分析了工作面采空区发生煤自燃的压力,并在停采和恢复开采期间制定相应的防灭火措施。根据该矿煤的易自燃特性以及采空区特殊的遗煤情况,在临时停采期间,制定了"以减少采空区漏风为主,降低采空区氧气浓度相辅助"的防灭火技术体系;恢复开采后,通过提高开采速度,加快"三带"的更迭,并采用多点连续注氮的方式降低采空区氧气浓度,防止采空区遗煤发生氧化自燃的危险。结果表明,临时停采和恢复开采的防火措施发挥了重要作用,12205工作面安全恢复生产。     

综采工作面采空区遗煤自燃防治技术研究

为解决11-F301综采工作面采空区遗煤低温氧化导致的温度偏高、CO超标问题,通过分析采空区遗煤自然发火原因,制定防止遗煤自然发火的综合防治措施.实践结果证明,采取综合防治措施后,距离工作面100 m范围的采空区未发生温度明显升高,煤层自燃标志性气体无明显增加,工作面及回风流CO浓度均在1×10-5以下,综合防治措施效...     

余吾矿S5203综放工作面初采期间瓦斯和火防治技术

为了确保采面生产安全,针对S5203综放工作面开采初期采空区内遗煤量多造成上隅角瓦斯涌出量大以及遗煤自然发火风险高等问题,提出瓦斯、火灾协同治理技术措施。主要成果为:①采用采前预抽、水力压裂顶煤、地面钻孔等措施可降低采面回采初期采空区瓦斯涌出;②在切眼通过150 mm大孔径钻孔将高抽巷与顶煤、采空区联通,可对顶煤卸压瓦斯以及采空区瓦斯抽采,提前发挥高抽巷瓦斯治理作用;③采用强化束管监测、切眼围岩喷洒阻化剂以及采空区注氮措施预防采空区遗煤自燃。采用综合防治技术后采面初期开采时上隅角瓦斯浓度在0.4%以内,采空区遗煤自燃未有发火征兆,确保了采面回采安全。     

下石节矿采空区自燃“三带”研究

通过现场观测,得到下石节矿综放面采空区遗煤厚度分布、氧气浓度分布等参数,根据自燃危险区域判定理论,划分出采空区"三带"及易自燃区域的分布,为自燃防治奠定了基础.     

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。     

砚北煤矿特厚易自燃煤层邻近采空区瓦斯抽采与煤自燃耦合研究

砚北煤矿特厚易自燃煤层采用分层开采，在工作面推进过程中因周期来压造成工作面上隅角瓦斯瞬时超限，目前主要通过瓦斯抽采解决该问题，但邻近采空区抽采易引起采空区漏风，可能导致遗煤及下分层煤发生自燃。为分析采空区瓦斯抽采对遗煤自燃的影响及优化抽采参数，编制了瓦斯抽采、漏风、氧化升温耦合脚本文件，建立了邻近采空区瓦斯抽采耦合氧化升温数值计算模型，并利用该模型模拟了不同抽采条件下邻近采空区瓦斯浓度分布、温度分布及氧气浓度分布规律，综合考虑抽采效率和防止煤氧化自燃，研究结果表明：抽采钻孔高度35 m、抽采负压7 kPa时瓦斯抽采效果最佳。研究结果可为特厚易自燃煤层工作面上隅角瓦斯治理及邻近采空区瓦斯抽采设计提供技术参考。     

复杂条件下采空区一氧化碳泄漏防治技术

徐州矿务集团有限公司三河尖煤矿7451工作面采空区密闭墙压裂后造成采空区漏风,导致采空区内遗煤氧化,并向外泄漏CO。针对现场复杂的通风系统,采取均压及注高水材料充填等综合防灭火措施,抑制采空区遗煤自燃及CO泄露。     

CO涌出预测数学模型的应用

对于实验室煤样低温氧化实验条件和现场工作面采空区实际既定通风与工作面几何参数条件,可以利用相似准则,建立基于实验条件下采空区CO涌出预测的计算数学模型,并把模型应用到现场工作面。采空区遗煤自燃与采空区漏风量有关,通过FLUENT软件对北皂矿4402工作面采空区漏风流场进行数值模拟,解算出造成采空区遗煤自燃的那部分漏风量,为应用模型较准确的推出现场采空区CO涌出预测的指标范围提供了条件。     

凝胶泡沫材料在矿井防灭火中的应用

综放工作面采空区条件复杂,容易发生遗煤自燃,是矿井开采中安全管理的重点和难点,必须采取针对性的防灭火措施。通过分析研究,选取合适的发泡剂和稳泡剂制作凝胶泡沫防灭火材料,在山西某矿4153工作面综放工作面采空区进行现场应用。凝胶泡沫材料对减缓采空区遗煤的氧化放热速率,抑制采空区遗煤自燃有良好的效果。     

皇后煤业15105工作面采空区自燃三带划分技术研究

煤矿开采过程中的煤层自燃是影响工作面安全开采的重要因素之一,即使在自燃倾向性很小的煤层,也会因为开采深度、开采方式、埋藏条件等因素,存在较大几率的煤层自燃危险。以盂县恒泰皇后煤业15105工作面为研究对象,进行采空区煤自燃三带现场观测,分析不同推进处遗煤自燃情况随时间、气体的变化规律,从而对煤自燃三带进行划分,确定出采空区遗煤自燃危险区域。