易自燃煤层条带复采面掘进中综合防灭火技术实践

条带复采面终采线附近煤体已经松动破碎,老巷、采空区丢有浮煤,进风巷与回风巷间距较近,易造成漏风,引起自然发火。在终采线、老切眼和煤柱集中进风巷前后15 m对巷道顶、帮进行全断面的喷浆,利用井下移动灌浆装置注黄泥浆和粉煤灰,彻底隔绝向老巷的供氧,消除自然发火。实践证明该综合防灭火技术在易自燃煤层条带复采面掘进中效果良好。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷综合防火技术研究与实践

塔山矿首次在8204工作面实验6 m区段煤柱开采,通过在开采前、中和后期的研究与实践,所制定的地表裂隙充填、巷道喷浆、旁路式注氮、邻近采空区灌注黄泥固结剂、煤柱侧巷道注马丽散等综合防火技术。消除区段煤柱工作面容易受采空区漏风影响所产生的自然发火隐患,保障工作面的安全高效回采,确保工作面生产过程中采空区气体处于稳定状态。     

长壁综采面煤柱自燃综合防灭火治理技术

针对内蒙古察哈素煤矿31303长壁工作面高应力条件下,辅运回风顺槽煤柱自然发火情况,系统分析了自然发火的原因,利用封堵喷浆煤壁、三相泡沫对煤柱高温区域进行惰化降温、固化松散煤体以及筑密闭墙形式的综合防灭火措施,解决了因巷道风压差过大引起的漏风问题,消除了高温氧化煤柱的危害,保证了31303工作面的正常安全回采。     

区段煤柱渗透性分析与防火效应研究

煤柱宽度大小不仅影响巷道的稳定性,而且对煤柱漏风也有重要的影响。针对4103轨道巷煤柱条件,采用理论分析、数值计算与现场观测验证相结合的方法,分析稳定性前提下煤柱宽度与其渗透特性的关系,提出预防煤柱自燃的合理煤柱宽度计算公式。理论分析表明:煤柱的最小宽度与其渗透特性以及漏风压差成正比,煤柱的透气性系数越大,需要阻止煤自燃的煤柱宽度越宽;煤柱两侧漏风压差越大,控制漏风引起煤柱自燃所需的煤柱越宽;从维持巷道稳定、控制巷道围岩变形在合理范围内,以及防止煤柱漏风诱发自燃的综合结果看,煤柱宽度至少7 m。现场巷道变形监测、煤柱漏风测试和煤柱自燃征兆信号监测结果表明:轨道巷两帮移近量随观测时间延长而增大并渐趋稳定,最大为98 mm;煤柱总漏风量24.67 m3/min;煤柱内温度和气体未发现明显异常。由此可见,考虑煤柱自燃提出的7 m宽煤柱实现了预计的支撑、堵漏与防火的目的。     

注浆加固技术在窄煤柱孤岛面二次动压巷道中的应用

王庄矿5109孤岛工作面窄煤柱巷道受采动影响,裂隙极为发育、甚至破碎,在本工作面采动影响阶段,窄煤柱急剧变形,导致巷道断面收缩较大,特别是运输巷道设备多、体积大,采取何种措施能把巷道变形控制在一定范围,满足使用要求是实现工作面正常生产必须解决的难题。通过对5109运输巷道窄煤柱进行喷浆封闭和注浆,提高了窄煤柱的完整性和承载能力,取得了较好效果,为今后类似条件的巷道加固及变形控制提供了科学依据。     

沿空巷破碎煤体自燃耗氧及升温特征数值模拟

为研究巷道顶煤和煤柱破碎后由漏风引起的自燃耗氧及升温规律,在质量、动量和热量守恒模型的基础上利用FLUENT软件求解了沿空巷周围破碎煤体的稳态氧气分布和温度的动态变化过程。计算结果表明：在煤柱较完整的情况下,顶煤的氧气浓度分布高于煤柱,但二者都具有自然发火的危险。由于散热作用,高温区离二者的漏风边界都有一定的距离,顶煤升温速率较煤柱更快。在改变漏风强度后,高温区位置和范围也会随之改变。此研究结论可以帮助缩小现场火源区的寻找范围,以便及时采取措施抑制自燃。     

易燃厚煤层煤柱工作面防灭火技术研究

针对存在老巷及封闭巷道等复杂条件下煤柱区域采煤工作面的防灭火问题,通过在工作面回采巷道掘进期间采取顶板破碎地段充填加固材料,高温点施工防火钻孔注浆降温,过老巷建密闭墙、巷道喷浆、施工防火钻孔等综合防灭火措施,在回采期间采取了采空区注浆注氮、超前切眼防灭火钻孔注水、回风隅角封堵、煤柱区防火钻孔注浆或注水等措施,取得了较好的工作面防灭火效果,实现了综采工作面的高产高效。     

无煤柱开采采空区漏风防治技术研究

针对新登煤矿22采区无煤柱开采的方式下存在22051采空区与邻近采空区大面积漏风问题,通过分析22051采空区漏风途径,提出了封堵22051副巷,将22031与22071机巷调整为均压通风的方式改善通风现状,对22051停采线气体进行束管监测分析,验证了漏风治理效果。束管监测结果显示：22051采空区停采线北部通过封堵已达到有效治理,停采线南部因机巷漏风造成氧气浓度回升,对切巷下口采空区侧20 m、实体煤侧10 m范围内的机巷实施了喷浆封闭巷道,进一步减少漏风。     

皮带顺槽沿空掘进瓦斯综合治理技术的应用

阳城煤矿1304皮带顺槽为沿空掘进巷道,临近巷道为1305工作面轨道顺槽采空区,煤柱宽度为4m,煤柱处于应力集中区很容易被压跨,煤柱破碎增加了向1305轨道顺槽采空区的漏风通道数量和漏风量,有害气体容易向作业活动空间涌出。通过对掘进巷道瓦斯涌出规律及影响因素进行分析,综合应用各项技术对采空区瓦斯进行治理,确保了安全施工。     

煤柱破碎裂隙漏风塑性封堵技术研究

煤柱破碎是工作面漏风的主要原因之一,对于井下区段煤柱、瓦斯抽放孔围岩、煤巷及半煤岩巷围岩松动圈等在动压下压裂、破碎形成的漏风通道,一直缺乏有效的封堵手段,为克服当前破碎煤岩体内细微漏风裂隙的封堵难题,改善现有封堵材料的不足,提出了塑性封堵防灭火技术,即时填充新的压裂破碎空间,极大地提高了封堵材料的针对性、应变性及动态性。     

厚煤层区段煤柱合理留设宽度及支护参数优化研究

采动影响下厚煤层区段煤柱的合理留设是煤炭高效安全回采的重要因素。针对该问题依托中能煤矿3号煤2309工作面回风巷区段煤柱留设进行研究。根据围岩极限平衡理论计算出煤柱合理宽度为8 m,结合Flac3D数值计算分析不同宽度煤柱垂直应力及塑性区,验证煤柱留设宽度不应小于8 m;针对留设煤柱巷道应用差异化支护方法,对煤柱侧采用帮部3道锚索补强的方法进行围岩加固;针对浸泡煤柱、漏风、有害气体涌入等隐患采取煤柱局部注浆和表面喷浆的方式控制。结合矿压监测反馈表明煤柱留设宽度合理,支护效果良好,为类似厚煤层区段煤柱留设提供技术参考。     

巷道煤柱自燃致灾机理及注浆灭火技术实践

针对煤矿复采区复杂开采、多源漏风及呼吸作用影响下,巷道煤柱易发生大范围立体自燃火灾的问题,以大佛寺煤矿4号煤层11#联巷内密闭墙右帮煤柱存在高温区域的现状为例,阐述了巷道煤柱自燃机理、特性、治理难点及灾变区域的情况,分析了灾变区域漏风情况原因,对煤柱内自燃“三带”进行了划分。结合注浆防灭火机理与矿井实际,采取了通过施工的措施钻孔,向煤柱内注水玻璃+水泥浆的灌浆堵漏灭火治理技术。通过现场分阶段实施和监测,密闭墙内温度、O-2等指标呈连续下降趋势,内外压差在较长的时间内保持稳定,有效消除了高温区域自燃隐患,保障矿井的连续生产和安全。     

注浆加固技术在小煤柱动压巷道中的应用

王庄煤矿5109工作面为孤岛工作面,风运两巷与采空区留5 m的小煤柱,在回采过程中,小煤柱裂隙极为发育,导致巷道变形,严重影响安全生产。为此,对5109风运巷小煤柱进行喷浆封闭和注浆,提高了小煤柱的完整性和承载能力,效果显著,为类似条件下巷道加固及变形控制提供了科学依据。     

注浆技术在沿空掘巷围岩加固中的应用

针对沿空掘巷护巷煤柱两侧松散破碎区不起承载作用的现象,通过注浆加固的方法,将巷道侧煤柱松散破碎区的煤体加固,达到减小护巷煤柱宽度的目的。阳煤五矿8407工作面沿空掘巷煤柱宽为10 m,受煤柱两侧松散破碎区的影响,巷道变形量较大。在巷道侧煤柱松散破碎区内进行了注浆加固试验,通过注浆加固试验段巷道与未注浆加固段巷道变形量、围岩应力的观测对比可知:注浆加固试验段破碎区承载力明显大于未注浆加固段破碎区的承载力,巷道变形量明显小于未注浆加固段巷道变形量。     

米村矿21火区治理浅析

探讨了米村矿治理21火区采取的喷浆堵漏风、均压灭火等措施,没能使火区彻底断氧,还造成了漏风地点随巷道喷浆转移的问题,增加了新的漏风通道,引发了已封闭14年的13101工作面火区,给该矿造成了巨大的经济损失.     

复杂条件下沿空掘巷围岩控制技术研究

针对中马村矿2333工作面复杂条件下沿空掘巷工程中存在的巷道围岩控制技术难题,进行了大断面沿空掘巷锚索网支护方案设计,并采用UDEC二维数值模拟软件进行模拟验证,结果表明锚网索支护方案可有效减小巷道变形,但是巷道煤柱侧帮变形严重,因而增加实施深浅孔注浆及喷浆工艺对巷道煤柱侧帮进行加固。工程实践表明锚索网支护、巷帮注浆及喷浆方法的联合使用有效控制了巷道变形。     

错层位立体化开采负煤柱设计技术及其应用

综放开采时,一直采用把相邻工作面巷道布置在同一层位的平面巷道系统,工作面之间通常留设矩形煤柱,煤炭行业立项时一般认为留设5m煤柱即为无煤柱开采。为解决该系统下长期存在的端头丢煤多,巷道布置在顶煤下方不利于掘进,破碎顶煤易着火和排瓦斯困难等普遍问题,实现真正意义上的完全无煤柱开采,依据错层位采煤法立体化设计原理,提出负煤柱设计技术,根据不同煤层倾角条件设计了两类错层位负煤柱巷道方案并得到成功应用。结果表明,错层位负煤柱设计技术,有利于实现完全无煤柱综放,实现开采技术升级。     

锚网索喷浆卸压孔联合支护在软岩巷道中的应用

在受地应力和水的影响时,软岩巷道易发生塑性变形,尤其是喷浆巷道。巷道变形后导致浆皮开裂、破碎,甚至脱落、片帮,严重影响安全生产。结合五凤煤矿1400车场修复实例,在分析卸压孔作用原理和围岩应力变化情况的基础上,提出锚网索喷浆卸压孔的联合支护体系,以提高支护强度,改变应力方向,从而达到提高巷道支护质量的目的。     

兖州矿区巷道自燃危险区域等级划分及防火对策

根据兖州矿区无煤柱综放面开采的实际条件,对综放面巷道煤体的破碎类型进行定义和描述;然后根据巷道自燃危险区域划分指标和条件,将各种类型的巷道破碎煤体划分为极易自燃、易自燃和可能自燃区域;最后分别针对不同自燃危险程度的巷道区域,提出相应防火处理原则,并对巷道高冒区及破碎煤柱等几种典型的巷道自燃危险区域,提出了具体的防火技术对策,从而为科学有效的巷道防火决策,提供依据。     

厚煤层综放大煤柱沿空巷道围岩应力及变形规律

为了控制超长"孤岛"综放工作面巷道围岩变形和确定合理的煤柱尺寸,对兴隆庄煤矿4324超长"孤岛"综放工作面大煤柱沿空巷道围岩应力与变形规律进行实测研究.分析了采动影响下巷道支承压力的影响范围、峰值位置、峰值系数等特征参数,分析了大煤柱的破碎程度与应力状态特征,分析了巷道顶底板和两帮的移近量等在采动影响下的变化规律,为类似条件下巷道布置与支护设计提供了科学依据.