综放工作面二次复燃封闭火区治理技术研究

针对容易自燃煤层的二次复燃封闭火区治理问题,以宁东某矿1301综放工作面为研究对象,分析采空区发火原因,提出了"控漏风、降氧气、消除潜在高温"的火区治理思路。通过施工措施巷,现场应用以钻孔灌注三相阻化泡沫,大范围覆盖、包裹充填采空区消除潜在高温隐患为主,并与深孔注浆覆盖充填、采空区注氮惰化、束管与人工日常监测相结合的综合防灭火技术,实现了对采空区潜在自燃隐患的治理,保障工作面的安全启封。     

大倾角“三软”易自燃煤层采空区大面积火区治理

宝鸡秦源煤矿为典型的大倾角"三软"易自燃煤层,N105工作面回采时发生采空区浮煤自燃,导致CO超限,工作面停产。经对火区情况初步分析后,采用了多种方法对火区进行了治理,但由于采空区漏风严重、火区面积大、火区发展速度快,前期治理并未收到明显的成效。后期针对火区特点,对N105工作面进行了封闭,并采取向采空区灌注高分子胶体和液态二氧化碳的措施进行治理,取得了良好效果,有效控制了N105工作面采空区高温区域,确保了工作面启封后的安全回采。秦源煤矿采空区火区治理工程实践经验总结对大倾角"三软"易自燃煤层自燃火灾治理具有一定的指导和借鉴意义。     

工作面联络巷密闭墙漏风对采空区自燃影响及预防

基于矿井煤层赋存与生产技术条件的实际情况,通过对工作面联络巷密闭墙构筑特点的深入研究,对可能通过工作面联络巷密闭墙的各种漏风形态进行了探讨,并在此基础之上深入研究了其对采空区浮煤自燃的影响,同时提出了针对性极强的应对密闭漏风的措施。实践表明,对密闭墙进行处理后,采空区浮煤自燃析出气体无自燃标志性气体产生,有效防止了工作面联络巷密闭墙漏风引起的采空区浮煤自燃的发生、发展,保障了工作面的安全回采。     

综放工作面高抽巷抽放条件下采空区漏风规律研究

高抽巷在解决易自燃煤层综放工作面瓦斯超限问题的同时,又加剧了采空区漏风及其自燃危险性。为了使工作面采空区防火措施更具有针对性,通过现场实测,研究分析了高抽巷抽放条件下工作面采空区漏风规律,对采空区的自燃危险区域分析、采空区有针对性的控风防火措施的制定具有重要的意义。     

煤层自燃综合防治技术在杨柳煤矿首采工作面的应用

10414综采工作面为杨柳煤矿首采工作面,针对其地质条件复杂、断层多、工作面采空区易发生煤层自燃等情况,提出采用以控漏风、降氧气、消高温、防复燃为主的煤层自然发火综合防治技术,实践表明,该综合治理技术有效解决了10414综采工作面采空区煤层自然发火隐患。     

自燃煤层切顶卸压留巷工作面通风技术分析

应用切顶卸压留巷技术会导致留巷段内漏风通道发育,采空区漏风严重,从而制约该技术在自燃煤层中的应用。2-503综采工作面为容易自燃煤层,所开采的5~#煤层煤质较好,为提高煤炭回收率,矿井采用切顶卸压留巷技术,但面临采空区漏风严重、遗煤自燃风险较大问题。为实现安全回采,提出在2-503综采工作面采用切顶卸压留巷两进一回的W型通风方式,从而降低采空区漏风量。研究结果表明,采用W型通风时采空区遗煤自燃危险区范围分别为U型、Y型通风的82%和61%,采空区漏风率控制在5%以内且未发现遗煤自然发火迹象。研究成果可为其他矿井自燃煤层切顶卸压留巷工作面通风技术应用提供借鉴。     

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。     

浅埋藏特厚自燃煤层综放工作面采空区自燃立体“三带”观测

针对东辰公司605综放工作面所采6#煤层为特厚的自燃煤层,且煤层埋藏较浅,在采动影响下,工作面与地表存在漏风通道,增大了工作面自然发火的威胁。工作面采用预埋束管取气样分析进行采空区自燃"三带"观测,结果表明:该工作面采空区气体的分布呈立体状态,既存在传统的水平方向的自燃"三带",也存在垂直方向上的自燃"三带";水平方向的氧化带范围分别为进风侧38～170 m,回风侧30～150 m;垂直方向的氧化带范围为运输巷侧煤层底板以上6～52m,回风巷侧煤层底板以上4～46 m。通过测定采空区自燃"三带"的分布范围,可使工作面防灭火工作有的放矢,从而保障工作面安全生产。     

高瓦斯易燃厚煤层采空区自燃灭火与启封技术

为确保高瓦斯易燃厚煤层火区的安全启封以及综放工作面的安全开采,基于同忻矿8101综放工作面采空区自然发火特征,从综放采空区浮煤分布、工作面推进速度及漏风量等方面分析了其发火因素,探测了火区的氧化状态和高温范围.结果表明,火区启封后具有复燃可能性,必须采取相应的防复燃技术措施.现场采用氮气与二氧化碳防灭火技术控制采空区火区的持续扩展,采用压注粉煤灰防灭火技术熄灭采空区高温火源,同时形成防灭火隔离带将火区有效隔离,为成功启封采空区自燃火区创造了良好条件,保证了工作面正常恢复生产.     

切顶留巷综采面采空区高温区域治理技术研究

针对切顶留巷Y型通风工作面采空区漏风量大、煤层易自燃的特点,以发耳煤矿50105工作面采空区高温区域的治理为工程背景,分析了高温区域位置的确定、压注液态二氧化碳、长钻孔压注高分子材料等综合防灭火技术的应用效果,形成了集压注惰性气体控制火势、加快工作面推进速度、精准压注高分子材料降低高温区域温度等为一体的综合治理方案,消除了高温隐患,保证了工作面的安全回采,可为类似工作面的防灭火工作提供经验参考。     

复合煤层分层开采自然发火防治技术的探讨与实践

针对复合煤层分层开采自然发火治理困难的问题,提出了骨架充填式防火技术,在红阳二矿进行了现场应用.结果表明,该技术有效地克服了由于再生顶板不完整性造成漏风通路多的难题,减少向上覆采空区漏风和煤炭的氧化,降低了工作面的温度,改善了下分层工作面生产环境,消除了工作面自然发火隐患,实现了下分层工作面的安全开采.     

多漏风通道采空区自燃火源分布模拟

通过气固能量平衡方程的耦合,建立了采空区多孔介质温度场数学模型.以某矿1307工作面三源二汇采空区为研究对象,分析了影响遗煤自燃火源分布的主要因素.结果表明,多漏风通道采空区风流结构不同于一源一汇,遗煤的氧化升温及温度场分布更为复杂;工作面推进速度越慢、进风量越大、漏风源距工作面越近,高温点升温速率越快.根据模拟结果推测出了该采空区大致的自燃危险区域,为现场防灭火工作提供了重要理论依据和指导.     

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。     

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。     

浅埋深近距离煤层综采工作面自燃“三带”研究

通过对采空区现场监测、取样分析，得出进、回风侧氧浓度分布、温度等参数，依据自燃“三带”划分方法对浅埋深近距离煤层工作面采空区自燃“三带”进行了划分，确定了安全推进速度。同时基于COMSOL软件对采空区氧浓度与漏风分布进行了“三带”数值模拟，验证其可靠性。结果显示：由于“两道”漏风的存在，浅埋深工作面采空区进、回风侧自燃氧化升温带较宽。同时，通过对采空区自燃“三带”分布规律进行研究，分析了采空区氧浓度分布规律，掌握了浅埋深近距离煤层工作面采空区“三带”分布特征，对矿井防灭火工作具有重要的指导意义。     

超长工作面回撤时期防灭火技术研究

针对羊场湾煤矿130205超长工作面高地温、撤架周期长、采空区遗煤量大及存在漏风的情况,确定了回撤时期自然发火防治重点工作,分阶段采取针对性的防灭火措施。通过采用快速回收、预测预报、两巷注二氧化碳、注防灭火胶体、地表钻孔灌浆等综合防灭火措施,有效消除了自然发火隐患,确保了超长工作面顺利回收。     

近距离煤层群采空区漏风规律及防控措施研究

贵州地区煤层赋存条件复杂,煤层间距小,相邻采空区存在漏风通道的问题。采用SF6示踪法及重点区域指标气体数据分析法,对发耳煤矿采空区漏风规律及其治理措施进行研究。分析结果表明,由于相邻密闭效果欠佳,导致31004开切眼联络巷及31004工作面回风巷密闭漏风严重。31004采空区漏风通道主要是31004开切眼联络巷密闭及10^#煤层开采过程中对上部7^#煤层采空区造成二次扰动形成的纵向漏风通道;漏风量为83 m^3/min,采空区风速约为0.17 m/s。对存在的煤自燃隐患采取了注水降温措施,CO体积分数显著下降至(5~9)×10^-6。为即将开采的50105、50107工作面的煤自燃防控提供了科学依据和管控措施方案。     

近距离煤层开采上覆采空区火区探测及治理

近距离煤层的层间距非常小,煤层开采过程中漏风现象突出,煤炭容易发生自燃。针对海则庙煤矿工作面开采前期出现CO大量涌出的异常情况,采用同位素测氡法对该矿盘区工作面上覆地表区域进行火区探测,共探测出4个高温异常区域,其总面积为2100 m^2。制订了煤自燃动态监测、采空区注胶堵漏的防灭火技术措施,措施实施后工作面回风流和上隅角的CO体积分数均降至正常水平,有效控制了采空区煤自燃火灾,为工作面的安全回采提供了保障。     

综合防灭火技术在易自然发火工作面中的研究与应用

在煤炭开采过程中,采空区遗留浮煤;再加上采空区冒落空间高及工作面供风和地面塌陷形成的裂缝,漏风情况较为严重,同时由于是大采高工作面,其上、下隅角的巷帮处不易塌实,易形成漏风通道,遗煤发火的次数和危害程度随之增加,容易造成采空区遗煤自燃,严重影响着煤矿的安全生产。对浅埋深综采工作面采取了经济合理、技术可行的综合防灭火方案,同时也优化了相关措施的系数,确保了职工生命安全,促进了企业安全发展。