基于指标气体和红外探测技术的整合矿井火区划分

针对资源整合矿井早期粗放式开采导致采空区大量留煤,易引起煤炭自燃问题,以北祖煤矿4+9煤层为研究对象,通过指标气体试验对火区燃烧情况进行研究并采用红外探测技术对巷道顶煤表面高温区域进行划分,结果表明:CO、C2H4和C2H6可以作为北祖煤矿4+9煤层自燃的指标气体,火区温度在80~110℃,且火区有自北向南扩展趋势。研究结果为打钻探测、堵漏等提供了参考。     

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。     

浅地表大范围漏风测试研究与应用

唐山沟煤矿主要开采8~#和12~#煤层,由于11~#煤层属于容易自燃煤层,在开采8~#和12~#煤层时,采空区漏风状态、强度、遗煤自燃区域与单一煤层采空区开采差别明显,11~#煤层老空区与本煤层工作面采空区相互连通,在负压通风的作用下,客观上加剧了漏风对采空区浮煤自燃的影响程度,改变了采空区自燃"三带"分布规律以及采空区内气体浓度场,同时增大了自燃隐患治理难度。因此,采用六氟化硫(SF_6)示踪气体探测地表、8~#煤层、11~#煤层、12~#煤层之间的漏风规律,从而有的放矢地封堵漏风通道,进而建立煤层自然发火综合防治技术体系。     

上湾煤矿近距离煤层开采自燃防灭火技术

针对近距离煤层群开采所面临的煤层易自燃的难题,以上湾煤矿三盘区12煤层和12上煤层为例,分析了当上覆12上煤层回采完毕后开采12煤层工作面时,采空区遗煤自燃危险因素。建立了自燃预测预报系统,根据煤炭自燃的条件,通过对其自燃机理的分析,制定了从设计源头、工作面回采初始至采终封闭全过程防灭火措施,确保了下覆12煤层的安全回采。     

麻家梁矿4号煤层自然发火规律及防治技术研究

为了研究和掌握麻家梁矿4号煤层自然发火规律,采取煤样进行程序升温氧化实验,得出自燃标志气体应以CO为主和C_2H_4、C_2H_2为辅的结论。利用FLUENT数值模拟软件,对14101综采工作面的采空区自燃"三带"进行初步模拟分析,得出自燃带在距工作面40~65 m区域,提出了在不同开采时期煤自然发火的防治措施。     

近距离上下煤层采空区遗煤自燃综合治理

补连塔煤矿22煤层与上覆12煤采空区的层间距为36~51 m,下煤层的开采易造成上覆煤层采空区的遗煤氧化。22305综采工作面在开采时上覆12煤采空区出现了高温区域。为消除高温区域,采取了地面打钻、钻孔测温、注粉煤灰、注液态CO2、局部封闭工作面注液态N2、注黄泥浆等综合治理措施。治理效果明显,工作面气体指标保持正常状态,确保了工作面的安全回采。     

浅埋近距离煤层群上覆采空区火灾及气体下泄防治研究

针对沙坪煤矿13103工作面浅埋近距离煤层上覆采空区煤层自燃和气体下泄问题,综合利用地面红外探测和同位素测氡等多种方法探测13103工作面上覆采空区自然发火状态,在此基础上用SF₆气体进行漏风通道测定,并采用数值模拟方法分析了CO气体的下泄机理。研究结果表明：煤层自燃倾向性、复杂埋藏条件和老窑火区是发生煤层自燃的主要原因,在标定12个火区中心点和39 077 m²隐患区域基础上,发现地面、采空区火区和工作面三者裂隙相互连接是导致CO气体在工作面后半部分涌入工作面并在回风隅角处聚集的主要原因。同时,研究发现,采用井上下联防联控手段可消除上覆采空区内高温点,使得CO气体浓度稳定在0.05%以下,有效控制了采空区自燃和气体下泄问题,保障了13103工作面安全生产。     

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。     

W1714综采工作面CO气体来源分析

煤层开采期间CO气体产生来源较多,在大多数情况下是因为采空区浮煤自燃产生,但是在宁夏某些矿区,如磁窑堡煤矿在采空区无任何煤自燃征兆的情况下,工作面正常生产期间上隅角就会出现高浓度的CO气体,为采空区自燃指标气体的确定带来了难度。通过对磁窑堡煤矿W 1714综采工作面的现场观测,分析了工作面CO气体的来源,从而可有效地指导矿区防灭火工作。     

下分层采空区瓦斯与煤自燃危险区域判定

为有效预防分层开采时回采期间采空区及上覆岩层瓦斯与煤自燃灾害问题,以数值模拟为主要手段,建立以鹿洼煤矿4301 (2)工作面参数为基础的氧气消耗和瓦斯扩散数学模型,以上下隅角埋管检测数据为辅,建立4301 (2)采空区瓦斯与煤自燃指标气体检测体系,对采空区瓦斯与氧气浓度实施可视化监控,研究鹿洼煤矿4301煤层上覆采空区瓦斯赋存情况。确定了分层开采时下分层采空区危险区域,为工作面灾害防治提供了支持,同时也为下一步有效采取煤自燃与瓦斯防治技术措施提供了依据。     

正压通风矿井易自燃复合煤层综放工作面火灾防治实践

正压通风条件下的易自燃复合煤层开采时容易发生自然发火,严重威胁矿井的安全生产.为了解决正压通风矿井在开采容易自燃的复合煤层综放工作面时所面临的自然发火问题,以大柳塔煤矿复合区12下203综放工作面采空区火灾具体防治实践为例,从工作面的区域位置及开采情况出发,采取架棚区域加固及插管注水、井下高位钻孔与地面钻孔注浆相结合、...     

综放面复杂火区治理及防二次氧化技术应用研究

为有效治理易燃特厚煤综放面在末采铺网期间煤自燃火灾隐患,以潞新公司5243工作面为工程背景,理论和实践相结合分析了末采铺网期采空区自然发火的诱因,预测采空区3~5 m处为易自燃区域位置,并向预测危险区域施工钻孔,采取了灌注三相泡沫大范围覆盖包裹火区浮煤,注氮惰化、提高采空区压能,减少漏风和灌注液态CO2快速惰化降温的综合防治手段,且制定了火区启封后隔氧、惰化、覆盖降温为一体的防二次氧化措施。通过现场应用,实现封闭火区灾害的有效治理和安全启封,保障了工作面采煤设备及支架的回撤。     

综放工作面高抽巷抽放条件下采空区漏风规律研究

高抽巷在解决易自燃煤层综放工作面瓦斯超限问题的同时,又加剧了采空区漏风及其自燃危险性。为了使工作面采空区防火措施更具有针对性,通过现场实测,研究分析了高抽巷抽放条件下工作面采空区漏风规律,对采空区的自燃危险区域分析、采空区有针对性的控风防火措施的制定具有重要的意义。     

近距离煤层群采空区漏风规律及防控措施研究

贵州地区煤层赋存条件复杂,煤层间距小,相邻采空区存在漏风通道的问题。采用SF₆示踪法及重点区域指标气体数据分析法,对发耳煤矿采空区漏风规律及其治理措施进行研究。分析结果表明,由于相邻密闭效果欠佳,导致31004开切眼联络巷及31004工作面回风巷密闭漏风严重。31004采空区漏风通道主要是31004开切眼联络巷密闭及10^#煤层开采过程中对上部7^#煤层采空区造成二次扰动形成的纵向漏风通道;漏风量为83 m³/min,采空区风速约为0.17 m/s。对存在的煤自燃隐患采取了注水降温措施,CO体积分数显著下降至(5~9)×10^-6。为即将开采的50105、50107工作面的煤自燃防控提供了科学依据和管控措施方案。     

补连塔煤矿上覆采空区大面积火区综合治理技术研究

补连塔煤矿三盘区2-2煤层22305工作面回采放顶时,上覆1-2煤层12306采空区内浮煤发生自燃,导致了22305工作面CO超限,工作面停产。在进行火区状况分析后,采用多种方法进行火区治理,但由于采空区漏风严重、火区面积大、火区发展速度快,前期治理并未收到明显成效。后期针对火区特点,对22305工作面进行封闭并采取从地面向采空区灌注液态氮气和液态二氧化碳的措施进行治理,取得了良好效果,有效控制了22305工作面上覆采空区高温区域,使得22305工作面启封后安全回采。     

急倾斜特厚煤层综放工作面防灭火技术研究

神华新疆乌东煤矿+495 m水平B3+6工作面上部存在安宁渠小窑开采史,且B3+6煤层属Ⅰ类易自燃煤层,受井下工作面开采影响,地表裂隙发育、漏风严重。针对+495 m水平B3+6工作面存在的特殊开采条件,利用超前探测、超前注氮、架后埋管注氮、控风堵漏等综合防灭火技术措施,有效地防止安宁渠小窑开采区域、上覆老空区和本采空区遗煤自然发火,确保了该工作面安全回采。     

新维矿8102工作面自然发火防治技术

针对川南矿区近距离煤层群开采过程中面临的自然发火防治难题,以新维矿8#煤层首采工作面为例,通过8102工作面回采期间面临的自然发火危险因素分析,得出高位遗煤与采空区遗煤是自然发火的高危区域。提出以自然发火预测预报为先导,以堵漏控风、开区注氮和高位注浆为核心的综合防灭火技术措施,根本上降低了煤层自然发火概率。回采过程中工作面及采空区各地点CO浓度始终保持在20×10^-6以下,保障了工作面的安全回采。     

寸草塔煤矿22煤层自然发火标志气体及自燃预警值研究

寸草塔煤矿22煤层为变质程度较低的不黏煤,低温氧化条件下CO产生量较大。结合22301工作面煤层赋存的实际情况,通过实验室测试分析,优选了22煤层自然发火标志气体,通过理论计算,构建了工作面正常推采条件下回风隅角CO体积分数值的预测模型,现场实测了采空区自燃火灾关键技术参数,确定了工作面回风隅角CO体积分数预警值,规范和完善工作面回风隅角CO气体超限防治技术。     

综放工作面推进缓慢时期防灭火技术实践

综采放顶煤工作面由于开采工艺特殊,致使采空区留有大量的遗煤,存在遗煤自然发火隐患;本文以四老沟矿8106工作面为实例,在回采过程中因顶板破碎推进缓慢,同时采空区冒落不好漏风严重等原因,导致采空区CO浓度呈上升趋势,表明采空区发生了煤炭氧化反应;通过采取采空区堵漏风、改变工作面通风方式等措施,采空区一氧化碳浓度上升的隐患得到有效控制;确保了工作面的顺利回采,避免了因可能发生采空区遗煤自然发火而造成重大损失;为今后大同矿区石炭二叠系煤层的安全开采积累了经验,值得借鉴。     

易自燃煤层综放工作面回撤期间综合防灭火技术

针对羊场湾煤矿Y162综放工作面的煤层自然发火期仅23 d,存在自燃隐患,基于羊场湾煤矿Y162综放工作面长度300 m、回撤中利用轨道提升等复杂情况,在加强煤自燃预测预报的基础上,为缩短回撤时间,采取筑沙袋墙、充填地表裂隙等措施减少采空区漏风,同时在回撤期间通过2道埋管、架间打钻向采空区实施注胶、注氮及灌浆等综合防灭火措施,回撤期间工作面CO体积分数保持在24×10-6以下,保证了该工作面的顺利、安全回撤。