非间隔式注氮防灭火装置动力参数

针对传统埋管注氮防灭火工艺中存在的重大缺陷：注氮点在采空区空间上存有间隔,氮气未能形成连续性分布,惰化效果差,氮气消耗量大,注氮管不能回收,造成极大的资源浪费,基于采空区注氮管的抗剪切能力优于抗拉能力的原理,设计了旋转牵引方式的非间隔式注氮防灭火工艺,可使注氮点与工作面保持同步位移,发挥最佳注氮效应。根据弹性力学中分析平面问题的相关原理,提出了非间隔式注氮防灭火工艺的动力参数计算方法。利用岩土工程数值模拟软件模拟了燕子山矿采空区注氮管的应力分布状况,并以此为依据计算了动力值。     

非间隔式注氮防灭火工艺管路压力载荷研究

针对传统埋管注氮方式中采空区氮气分布不连续惰化效果差,管路资源浪费严重等重大缺陷,设计了非间隔式注氮防灭火工艺,可使注氮点与采煤工作面保持同步移动,实现了采空区中氮气的连续性分布,并且能回收注氮管材。采空区注氮管表面所受压力载荷大小计算方法的研究是成功实现非间隔式注氮防灭火工艺的基础。根据弹性力学中解平面问题与结构力学中两端固支梁结构的相关原理,分别推导并提出了采空区注氮管表面压力载荷的计算方法,分析了影响采空区注氮管表面压力载荷的因素。结合林南仓矿现场数值模拟结果,计算出综采工作面采空区注氮管表面的压力载荷。结果表明,两种计算方法所得的计算结果比较接近,在可接受的范围内,均是合理可行的。     

综放面回收防灭火措施及实践

介绍了徐庄煤矿 72 3 5综放面回收期间煤炭自燃 ,采用局部通风、采空区埋管注浆和注氮、顶煤打钻注凝胶等综合防灭火措施及效果。     

段王煤矿防灭火注氮系统设计

段王煤矿所采的8+9号和15号煤层具有自然发火不稳定的特点,单靠注凝胶或灌浆难以有效控制火区。采取注氮防灭火可抑制煤炭的氧化自燃,利用埋弯管注氮方法向采空区注氮,将采空区25m及其内部处的O_2浓度降至8%以下,形成N_2惰化带,可抑制采空区煤炭自燃,达到防灭火的目的。     

拖管注氮防灭火技术在常村煤矿的应用

为有效治理回采工作面采空区发生的自燃灾害,对现行注氮系统进行了升级改造,不仅提高了井下注氮能力,还改变了注氮工艺,将埋管式改装为拖管式,连续大量地向采空区压送氮气,对其实施大范围、大高度的贫氧惰化。实践表明:向采空区氧化带压入大量氮气,可以延长煤炭的自然发火期,对于采空区内部已经产生的高温点也可使其氧化进程得以弱化而逐渐消失。此项技术不仅提高了氮气的利用率,还大大降低了防灭火成本,取得了良好的应用效果。     

注氮防灭火技术在黄陵二号煤矿的首次应用

针对黄陵二号矿408采空区自燃征兆,分析了主要原因,介绍了注氮防灭火的技术措施。实测的采空区O2浓度、CH4浓度等惰化指标表明:注氮防灭火技术对于408采空区自然发火防治效果显著。     

注氮对采空区松散煤体中气体分布的影响

通过分析采空区原有气体的运移特征,得出影响采空区注氮效果的主要影响因素;再通过建立采空区注氮防灭火惰化数学模型,利用FLUENT软件对数学模型进行解析模拟,同时结合煤矿现场实际情况进行验证,研究了注氮口位置及注氮量对于采空区"三带"变化的影响过程。     

综放工作面氮气防灭火技术分析

乌兰煤矿综放工作面所采的3#煤层具有自然发火倾向,因采空区垮落高度和空间体积较大,单靠注凝胶或灌浆难以有效控制火区。采取注氮防灭火可抑制煤炭的氧化自燃,利用抽放本煤层的废弃钻孔、采过的石门密闭及下隅角向采空区注氮,形成N2惰化带,可抑制采空区煤炭自燃,达到了防灭火的目的。     

基于采空区流场的遗煤自燃危险区域判定及复合惰化技术研究

采空区遗煤自燃火灾是影响煤炭生产安全的主要灾害之一。基于Fluent数值模拟技术,构建采空区三维物理模型,模拟研究了采空区流场立体分布规律,并以O2体积分数为判别指标划分了采空区遗煤自燃危险区域;通过分析采空区遗煤空间分布规律及不同惰性气体的惰化特性,提出了综放工作面采空区复合惰化技术,即高位压注CO2和低位压注N2,并与单一气体惰化技术进行了对比研究。结果表明:复合惰化技术相较于单一气体惰化技术有着更好的防灭火效果;在工程应用中,各监测点CO体积分数在短时间内均降低到2.4×10^-5以下,压注惰气期间防灭火效果良好。     

提高注氮防灭火效果的技术应用研究

采用注氮与调集相邻采空区以高浓度瓦斯为主的“惰气”相结合,治理采空区煤层自然发火,可快速提高采空区惰化度,并减少惰气(高浓度氮和高浓度瓦斯)流失,实现快速、经济防灭火。     

采空区自然发火的能量迁移理论

根据能量守恒原理提出采空区自然发火的能量迁移理论,建立采空区能量平衡方程,推导出采空区最高温度预判方程以及工作面最小安全推进速度计算方程。结合某煤矿31005工作面现场情况,分析推进速度、工作面风量以及注氮等因素对采空区最高温度和工作面最小安全推进速度的影响。结果表明,加快推进速度、减小工作面风量以及增大注氮量都能有效降低采空区自然发火危险,但随着推进速度的增大,注氮所起的防火作用减弱;减小风量或增大注氮量都会使最小安全推进速度减小,从而有利于采空区防火。     

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。     

红旗煤矿1510辅助系统注氮启封火区技术研究

采空区发生煤炭自燃不仅会威胁到工人的安全,还会引发瓦斯爆炸,造成严重后果。注氮防灭火技术作为煤层自燃防治手段之一,可以降低采空区内部氧气的浓度,缩小氧化带范围,降低事故率。本文对红旗煤矿1510辅助巷火区治理工作的成功经验进行总结分析,分析了氮气防灭火作用原理,通过分析1510辅助巷火区注氮方案,观测注氮后的数据,分析注氮前后火区的变化规律,从而得到一套安全可靠的同类型火区的注氮防灭火技术。     

薄煤层无煤柱开采综合防灭火技术

为了确保晋华宫8209无煤柱工作面在过留巷段期间的安全回采,分析了过留巷段前和过留巷段后采空区漏风与传统开采方式采空区漏风的区别,发现后留巷段后采空区处于一种开放式状态,增加了采空区的漏风量.为此提出了加强预报、喷洒阻化剂、进风顺槽端头封堵、采空区注浆注氮综合防灭火技术,其中进风顺槽端头封堵后采空区漏风量由175 m3/min降低到60 m3/min^90 m3/min,注氮9 d和10 d后5209巷回风流中CO和C2 H6气体浓度分别从0.0014%和0.0628%降到0.该综合防灭火技术有效防止了采空区自燃事故的发生,为无煤柱开采采空区防灭火提供了借鉴.     

碎软煤层坚硬顶板综采工作面自燃“三带”分布与注氮参数研究

为了解决碎软突出煤层坚硬顶板条件下,综采工作面采空区自燃"三带"划分及注氮参数设计与优化的问题,在进、回风巷布置埋管实测进、回风侧自燃"三带"并采用数值模拟、图像处理相结合的方法确定采空区中部自燃"三带"分布,并给出了注氮参数。研究表明:在碎软煤层坚硬顶板条件下,采空区散热带和氧化带宽度都明显变宽,最佳注氮口在散热带和氧化带交界处,但该位置埋深较深,拖管注氮存在困难,可通过增加注氮量减小注氮深度在注氮管埋深30 m处注氮,最佳注氮量为600~800 m³/h,采空区CO分布与自燃"三带"分布呈对应关系,24311工作面最小安全推进速度为1.89 m/d,工作面安全通风量为119 m³/min。     

复采综放工作面火灾原因分析及防灭火措施

分析了红会一矿复采综放工作面的3起火灾事故,通过研究分析堵漏风、直接消除可燃物、注水降温、布孔注浆和注氮防灭火的作用、缺点及适用条件,提出了小煤矿采空区采取复喷复灌堵漏、预插管火区预测预报、爆破弱化区域采前预灌等预防小煤矿破坏区自燃措施,以及消火道或钻孔高位注浆、喷浆包帮包底堵漏消除工作面内火灾、预埋管低位注浆、高位注氮消除采空区火灾的治理方案。     

复杂地质条件下综放工作面火灾治理

针对安平煤矿15112综放工作面上覆为旧火区的特殊地质条件,分析了发火原因及治理难点,采用了向工作面采空区注氮及地面打孔注浆技术,对火区进行了治理,启封后通过持续向工作面及上覆采空区注氮、工作面上下端头封堵等综合措施,有效的防止了火区复燃,确保了该工作面的正常生产。     

0913工作面采空区自燃“三带”范围的确定

通过分析预先埋束管测定的采空区O2及CO浓度的变化,确定出采空区自燃"三带"的范围,为预防采空区火灾的发生及防治提供数据支持,为工作面的安全生产奠定基础。