浅埋深近距离煤层群复合采空区防灭火技术

以西部某矿7~#、8~#煤层为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实践对浅埋深近距离煤层复合采空区自然发火防治问题进行研究,研究结果表明:近距离复合采空区自燃"三带"在水平方向上,距工作面大于150 m的部分,沿空留巷附近采空区内氧浓度升高,此区域遗煤氧化时间长,自然发火危险较高;在竖直方向上,氧气浓度较低,"三带"范围较小。     

浅埋深近距离煤层群上覆采空区积水排放技术

为解决传统积水采空区排水技术存在的排水时间长、准备工程量大、排水系统复杂等问题,对大柳塔煤矿22301综采工作面上覆采空区积水排放技术进行研究,采用了群孔对泵直排新技术,在深入分析上覆采空区底板起伏情况的基础上,确定主要的积水区域,然后对上覆采空区各主要积水区域分别施工多个排水孔,再将各排水孔与大功率离心泵直接对接,排放的水不再经水仓中转直接排出,而是经离心泵直接泵排至地面,简化了排水系统。结果表明:22301工作面排水所需时间比传统方法缩短了3个月,并节省大量工程及设备费用,工作面回采期间顶板基本无淋水,实现了绿色高效排放上覆采空区积水。     

近距离煤层群开采上层采空区气体变化规律

近距离煤层群开采过程中邻近层之间产生大量相连通的裂隙,采场情况十分复杂,并伴随不同煤层间因通风导致的煤层间漏风,致使采空区漏风规律与单层开采有很大区别,采空区气体的分布规律也更加复杂,给采空区煤层自燃预测预报带来了困难。因此通过理论分析并结合现场监测结果研究近距离煤层群开采本层及上层采空区气体变化规律,为制定采空区煤自燃预防措施提供科学依据。     

近距离煤层群开采上层采空区气体变化规律

层间距小的煤层,在开采过程中很容易产生大量的裂隙,形成漏风通道,给采空区遗煤自燃的监测预测带来困难。为了能更好地分析层间距小的煤层开采过程中采空区的气体运移规律,该文通过对官地矿28412工作面现场监测并结合理论分析研究近距离煤层群开采过程中采空区气体的运移规律,为预防采空区遗煤自燃给予了相应的理论指导。     

近距离煤层开采上覆煤层采空区气体分布规律

针对中煤平朔煤业有限责任公司井工二矿近距离煤层群开采下分层过程中极易引起上覆采空区遗煤自燃等问题,通过采取预先打孔埋管监测近距离煤层中上分层采空区气体随下分层工作面推进的分布规律及浓度,预测预报上分层采空区遗煤自燃情况,根据监测结果结合理论分析得出,中煤平朔煤业有限责任公司井工二矿近距离煤层群开采下分层过程中并没有引起上覆采空区遗煤自燃等问题。     

浅埋近距离煤层群房柱采空区下支架合理支护强度确定

为了确保浅埋近距离煤层群房柱采空区下综采工作面的安全高效开采,采用数值模拟和理论分析的方法研究了房柱式采空区下工作面支架合理支护强度。研究表明,房柱采空区残留煤柱集中应力影响的深度约为20 m,下部工作面回采时应考虑集中应力的影响,残留煤柱对下部工作面开采合理的应力集中系数为1.30;并根据“短砌体梁”理论,计算得到了大地精煤矿房柱采空区下综采工作面支架合理支护强度为1.07～1.21 MPa。该研究方法和结果对类似条件下综采工作面支架合理工作阻力的确定具有借鉴和指导意义。     

近距离煤层上覆采空区高浓度有毒有害气体防控技术研究

为了解决元宝湾煤矿近距离煤层上覆采空区内高浓度有毒有害气体涌出问题,提出了风机-风窗联合均压技术,计算出39105工作面需风量为1 298 m³/min,采用4台FBD№8.0/2×75 kW局部通风机(两用两备)向工作面供风,通过调节风窗面积来提高工作面压力。结果表明：39105工作面均压防灭火系统启动后,通过风机与风窗的作用,使其处于平衡状态,回风隅角CH₄、CO气体浓度均为0,O₂和CO₂气体均维持在安全浓度范围之内,证明均压系统起到了较好的效果。     

浅埋近距离煤层工作面过上覆房柱采空区微震监测

采用微震监测技术,对浅埋近距离煤层群综采工作面过上覆房柱采空区过程中,房柱采空区煤柱卸压预爆影响范围、微震事件能量区域分布特征、工作面超前支撑压力影响范围进行了监测。     

极近距离煤层上覆采空区自燃危险区域预测及防治研究

针对西铭矿49405工作面巷道顶板向上覆采空区漏风,导致其遗煤自燃危险性增大的问题,通过现场漏风测定,借助FLUENT数值模拟软件,对开采极近距离下部煤层时上覆采空区自燃危险区域分布状态及防治措施进行研究。研究结果表明：巷道顶板漏风使上覆采空区存在近似呈“U”形分布的自燃危险区域,且在巷道顶板裂隙及风压双重作用下,上覆采空区存在自然发火隐患;采用钻孔单孔注氮分析不同注氮量对上覆采空区氧气、温度及自燃危险区域的影响,确定单孔最佳注氮量为120 m³/h,合理注氮孔间距为36 m。     

近距离煤层群同采防灭火技术

以西北矿区某矿近距离煤层群同采采空区自然发火情况为背景,通过理论分析、数值模拟与现场测试对邻近煤层采空区自然发火规律进行研究。研究结果表明:近距离煤层群开采时,随着上下煤层错距的增大,下煤层采空区氧浓度及自燃带最大宽度均下降,上限风速及自燃带最小宽度随错距的增大无明显变化,仅出现小幅上升趋势。上分层采空区内上限风速、下限氧浓度及自燃带宽度均增大。下限氧浓度最大距离与自燃带最大宽度及上限风速最大距离变化趋势基本一致。氧浓度自工作面向采空区深部逐渐变小,在距工作面较近的位置,氧浓度分布线较为密集,在距工作面约25 m后,氧浓度变化逐渐放缓,并在采空区深部呈现出反"Γ"分布。     

浅埋藏近距离煤层群开采漏风规律研究

为了防止开采煤层的自燃威胁,并重点防治相邻上覆煤层采空区的自燃。采用SF6示踪气体定性测定漏风的测试方法,通过对神东矿区不同层间距综采工作面进行漏风的观察,研究总结煤层间距不同时的漏风规律,为开采近距离易自燃煤层群时采取相应的漏风控制措施提供依据,尽可能地降低采空区自然发火的可能性,也为今后采空区漏风控制提供科学依据和有效的防范措施。     

近距离煤层群上行开采技术

中新上深涧煤业有限责任公司3#、11#煤层采用刀柱式回采且已基本采完,由于3#、9#、11#煤层层间距较小,给刀柱采空区上方9#煤层的综采造成了极大的困难。结合关键层理论,从刀柱采空区及上部煤层覆岩状况岩层结构的本质入手,进行了上行开采的可行性分析。采用数值计算软件FLAC3D3.0模拟并分析了近距离煤层群下9#煤层回采过程中所引起的围岩压力变化及围岩塑性区发展发育情况及11#煤层煤柱的稳定性,结果表明9#煤层可以安全进行回采,并提出了安全技术措施。     

近距离煤层采空区下煤巷支护方案研究

针对洪洞恒兴煤业近距离煤层采空区下煤层间距变化大、层间岩性变化大、巷道支护难度大的问题,采用现场地应力测量、岩石力学实验、围岩结构分析、锚杆支护作用理论分析、数值模拟分析等多种方法相互结合,提出了4种支护方案,并通过FLAC 3D数值模拟和现场实测验证了支护方式和参数选择的合理性,确保巷道围岩变形量在安全要求的合理范围内,为矿井安全生产提供技术支持。     

近距离煤层群开采上覆煤层自燃危险区域探测技术

针对近距离煤层群采空区自然发火隐蔽高温区难以识别问题,采用分布式光纤温度探测技术对火源高温点监测,以及井下近距离抽气的束管探测技术对气体异常点监测。根据近距离煤层群开采遗煤分布特征及漏风规律,布置符合现场实际情况的气体测点,通过现场观测结果研究了采空区内温度分布及气体分布规律。结果表明:光纤测温结合近距离束管抽气的方法能较全面地监测近距离煤层群开采上覆煤层自燃关键参数变化,同时对类似矿井火区探测研究具有较好的借鉴意义。     

浅埋近距离煤层群上下煤层同采巷道布置优化

为优化李家豪矿近距离煤层群上下煤层同采巷道布置方式,采用理论分析、FlAC3D数值模拟和现场实践相结合的方法,分析了不同巷道布置方式的优劣,提出了适合于李家豪矿煤层群开采的合理布置方式,并运用数值模拟结果确定了上下巷道合理错距。研究表明:通过分析下煤层巷道应力云图,确定了外错12m最合理,现场顶底板和两帮位移量监测数据验证了理论的正确性,该方案能达到工作面正常推进的要求和良好的支护效果。     

近距离煤层群同采防灭火技术北大核心

以西北矿区某矿近距离煤层群同采采空区自然发火情况为背景,通过理论分析、数值模拟与现场测试对邻近煤层采空区自然发火规律进行研究。研究结果表明:近距离煤层群开采时,随着上下煤层错距的增大,下煤层采空区氧浓度及自燃带最大宽度均下降,上限风速及自燃带最小宽度随错距的增大无明显变化,仅出现小幅上升趋势。上分层采空区内上限风速、下限氧浓度及自燃带宽度均增大。下限氧浓度最大距离与自燃带最大宽度及上限风速最大距离变化趋势基本一致。氧浓度自工作面向采空区深部逐渐变小,在距工作面较近的位置,氧浓度分布线较为密集,在距工作面约25 m后,氧浓度变化逐渐放缓,并在采空区深部呈现出反"Γ"分布。     

近距离煤层回采巷道过上覆采空区巷道支护研究

针对东曲矿8、9#近距离煤层,下部煤层回采巷道受到上部煤层采空区的影响,出现巷道围岩难控制的问题。以东曲矿19303工作面为研究背景,通过采用理论分析以及数值模拟的办法提出19303工作面顺槽的合理的支护方案并采用数值模拟进行验证。结合现场监测结果表明所选用的方案能够保证矿井安全生产的需要。     

近距离煤层采空区综采面液压支架支护阻力研究

针对近距离煤层采空区下液压支架合理选择支护阻力问题,以甘肃某矿5^#煤层开采为研究背景,通过理论计算得出液压支架支护阻力为9 275 kN。采用FLAC3D模拟软件研究分析不同支护强度下工作面顶板位移特征,得出液压支架支护阻力为10 500 kN。结合理论计算与数值模拟结果,确定支架支护阻力应大于10 500 kN,研究结果可为该矿井5^#煤层开采液压支架选型提供理论参考。     

近距离煤层上部采空区自然发火治理技术

文章针对近距离煤层上部采空区自然发火问题,阐述了煤体自然发火现象的机理,总结了现阶段矿井主要采用的煤自燃预测、预报技术;归纳了现有的近距离煤层采空区防灭火技术,对存在此问题的近距离煤层矿井有一定的借鉴作用。