采空区煤炭自燃综合评判及其应用

在分析采煤工作面采空区煤炭自燃影响因素基础上,建立了采空区煤炭自燃模糊综合评判模型和评判方法,提高了煤炭自燃危险性预测的科学性和准确性,并通过对姚桥煤矿已回采和正在回采工作面的预测,证明了预测的可靠性。     

束管监测华胜煤矿3203回采工作面采空区自然发火情况

煤矿采空区遗煤自燃容易造成瓦斯爆炸等严重事故。为及时掌握采空区煤炭自燃情况,文章利用束管监测方法测定了采空区煤炭自燃产生的气体成分和含量,得到了气体含量随时间的变化规律,认为以该工作面当前的推进速度不会发生自燃。通过对采空区煤炭自燃情况的准确预判,为保障矿井安全生产提供了有力支撑。     

高瓦斯易自燃工作面防火技术研究

针对煤矿高瓦斯易自燃工作面采空区自燃隐患困扰安全生产问题,研究了工作面推进速度与自燃的关系,得到自燃危险区宽度。分析了工作面防火技术,形成一套适合高瓦斯易自燃煤层条件下煤炭自燃预测、预报和防治关键技术和方法,并在潘一矿2341(3)典型高瓦斯易自燃煤层回采工作面进行防火技术工程实践,保证了工作面安全回采。     

1703综放工作面综合防灭火治理技术

106煤矿1703综放工作面7号煤层为容易自燃煤层,为避免工作面回采期间采空区出现煤层自燃现象,结合工作面实际开采情况,从自然周期、煤层组分挥发性、工作面推进速度等方面分析了1703综放工作面回采期间自燃影响因素。结合不同影响因素的特点,制定了预测预报、灌浆防灭火、注惰防灭火等相结合的方案。经实践验证,1703综放工作面回采期间,未监测到采空区煤层自燃现象,实现了工作面的安全回采。     

韩家湾煤矿213108综采面采空区煤自然发火“三带”研究

在易自燃煤层综采工作面开采中,采空区遗煤较多且因各种原因回采不及时,经常会造成煤自燃隐患,为了防止韩家湾煤矿综采工作面采空区煤自燃火灾的发生,通过布置束管的方式进行采样分析,研究采空区内部气体的变化规律。依据工作面实际情况进行数值模拟分析,基于采空区煤炭自燃理论,划分采空区煤自燃“三带”具体范围,为确定采空区注氮灌浆位置、计算采面极限安全推进速度、合理选择采空区煤自燃的预防和治理措施提供科学依据。     

新景矿8118综采工作面采空区防灭火技术研究

采空区煤炭自燃对煤矿企业安全生产有极大威胁,通过对煤层性质和工作面采煤状况的分析,认为8号煤层存在遗煤自燃的可能性,提出了以保证工作面推进速度为主,以注浆、注氮综合防灭火体系为辅的采空区防灭火技术。结果表明,采空区中CO的浓度为0.002 1%,工作面上隅角的CO浓度为0.001 5%。     

基于CFD模拟的自燃“三带”划分与注氮量优化

以汾源煤矿5-101综放工作面为研究对象,结合现场观测与CFD模拟,得出采空区自燃“三带”的分布规律;模拟不同注氮量下采空区自燃“三带”的变化情况,得出推进速度与注氮量的函数关系。研究结果可以指导回采工作面在不同推进速度下选取最优注氮量,在保证工作面安全生产的同时合理利用资源。     

瑞隆煤矿采煤工作面采空区自燃“三带”测定

现场对山西金晖瑞隆煤矿8115采煤工作面采空区自燃“三带”进行了测定，以O₂浓度作为指标，采用埋管取样测定的方法对该采煤工作面进行了自燃“三带”的划分。根据测定结果，推算了工作面极限推进速度。测定结果表明：8115采煤工作面散热带为0～51.2 m、自燃带为51.2～86.2 m、窒息带为86.2 m以里。8115工作面推进速度大于8.7 m/月时，采空区将不会有自然发火危险。     

许疃煤矿采空区自燃“三带”范围的确定

根据许疃煤矿3235工作面实际情况,沿采空区两顺槽布置4个测点,对采空区温度及气体成分进行测定,确定3235工作面采空区自燃"三带"的范围,根据测定结果合理确定了工作面防灭火技术的工艺参数,通过"三带"的范围计算了工作面极限推进速度。为防治井下煤炭自燃提供科学依据,保证了工作面的安全回采。     

煤矿综合防灭火技术的研讨

1 加快工作面推进速度,减少煤炭自燃氧化时间 加快工作面的推进速度也是当前防火的最有效的方式.根据采空区遗煤自燃"三带"的氧化规律,加快工作面的推进速度,推进停留的时间不能大于煤自燃的时间间隔,减少煤炭自燃氧化时间,保证采空区可能自燃带的宽度与工作面的推进速度相匹配即可将可能自燃带的宽度减少到遗煤自燃所需的范围.     

高强度开采低瓦斯煤层时瓦斯涌出的时空分布特征及关键影响因素

瓦斯涌出受诸多因素的影响,为了研究低瓦斯煤层综放工作面高强度开采时瓦斯涌出的时空分布特征及关键影响因素,采用现场实测的方法,分别研究了高强度开采条件下低瓦斯综放工作面生产班和检修班的瓦斯浓度分布特征,以及煤炭产量、配风量、矿山压力、工作面推进速度和煤层瓦斯含量对瓦斯涌出的影响。结果表明：检修班工作面的瓦斯浓度受采空区漏风流的高浓度瓦斯影响较大,而生产班工作面的瓦斯浓度主要受采落煤释放瓦斯的影响;工作面煤壁瓦斯涌出量约为75.17%,采空区瓦斯涌出量约为24.83%;通过对不同影响因素的研究,得出工作面的煤炭产量和工作面推进速度是影响高强度开采低瓦斯煤层综放工作面时瓦斯涌出的关键因素。     

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。     

分布式温度监测系统在煤自燃预警中的应用

综采放顶煤工艺开采的易自燃煤层具有推进速度相对较慢,采空区一次冒落空间大,整体漏风严重,浮煤遗留多等特点,易造成煤自燃灾害发生。为有效实现开采过程中煤自燃监测,提高煤自燃预警效果,研制出XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统,进行柴家沟煤矿42223工作面现场应用。通过对初采阶段、回采期间、末采及回撤期间温度与CO监测数据分析,得出了XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统能够实现采空区温度连续监测、且定位准确、可靠性强,对煤自然发火状态能做到精准辨识。     

Minimum secure speed of fully mechanized coal face based on critical temperature of coal spontaneous combustion

The critical temperature theory of spontaneous combustion of coal and the numerical simulation method are used to explore the minimum secure speed of fully mechanized coal face to prevent the spontaneous combustion in goaf. Combined with the actual situation of workface 31005 in a coal mine, the highest temperatures in goaf at different advancing speeds were obtained by the numerical simulation of spontaneous combustion in goaf, and then a power function equation between the highest temperature and the advancing speed was achieved by regression analysis. The advancing speed corresponding to the critical temperature value was taken as the minimum safe speed of workface based on the equation. Finally, the accuracy and reliability of the speed were verified by the actual advancing process of workface 31005. The results of this research show that the new judgment method of the minimum safety speed has a higher value to be applied in the field.     

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.     

复合采空区遗煤自燃极限参数变化及危险区域判定

特厚煤层采用分层综放开采时,上分层遗煤易发生二次氧化,致使煤自燃预防和治理的难度加大。为了准确判定下沟矿ZF1801工作面上、下分层采空区遗煤自燃危险区域,通过程序升温实验分析4^#煤层煤的自燃极限参数,并根据气体监测数据判定采空区遗煤自燃危险区域。研究结果表明：4^#煤层煤的耗氧速率和放热强度随温度的变化均符合高斯型函数关系;随遗煤厚度的增加,下限氧气体积分数逐渐降低,而上限漏风强度逐渐升高;当遗煤厚度一定,温度达到90℃时二者的极限参数最低;遗煤自燃危险区域在ZF1801工作面下分层采空区回风侧20~125 m、宽105 m,在上分层回风巷、进风巷侧0~40 m、宽40 m;当ZF1801工作面推进速度低于2.34 m/d且停采28 d以上时,采空区存在自燃危险。研究结果可为下分层综放工作面末采期间采空区自燃危险区域判定提供参考。     

采场覆岩两带与采空区自燃三带相关关系研究

为研究采煤工作面覆岩两带（冒落带、裂隙带）与自燃三带（散热带、窒息带、氧化带）的关系,通过建立覆岩运移模型,应用CDEM软件模拟分析了试验工作面采动空间上覆岩层两带的扩展过程,分析垂向方向覆岩两带分布对水平方向上垮落煤岩堆积状态的影响情况。通过现场埋管实测的手段以及氧体积分数法进行了采空区煤自燃三带的划分。研究表明,冒落带高度稳定情况下,采煤推进距离（48 m）与采空区散热带和氧化带的分界线（进风侧采空区以里50 m左右,回风侧采空区以里40 m左右）有较好的吻合关系。裂隙带高度稳定情况（顶板150 m处的岩层最大下沉值趋于基本稳定）下,采煤推进距离（126 m）与采空区氧化带和窒息带的分界线有较好的对应关系。     

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。     

红庆河煤矿综采工作面回风隅角有毒有害气体治理技术

针对综采工作面回风隅角有毒有害气体集聚超限这一现象,从有毒有害气体的来源及影响因素等方面入手,对综采工作面回风隅角有毒有害气体集聚超限进行分析,采取减少采空区遗煤量及采空区漏风、加快工作面推进速度、合理配风及灌浆、注氮等综合防治技术措施,确保综采工作面回风隅角有毒有害气体浓度处于正常水平,保证井下作业人员人身安全及综采工作面安全、高效回采。     

保德煤矿81305综放工作面煤的自燃特性及防治技术研究

为了解和掌握保德煤矿8号煤层自然发火规律,以81305综放工作面为研究对象,进行煤样升温氧化实验,得出8号煤层自燃指标性气体为CO、C2H4。通过现场实测采空区气体变化规律结合数值模拟,得出81305工作面采空区自燃氧化带的范围为:进风侧200~350 m;工作面中部220~400 m;回风侧100~220 m。计算出预防采空区自燃的工作面最安全的推进速度为61.71 m/月。并提出了保德煤矿8号煤层不同开采时期采空区自然发火防治措施。