石圪节矿预防采空区煤自燃的研究

为了减少采空区遗煤自燃的危害,对石圪节煤矿15#煤层工作面邻近采空区的遗煤自燃进行研究,分析了采空区遗煤自燃的条件及影响因素,结合15#煤层自燃的特点,采取加快工作面推进速度及工作面风量控制的措施,有效预防了采空区遗煤自燃。     

东荣三矿综一轻放面自燃危险性预测

通过对东荣三矿综一轻放面现场观测,得到采空区浮煤厚度分布规律、氧浓度分布规律及工作面推进速度规律。根据现场观测数据、煤层自燃极限参数以及工作面实际条件,确定了采空区“三带”的范围,结合所采煤层的自然发火期,得到了采空区遗煤不发生自燃的极限推进速度,以此来构建危险区域判定的充分条件和预测采空区遗煤自燃危险性,进而指导放顶煤工作面采空区遗煤的自燃防灭火工作。     

大佛寺矿煤自燃多参数预报指标研究分析

高瓦斯矿井易自燃煤层工作面开采过程中,煤自燃指标及参考值的确定尤为重要。针对大佛寺煤矿工作面采空区实际情况,首先通过煤自燃程序升温实验研究煤自燃标志性气体,其次对采空区进行了现场观测,通过实验与现场数据联合分析,研究大佛寺煤矿工作面采空区遗煤自燃指标及参考值。     

超长综采工作面撤架期间煤自燃预测及防控技术研究

为治理济宁二号井9303超长综采工作面撤架周期长、采空区遗煤量大、存在漏风等问题导致的采空区煤自燃,基于数学建模、程序升温试验、现场原位监测相结合的方式,研究了适合超长工作面撤架期间煤自燃预测与防控一体的综合防治技术。根据已有的对推采期间上隅角CO预测研究与现场条件推演停采撤架期间上隅角CO浓度数学模型;通过程序升温-色谱分析试验获得采空区遗煤氧化升温过程中CO与C_2H_4的生成规律;依据煤自燃危险区域判定理论对采空区自燃"三带"分布进行现场观测,通过上隅角CO浓度预测数学模型、采空区束管监测数据以及工作面参数计算得到上隅角CO预测浓度,判断采空区遗煤自然发火危险性;最后结合预测结果、工作面发火特点以及煤自燃防治工作经验,提出封堵减漏、惰化降温等防控措施。结果表明:遗煤氧化升温的临界温度为60～80℃、干裂温度为110～130℃、采空区遗煤氧化升温标志气体随温度变化呈类指数增长;常温、临界温度、干裂温度三个特征温度对应的上隅角CO体积分数预测范围分别为:≤36.30×10~(-6)、(410.02～1 758.05)×10~(-6)、(12 264.33～38 197.95)×10~(-6);通过上隅角CO浓度预测与现场监测值对比分析,成功预测了停采撤架期间采空区煤自燃程度,所提出的针对性防控措施成功消除了煤自燃隐患,保证了撤架工作的顺利进行。     

数值模拟预测综放面采空区遗煤自燃程度

通过对宁夏灵武矿区枣泉煤矿2#煤层煤样进行程序升温实验,工作面上隅角CO浓度监测,得出了采空区遗煤的最高温度接近其自燃的临界温度,实现了早期预测采空区遗煤自燃程度,为治理工作面上隅角CO超限提供了科学依据.     

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。     

采空区遗煤自然发火影响因素分析

结合煤自燃的理论和现场实际情况,归纳了影响采空区遗煤自然发火的因素,并分析了采空区遗煤自然发火因素对采空区遗煤自燃的影响程度。对预测、预防和防治采空区遗煤自然发火有一定指导意义。     

CO涌出预测数学模型的应用

对于实验室煤样低温氧化实验条件和现场工作面采空区实际既定通风与工作面几何参数条件,可以利用相似准则,建立基于实验条件下采空区CO涌出预测的计算数学模型,并把模型应用到现场工作面。采空区遗煤自燃与采空区漏风量有关,通过FLUENT软件对北皂矿4402工作面采空区漏风流场进行数值模拟,解算出造成采空区遗煤自燃的那部分漏风量,为应用模型较准确的推出现场采空区CO涌出预测的指标范围提供了条件。     

难抽采自燃煤层综放采空区综合防灭火技术

针对某矿难抽采煤层综放采空区遗煤自燃问题,通过分析现场自然发火特征与危险性,制定出5-2S-2综放工作面采空区遗煤自燃综合防治技术,并应用于生产现场。实践表明,实施以采空区注氮为主,降低供风量、加快工作面推进速度、埋管灌浆、砌筑隔离墙等措施为辅的综合防灭火技术,有效防治了采空区遗煤自燃,保障了工作面的安全回采。     

深井高地温孤岛工作面防灭火综合治理技术应用研究

深井高地温易导致煤层自然发火,朱集西煤矿11401工作面为深井孤岛工作面,为预防主采11-2煤及上覆11-3煤冒落进入采空区后氧化自燃,通过分析高地温对回采工作面煤层自燃特性、自燃环境的影响,梳理出造成采空区遗煤氧化的主要因素。针对11401工作面采空区环境和条件,在11401顶抽巷未施工到位的前提下,通过采取系统布点进行预测预报分析、顶板弱化、隅角封堵、切眼及两巷预埋防灭火管路灌浆覆盖、注氮惰化、架间撒浆、两巷钻场施工高位防火钻孔劈头灌浆等综合防灭火措施,降低了在工作面初采、过FD35断层期间高地温对采空区遗煤供氧、蓄热等的影响,延长了采空区遗煤的自然发火期,有效地防止了采空区防火标志性气体出现异常,保障了工作面稳定、安全生产。     

远距离抽采条件下采空区煤自燃区域分布规律

针对塔山煤矿8204-2工作面上方地形复杂、只能在回采起点集中布置钻孔抽采瓦斯的特殊情况,利用数值模拟软件研究分析回采期间不同回采长度和不同注氮量下采空区氧气摩尔浓度分布情况,确定该特殊情况下采空区自燃"三带"和煤自燃危险区域。结果表明:远距离抽采瓦斯使煤自燃危险区域变大;随着回采长度的增长,自燃带逐渐变宽;当回采长度为50 m时,自燃带宽度增宽速率突然变大,进风侧自燃带变宽幅度与回采长度变长幅度比例比回采长度为30~50 m时高出180%,回风侧相应宽度则高出140%,遗煤自燃危险性变大;注氮可大幅度减小采空区煤自燃危险区域。     

综采工作面停产期间防灭火监测及管理

以长期停产的综采工作面为例,介绍了通风系统调整、封堵漏风通道、采空区蓄水、喷洒阻化剂及注氮防灭火等综合防灭火技术管理手段。以综采工作面架间温度、采空区温度,工作面架间CO,采空区、工作面回风巷CO及自然发火标志性气体为监测对象,经现场试验,综采工作面采空区及回风隅角CO浓度显著降低,综采工作面采空区温度显著降低。通过综合防灭火措施的有效实施,破坏了采空区遗煤自然发火所需的蓄热条件,杜绝了采空区自然发火隐患,取得了良好的防灭火效果,保证了综采工作面在停产期间的安全,为工作面后期正常安全回采创造了有利条件。     

近距离煤层下分层采空区煤自燃危险区域分布规律

针对新维煤矿8104综采工作面开采煤层含硫量较高且局部富集、采空区遗煤多、距离上层采空区近等客观情况,研究了其采空区煤自燃危险区域分布规律。实施过程中,采用束管监测系统实时测试采空区气体场分布,在此基础上以O2浓度变化作为主要标志、温度变化为辅助标志划分了8104综采工作面采空区的"三带"范围,并采用数值模拟方式与现场实测结果进行了对比分析,结果表明实测与数值模拟结果基本一致。最终确定了该综采工作面采空区自燃带范围:进风侧为40.5~95.5 m,回风侧为15.3~59.7 m。     

采煤工作面采空区自然发火综合防治技术

为解决采煤工作面回采过程中采空区出现自然发火隐患,通过现场取煤样实验,确定煤自燃特性参数,并且确定以CO、C 2H 4气体为现场煤自燃标志性气体。分析了在高抽巷未及时垮落影响下的采空区煤自燃诱因及自燃征兆凸显过程,现场采用了以堵漏、降温、高抽巷降压控氧为主要手段的协同防控技术。对高抽巷内气样进行检测结果表明,回采工作面采空区的CO浓度得到了有效控制,确保了采煤工作面的安全回采。     

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...     

大倾角坚硬顶板工作面初采期间的防灭火技术

金家渠煤矿工作面初采期间推进缓慢,且预留了1.0m顶煤,导致采空区存有大量遗煤;由于煤层顶板坚硬不易垮落,致使悬顶面积大,采空区漏风严重,因此采空区存在自燃发火隐患。通过采取地面塌陷区管理、封堵工作面辅巷泄水钻孔、强制放顶、工作面上下隅角靠近切顶线处施工沙袋墙控制采空区漏风量及灌浆+注三相泡沫、注氮等综合防灭火措施,降低采空区含氧量,有效消除了初采期间采空区自燃发火的隐患,确保了工作面安全开采。     

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。     

白皎矿2024复采工作面综合防灭火技术实践

白皎煤矿2024复采工作面回采4层煤(B2),煤层厚度1.1～5.9 m,平均厚度3.5 m,1978-1984年期间本煤层顶部局部已采,残余煤量平均厚度1.4 m。由于采空区遗煤较多,资源浪费严重,准备对采空区遗煤进行复采。但由于采空区漏风严重,遗煤被预氧化,出现局部高温和CO等标志性气体,遗煤存在较大自然发火危险,对复采工作造成严重威胁。结合白皎矿2024复采工作面面临的实际情况,采取井下移动式灌浆注胶和井下直接灌注液态CO22种防灭火技术,有效解决了工作面回采期间的自燃问题,使工作面顺利完成回采,并安全撤架。     

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。     

元堡煤矿1901工作面初采期防灭火技术

针对元堡煤矿1901工作面从开切眼形成到工作面开始推进经历时间过长、工作面推进速度较慢、风量过大,采空区出现CO浓度异常的现象,采取了调节风量、工作面采空区上下隅角附近建立密闭墙、喷洒阻化剂、采空区注氮等4种防灭火措施。从措施实施后的效果可以看出前3种措施仅在一定程度上缓解采空区CO浓度异常现象,而采空区注氮则可以消除采空区自燃危险。通过对注氮后采空区主要气体浓度变化趋势的分析可以看出,O2体积分数从10%降至6%阶段是注氮效果最好的阶段,可以据此开展防灭火工作,以避免因工作面推进速度较慢造成的自燃危险。