平煤集团自燃矸石山灭火工程实践

为了有效治理平煤集团矸石山的自燃,对矸石山火灾的灭火方法、灭火材料以及灭火系统设备进行了选择,并确定用以灭火的浆液中的粉煤灰和黄土比例为1:2,注浆量为1～2 t/m2,钻孔间距一般取1m,钻孔深度为2.5 m;对自燃矸石山的注浆灭火应遵循自下而上、由外到里、从低温区到高温区、从氧化区到燃烧区的原则.注浆结果表明:在注浆后的第5天,自燃的矸石已经熄灭,着火区的温度一般在20 d左右即可降至30～40℃的正常温度.     

矸石山自燃危险性评价及治理技术

为简便快捷地评价矸石山的自燃危险性并实施有效的防治措施,以煤矸石的自燃倾向性、漏风供氧、聚热散热和外界条件为指标建立了矸石山自燃危险性评价指标体系,运用该指标体系对白家庄矿矸石山的自燃危险性进行了评价.结果表明,该矸石山自燃危险性高,为易自燃矸石山,采用红外热成像技术和钻孔测温相结合的方法对矸石山进行了火源探测,进而采取覆盖剥离、注浆灭火和注浆封堵相结合的措施对其进行治理.通过治理,矸石山内部温度从390℃降到80℃以下,达到了相关规范的要求.     

郭家河煤矿矸石山自燃形成机理及治理方案研究

陕西省是我国的产煤大省,伴随煤炭资源的开采形成大量的矸石山,部分矸石山因排矸工艺、处理方式不当而造成矸石山自燃,产生大量的有毒有害气体,严重威胁当地群众生命安全,也造成了严重的环境污染。以陕西郭家河煤矿矸石山自燃治理工程为实例,分析矸石山自燃形成机理,并对其治理方案进行比选研究,确定有效的治理方案,指导工程实施,为其他煤矿矸石山自燃灭火工程提供参考。     

煤矿矸石山灭火治理与自燃预警技术研究

为有效治理煤矿矸石山的自燃及防止灭火后的矸石山二次复燃,从矸石山自燃原理、灭火方法和灭火材料选择等方面进行了分析。以石灰、黄土、粉煤灰、电石渣为注浆材料,采用注浆法和自主研发的温度在线检测、远程无线传输和温度超限报警的自燃预警技术装置,对寺河煤矿自燃矸石山进行了灭火和自燃预警应用,取得了良好效果。     

王台铺煤矿徐家岭矸石山自燃火区的探测与治理

针对王台铺煤矿徐家岭矸石山自燃现象严重和频繁复燃的问题,采用热成像仪、热电偶及微风仪相结合的综合探测技术确定了矸石山内部火区及主要漏风通道的位置和范围,提出了黄土覆盖及深、浅孔注浆相结合的综合治理方案,并对注浆前后矸石山内部温度及相关指标气体含量的变化进行了对比分析。结果表明,徐家岭矸石山着火点有3处,其中两处位于矸山坡面,一处位于坡顶,过火区总面积为4 300 m~2;确定了注浆材料中黄土、石灰和粘稠剂的体积百分数依次为60.4%、39.2%、0.4%,水料体积比为4∶1;注浆后矸石山内部温度降至100℃以下,SO_2、CO等有害气体含量也分别降至20 ppm、50 ppm以下,矸石山灭火效果理想。     

基于系统测温的矸石山自燃状况评估方法

为了解决自燃矸石山治理过程中的测温难点,准确评估其火情状况,与工程实践相结合,建立了一套系统测温方法。系统测温方法按温度级将自燃矸石山划分为4个区:防控区、临界区、蓄热区以及发火区;测温从水平和垂直2个方向逐渐逼近高温区,直至锁定矸石山内部发火区。应用该方法对乌海美方矿1座矸石山进行系统测温,依据测温结果准确判定出防控区、临界区、蓄热区及发火区,其中,发火区及蓄热区作为灭火施工的重点区域,主要位于边坡中上部。研究认为,该方法省时省力地评估了矸石山的自燃状况,测温评估结果直接指导自燃矸石山的灭火施工。     

煤矿矸石山自燃治理技术研究与实践

为了有效防治煤矿矸石山的自燃,以白芨沟煤矿南四矸石山自燃火区为研究对象,根据矸石山的自燃特点,采用红外成像技术及远程温度监测技术对煤矸石自燃范围和程度进行了探测,根据测定的矸石山深孔及浅孔的温度分布情况,制定并实施了以“黄土覆盖、黄土隔离和灌注泥浆”为主的综合治理技术措施,有效抑制了煤矸石火区的供氧,阻止了火区的进一步发展,并通过降低火区高温直接灭火,且消除了井下影响2521工作面上隅角的CO,有效保证了工作面的安全回采.     

矸石山自燃危险分区及治理措施研究

煤矸石是采煤及洗煤过程中产生的废弃物,在长期堆放过程中易引发自燃。根据矸石自燃不同阶段温度及危险程度的差异,矸石山可划分为不同的治理区,如何辨证施治是矸石山治理的重点和难点。以陕西麟游郭家河煤矿矸石山治理项目为依托,采取物化探测与地质手段相结合的方法划分矸石山的自燃治理分区,根据自下而上、由外到里、由低温向高温的围困灭火治理思路,通过方案比选及治理后效果,确定注浆灭火+表面喷浆+覆土+边坡治理+绿化的综合治理方案行之有效。     

玉泉煤业矸石山自燃火区治理技术

根据矸石山自然发火特征,对矸石山自燃火区进行划分,提出了针对性的治理方案,形成了系统的矸石山自燃火区治理技术。高温区域采取挖掘火源法、表面封闭压实法进行治理;高浓度低温区域采取表面封闭压实、注浆液法进行治理;内部火区采取注浆液法进行治理。治理结果表明:矸石山表面空气中CO浓度、H2S浓度分别降至24 ppm、6.6 ppm以下,矸石山表面未出现温度异常区域,矸石山内部温度最高为70℃,符合《煤矿矸石山灾害防范与治理规范》要求。     

煤矿矸石山自燃火区判定技术

在结点红外测温基础上应用改进谢别德插值法,并借助计算机软件对矸石山地表温度进行计算分析,得出地表高温区域分布;以煤矸石自燃标志性气体浓度为指标,利用多参数气体检测仪对地表高浓度区域进行判定;最后采用"先疏后密"的方式施工探测钻孔,逐步锁定矸石山内部火区,从而形成一套完善的矸石山自燃火区判定技术并应用于山西盂县玉泉煤矿。     

高瓦斯近距离煤层群易自燃工作面回撤防火关键技术研究

为了确保屯宝煤矿10115工作面安全回撤,通过采取注氮、注浆、堵漏风、自燃预测预报等多种方法,对10115工作面撤架密闭期间自燃综合防治措施进行研究,结果表明：终采撤架期间和撤架密闭后,CO、O2、CH4等气体指标都处于较安全的范围内,说明采取的综合防灭火措施对采空区遗煤低温氧化起到很好的防治效果。     

易自燃综放工作面快速拆架综合防灭火技术措施应用研究

针对官地矿易自燃煤层28417综放工作面拆除期间易着火情形,分析了造成自燃发火的危险因素,提出一条双通道快速拆架综合防灭火新思路,在官地矿28417综放拆架面采用人工-传感器联合监测、均压减漏风双通道快拆、注浆降温、注氮惰化、阻化剂喷洒隔绝等综合防灭火技术措施防治矿井火灾.结果表明:通过综合技术措施的实施,支架后部采空...     

小煤柱综放工作面相邻采空区自燃灾害综合治理技术

针对小煤柱综放工作面相邻采空区存在漏风大、遗煤多,易引发采空区遗煤自燃的问题,提出由采空区自燃观测系统、小煤柱加固堵漏及向采空区灌注无机防灭火材料所组成的采空区自燃灾害综合治理技术,并在阳煤一矿81303综放工作面相邻采空区进行了工程实践.结果表明,采用以小煤柱加固堵漏与采空区注浆为主的自燃灾害综合治理技术后,原采空区...     

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。     

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。     

双马煤矿4-1煤层自然发火标志气体及临界值研究

双马煤矿主采煤层具有自然发火期短、易自燃等特征,为确定合理的煤自然发火预测预报指标,以该矿主采的4-1煤层为研究对象,采用实验分析、现场测试和统计分析等方法,对4-1煤层自然发火标志气体及临界值进行了研究。根据4-1煤层煤样氧化实验与现场实际观测,优选出4-1煤层自然发火标志气体,确定了综采工作面上隅角CO体积分数安全管理值及自燃临界值。在此基础上,建立了煤层自然发火分级预警响应与防灭火技术管理体系。结果表明:CO、C2H4、C2H2、C3H8是双马煤矿4-1煤层自然发火标志性气体;Ⅰ0104105工作面上隅角CO体积分数安全管理值为60×10^-6,自燃临界值为430×10^-6;对应建立了煤层自然发火蓝色(Ⅰ级)、黄色(Ⅱ级)、橙色(Ⅲ级)、红色(Ⅳ级)4级预警响应体系。     

阳城煤矿3301综放工作面初采期间防灭火实践

为防治阳城煤矿3301综放工作面初采期间由于推进速度慢、采空区遗煤多和漏风严重等导致的采空区自燃,结合矿井实际,提出了加快工作面推进速度、调整工作面风量、减少漏风、注胶、注惰性气体和喷洒阻化剂等综合治理措施。结果表明:采取综合治理措施后,3301综放面回风流中CO体积分数由治理前最高的501.25×10-6降低至17×10-6,保证了该工作面初采期间的安全回采。     

潞宁矿区2~#煤层自燃指标气体优选的试验研究

以潞宁矿2#煤层煤样为研究对象,通过程序升温试验,研究不同气体在煤氧化过程中的变化规律,具体分析了CO、C2H4、CO/CO2体积分数随温度变化特性。试验结果表明:潞宁矿区2#煤层煤产生CO的临界温度为30℃,从80℃开始CO体积分数呈持续稳定上升趋势,C2H4出现的温度为160℃左右,CO/CO2体积分数比从80℃时生成速率迅速增加。因监测中难以准确分析气体在采空区的真实体积分数,所以同一组气样体积分数比对于预测煤自燃具有重要意义。因此,潞宁矿区2#煤层检测煤炭自燃的标志气体应以CO为主,CO/CO2为辅。当煤温达30℃时,应加强CO体积分数监测;当CO体积分数达1.8×10-5,CO/CO2体积分数比为1时,应发出煤炭自燃预警并采取有效的防灭火措施。     

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。