孤岛工作面自燃“三带”区域指标气体分析研究

为保证南庄矿井孤岛工作面采空区自然发火防治工作做到安全、科学、有效,采用沿进风和回风顺槽埋管监测的方法,对采空区气体进行取样分析,定期监测采空区O_2、CO、CO_2、CH_4指标气体浓度,利用O_2浓度确定采空区自燃"三带"分布范围,并结合采空区遗煤自燃理论,分析采空区"三带"分布特征及指标气体浓度变化规律。结果表明,CO和(CO/CO_2)这两种指标分析能较准确地反映采空区自燃危险区域,通过监测其浓度能预测采空区自燃危险程度,对采空区自然发火作趋势预判,为孤岛工作面防灭火方案的制订提供科学依据。     

基于Matlab采空区自燃“三带”的分析

针对目前沿工作面两巷布点不能很好地观测采空区自燃“三带”分布的问题,提出沿工作面全线布点的方法观测采空区自燃“三带”,选取一个试验工作面进行自燃“三带”观测,观测数据包括O2、CO2、CH4浓度和温度。利用Matlab得出采空区内O2、CO2、CH4浓度和温度的立体分布和等值线图。以O2作为划分自燃“三带”的指标,利用Matlab得出采空区自燃“三带”的分布范围,并且从图上得出各个测点的自燃“三带”范围。最后,利用O2、CO2、CH4浓度和温度进行叠加,得出采空区危险区域的范围。     

深井高地温煤层回采工作面防火技术研究

针对朱集西煤矿 11501 工作面高地温、高地压的特点,分析了 11-2 煤的自燃特性以及采空区自燃“三带”分布规律,得出 11-2 煤应以 CO,C₂H₄,C₂H₂作为标志性气体;采空区进风侧氧化带范围为 32～96 m,中部氧化带范围为 26.4～62 m,回风侧氧化带范围为 28.4～91 m。 根据煤自燃特性以及采空区自燃“三带”分布规律,制定了工作面回采期间防灭火技术方案,即加强气体监测,进、回风隅角端头设挡风墙控制漏风,进风侧预埋注氮管路,高抽巷布置灌浆钻孔等防灭火措施。 结果表明,采用上述措施后,正常回采期间,采空区内 CO 浓度最大为 13×10^-6;过断层期间,采空区内 CO 浓度最大为 10×10^-6,有效地防治了采空区遗煤自燃,保证了工作面的安全回采。     

Ⅱ类自燃煤层自燃氧化规律分析

针对Ⅱ类自燃煤层易发生煤炭自燃的现状,以袁店一矿1023工作面所属10号煤层为研究对象,对1023工作面采空区煤炭的自燃氧化规律进行了研究。通过在采空区埋设抽气管路,测定采空区温度以及O2、CO2浓度等在工作面推进过程中的动态变化并进行分析。结果表明:采空区内CO2浓度分布符合"一源一汇"工作面的采空区漏风流场分布规律,且回风侧比进风侧更早进入窒息带;采空区自燃"三带"的具体分布范围:散热带距工作面中部距离为0~18.8 m,自燃带距工作面中部距离18.8~71.1 m,窒息带距工作面中部距离大于71.1 m,依据划分的自燃"三带"范围计算出该工作面最低适宜回采速度为42 m/月。     

红庆河煤矿综采工作面采空区“三带”测定及模拟分析

根据红庆河煤矿综采工作面采空区自燃“三带”现场实测数据,采用氧气浓度划分法对工作面采空区自燃“三带”进行划分;利用FLUENT数值计算软件模拟分析综采工作面采空区风流流场、温度场等,分析验证采空区氧气浓度、CO浓度、漏风速率、温度等变化规律,并与数值模拟中采用漏风强度法划分的采空区自燃“三带”进行验证,确认了采空区“三带”现场实测的可靠性、准确性。结果表明:综采工作面采空区“两道”漏风严重,氧化升温带在进、回风巷分布范围较广;现场实测与数值模拟的结果变化趋势相一致,可以用来指导实际生产。     

金源煤矿1361面采空区自燃“三带”划分

通过埋管方法对金源煤矿1361工作面采空区CO浓度、O2浓度以及温度分布特征进行了测定,确定了1361工作面采空区自燃"三带"的分布范围:进风顺槽附近氧化带在采空区后10.2~26m,回风顺槽附近氧化带在采空区后40.8~13.3m,采空区中部氧化带在3.7m~10.5m范围内.自燃"三带"的划分为合理选择预防采空区煤炭自燃的措施提供了科学的理论依据,同时积累了划分采空区自燃"三带"的实践经验,为金源煤矿1361工作面及其他工作面的安全生产奠定了基础.     

煤峪口矿8605工作面采空区防灭火技术研究与应用

为防止8605工作面采空区出现遗煤自燃现象,根据工作面地质条件,通过现场实测的方式进行采空区自燃“三带”分布规律的分析,确定采空区进风侧、中部和回风侧氧化升温带的范围分别为150~405 m、160~310 m和75~345 m。结合采空区自燃“三带”分布规律,设计采空区采用采空区封闭隔离+埋管注浆+采空区注氮惰化相结合的防灭火方案,并在方案实施后进行采空区内CO和O₂浓度监测分析。结果表明:防灭火方案实施后,采空区内CO和O₂浓度均在合理范围内,解决了采空区遗煤易自燃的问题。     

特厚煤层采空区自燃“三带”分布规律研究

以王沟煤矿首采工作面30101综采工作面为研究对象,通过统计分析和实验室测试得到30101工作面遗煤自燃因素;通过现场实测、数值模拟等方法研究分析了3~(-2)煤层采空区自燃三带分布,并进行总结分析,以O_2浓度作为划分指标,初步掌握了采空区自燃三带的分布,结合3~(-2)煤层最短自然发火期,推算出了工作面最小安全推进速度。     

上湾煤矿采空区自燃“三带”范围确定与分析

确定采空区自燃"三带"是做好采煤工作面防灭火的基础工作之一,正确地划分采空区"三带"范围,是制定防火措施的重要依据。通过实际观测采空区浮煤状况、工作面推进速度和采空区进回风侧O_2含量的分布规律,根据"三带"划分方法及划分指标,对上湾煤矿22102综采均压通风工作面进行了"三带"划分,掌握了采空区煤自燃"三带"分布规律及危险区域,为上湾煤矿采空区防灭火工作提供了技术支撑。     

辛置煤矿综采工作面采空区自燃"三带"划分研究

为搞清辛置煤矿2-208工作面采空区自燃“三带”的分布范围,通过在工作面的进、回风巷预埋两组束管,进行现场监测采空区氧浓度场的分布规律,并结合计算机数值模拟,分析得出辛置矿2-208工作面采空区“三带”分布规律:0~28 m为散热带,28~52 m为氧化带,距工作面大于52 m为窒息带。由此提出了采空区防灭火技术措施。     

综放工作面采空区“三带”分布规律分析

通过在阳湾沟煤矿6202综放工作面采空区现场埋管观测,取得了采空区内进、回风侧不同测点距工作面不同距离处温度、O2、CO气体浓度等参数,分析得到了采空区内O2浓度及漏风强度的分布规律。依据"三带"划分方法对阳湾沟煤矿自燃危险区域进行了划分,确定了6202综放工作面采空区"三带"范围,并根据氧化升温带宽度及浮煤最短自然发火期确定了工作面极限推进速度。     

七号平峒+1405 m西翼工作面采空区自燃“三带”分布规律研究

煤矿火灾事故多由于采空区遗煤自燃引起,而“三带”之中的氧化带是自燃现象发生频率最高的区域。为掌握综采放顶煤工作面采空区自燃“三带”分布规律,以四棵树煤炭有限责任公司七号平硐+1 405 m西翼工作面为研究对象,通过现场实测工作面遗煤自燃因素,研究分析了A5煤层采空区自燃“三带”分布规律,并进行总结分析,合理确定了该工作面进风侧、回风侧采空区自燃“三带”的范围。     

铁箕山煤矿2号煤层自然发火标志气体及临界值确定

为更好地确定以CO为标志气体的煤层自然发火标志气体临界值,以便于防治矿井火灾,将铁箕山煤矿2号煤层4427工作面作为试验工作面,通过现场埋管监测,分析了采空区和工作面的标志气体分布规律。结果表明:随着推进距离增加,采空区内测定的CO浓度先上升,后开始下降一段,之后加速上升,总体变化趋势与自燃“三带”变化相似;在工作面上回风隅角CO浓度值最高,且回风流CO浓度波动较剧烈。以此为基础,通过进一步研究与计算,最终确定铁箕山煤矿2号煤层4427工作面各标志气体浓度临界值:采空区CO浓度临界值为140×10^-6,回风隅角CO浓度临界值为12×10^-6。     

辛置矿综采工作面采空区自燃“三带”分布研究

为了研究辛置煤矿2-109综采工作面采空区自燃“三带”分布范围,采用采空区埋管的方式对工作面正常推采期间采空区内温度和O2浓度的变化规律进行监测,得到了采空区进风侧、中部(靠进风侧)、中部(靠回风侧)、回风侧的范围,为矿井制定采空区防火措施做好基础。     

新河煤矿采空区自燃“三带”分布及防火技术研究

随着新河煤矿开采深度的增加，煤自燃初始温度升高，导致发火危险性增加。为预防新河煤矿7312工作面采空区发生煤自燃事故，通过监测采空区气体浓度，得到采空区内O₂浓度的变化规律，利用FLUENT软件对O₂分布进行模拟，得到自燃“三带”模拟结果与观测结果一致，以此对工作面进行采空区自燃火灾防治技术研究。     

采空区下综采面采空区自燃“三带”实测研究

针对浅埋近距离采空区下综采面采空区煤层自燃防治,以李家壕煤矿31115工作面为生产技术背景,采用理论分析与现场实测相结合的方式,研究了采空区气体浓度分布特征与采空区自燃"三带"分布范围。研究结果表明:由于上覆采空区气体下泄导致31115工作面采空区O₂、CO气体浓度异常,下泄影响范围为采空区100 m以内;工作面进风侧散热带宽度为25 m,氧化升温带宽度为137 m,大于137 m为窒息带;回风侧散热带宽度为21 m,氧化升温带宽度为92 m,大于92 m为窒息带。     

综放工作面Y型通风方式下的采空区自燃“三带”研究

为了研究高河煤矿3#煤层W1310工作面采空区在Y型通风(柔膜墙沿空留巷支护)、高抽巷情况下采空区遗煤自燃发火规律、"三带"分布范围,对采空区遗煤自燃做出超前预测。通过在工作面布置束管监测系统,抽取采空区气体并用气相色谱仪化验,分析O_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6等气体浓度变化,综合考虑来划分采空区自燃"三带"范围。最终确定"三带"范围,进风侧:散热带:0～45m;氧化升温带:45～135m;窒息带:大于135m。回风侧:散热带:0～20m;氧化升温带:20～43m;窒息带:大于43m。月推进速度大于70. 8m/月。实践表明,与工作面实际情况非常符合,防止了采空区自燃,为W1310工作面防灭火提供了有效的技术指导。     

柳塔煤矿1~(-2)煤层自然发火规律研究

为掌握柳塔煤矿1-2煤层的自然发火规律,实验研究了1-2煤层煤自燃特性基础参数及指标性气体,得出CO可作为1-2煤层煤自燃早期预测预报的指标性气体。现场对12201综采工作面采空区进行煤自燃"三带"测试,分析O2和CO 2种主要气体浓度随时间和推进度变化规律,得到以O2临界浓度为标准划分的1-2煤层煤自燃氧化带范围为从工作面向采空区深部48～150 m。     

官地煤矿综采工作面采空区煤体自燃“三带”范围研究

研究了官地煤矿28412工作面采空区自燃“三带”范围,布置了遗煤自燃参数测试系统,对氧气浓度、二氧化碳浓度和温度等参数进行了实测.同时,利用流体力学计算软件FLUENT数值模拟验证,得到该综采工作面采空区的自燃“三带”范围以及具体进入窒息带的时间,可以有效防止采空区遗煤自燃.     

豹子沟矿综放面采空区自燃“三带”的测定及其应用

为了有效防治采空区遗煤自燃,以豹子沟煤矿10101综放工作面为研究对象,通过束管监测系统,连续测定采空区内O_2体积分数及温度的变化规律,基于采空区自燃"三带"的划分指标,确定了各测点"三带"范围。综合现场束管监测结果,将"三带"结果取平均值可得试验工作面采空区的"三带"范围分别为:散热带为0~27.8 m,可能自燃带为27.8~74.5 m,窒息带为74.5 m。基于"三带"的判定结果,得到工作面回采速率必须1.84 m/d,否则容易导致采空区自燃事故。