复杂地质构造综放工作面停采撤架期间防火技术

针对济宁二号井10301综放工作面复杂地质情况,从煤自然发火条件出发,分析了10301综放工作面末采撤架期间采空区、两巷发生遗煤自燃的原因。根据该工作面的实际情况和防火技术特点,提出了"深部控氧,浅部控温,减氧抑温"的防火总思路,制定了轨、运两端头铺设风筒布、注水玻璃胶体材料、注氮、注液态二氧化碳等防火技术。实践证明,该套技术措施有效保障了10301工作面支架的安全回收。     

矿山生命信息探测仪在事故救援中的应用北大核心

针对矿山垂直救援过程中,信息采集单一、可视化程度低等问题和技术难点,采用多媒体采集、多元信息融合、有线兼无线传输、通信电路本安型控制等技术方法,研发了一套可深入长距离钻孔的生命信息探测系统,并在山东省临沂市平邑县万庄石膏矿坍塌事故及山东省栖霞市笏山金矿爆炸事故中成功应用。现场救援应用效果表明:生命信息探测仪可靠性强,信息传输稳定,具备视/音频及井下环境参数采集与同步传输功能,实时将探测到的多媒体信息反馈至地面救援指挥部,并将信息自动保存到终端设备,为制定科学的救援方案和后期事故总结提供参考资料。     

煤层群上保护层开采保护效果现场考察

针对新庄孜矿B组煤多层突出煤层开采过程中,大剥皮式的保护层开采方式造成保护范围逐层减小、可采出量严重损失等问题,根据巷道实际布置情况分别选择3个合适位置施工考察钻孔,对B8煤66208工作面开采过程中,B6煤层倾向和走向方向上的瓦斯压力、瓦斯含量和煤层变形进行现场考察。确定B8煤倾向上部、下部卸压角分别为79°和86°,走向方向卸压角75°,实际卸压角均比理论值大,保护范围也发生了扩界。B8煤层开采后B6煤的透气性系数相比原始煤层透气性系数增加了902倍,瓦斯压力和瓦斯含量分别降至0.22 MPa和2.43 m~3/t,B6煤层消突效果显著。     

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。     

松散煤体自然发火过程氡析出及运移规律

火源精准探测一直是煤火灾害防治方向的世界性难题,而同位素测氡是火源精准探测的主要研究方法。为了解采空区火源位置分布及发火情况,基于煤自然发火实验台研究松散煤体发火过程中氡析出及运移规律。为减小测氡过程对自然发火实验影响,设计局部气体循环系统,控制实验取气量,获得松散煤体自然发火过程中氡活度浓度沿轴线分布规律;通过数据筛选及统计分析,获得同一温度条件下氡活度浓度沿轴线分布规律;根据氡活度浓度分布理论,推导实验台轴线方向氡分布方程;基于同一温度条件下氡活度浓度沿轴线分布规律及氡分布方程,获得松散煤体自然发火过程中氡的运移规律,确定真实反映氡析出与煤温关系的节点位置;通过松散煤体单元划分及氡析出理论分析,推导松散煤体氡析出随发火时间的对应关系;基于实验分析和理论推导,获得氡析出与发火时间的变化规律。结果表明:松散煤堆自然发火过程中,沿轴线方向松散煤体内氡运移主要以渗流为主,当T_(max)50℃时,渗流影响范围为0L175 cm,其中L为与进风口的距离;当T_(max)≥50℃时,渗流影响范围减小为0L125 cm,多种运移方式耦合作用范围为125L175 cm,可为采空区发火位置判断提供依据;在一定温度范围内,氡析出随煤温升高呈指数增长,且存在临界温度值,可为松散煤体发火程度判断提供依据。     

特厚煤层综放工作面不同漏风源位置对自燃带分布的影响

为更好地掌握相邻煤层开采过程中特厚煤层综放工作面不同漏风源位置对自燃"三带"分布的影响。根据工作面实际情况,建立了不同漏风源位置的采场物理模型,并且利用UDF编译了采空区O_2衰减源项及遗煤区、垮落带和断裂带的孔隙率和渗透率。以此为基础,借助数值模拟方法对漏风源位于(30,-80,47)、(30、0、47)、(30、80、47)3处的自燃"三带"分布进行了分析。结果表明:漏风源位于进风侧采空区时,窒息带面积最小;漏风源位于采空区中部时,散热带面积最小;实际应预防浮煤层自燃带范围为进风侧24.1~127.2 m,回风侧18.5~84.3 m,采空区中部18.5~84.3 m。