平行升压防灭火技术在采煤工作面启封及回采中的应用

徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司六矿A_(3)煤层埋藏较浅,A_(3)015综采工作面属易自燃厚煤层工作面,因受采动影响造成地表出现裂隙,形成采空区漏风通道,大量新鲜空气通过地表裂隙迅速涌入采空区,为遗煤提供氧气,工作面回采期间存在采空区遗煤自燃隐患,采取注氮、均压等综合防灭火措施,控制采空区遗煤自燃,达到预期效果。

煤体中瓦斯水合固化的力学作用研究进展

为更好地完善我国煤与瓦斯突出预测与防治方法,基于煤与瓦斯突出综合作用假说,提出了瓦斯水合固化防治煤与瓦斯突出的方法。该方法核心是将煤层中瓦斯固化生成瓦斯水合物,不仅能降低瓦斯压力,而且能够提高煤体强度,以达到减弱或消除煤与瓦斯突出危险性的目的。实现了煤体中瓦斯水合物的生成以及含瓦斯水合物煤体力学性质-渗透率原位测试,提出了煤体中瓦斯水合物生成及力学性质-渗透率测试技术及含瓦斯水合物煤体三轴压缩数值建模技术。瓦斯水合固化热力学和动力学条件是防突的理论基础,煤层瓦斯水合物稳定储存是技术前提,瓦斯压力降低及煤体力学性质改善是防突关键,重点围绕水合固化煤体交叉力学问题进行总结。分析认为:(1)瓦斯水合固化防突技术理论框架已经初步形成,并利用数值模拟手段初步探究了瓦斯水合固化对煤体力学特征改善的细观机理;(2)现阶段已证实煤体中水合物生成不仅能降低瓦斯压力,而且能改善其力学性质,高饱和度对提高煤体峰值强度明显;(3)瓦斯水合物生成经历快速、缓慢和稳定3个阶段,且水合物的生成会造成煤体中瓦斯渗流通道阻塞,导致其渗透率降低;(4)高瓦斯压力、高CH4体积分数不仅有助于提高水合物饱和度而且会延缓水合物分解,有助于水合物的稳定存在。需要注意的是,瓦斯水合固化技术防突的可靠度仍需大量重复试验验证,以建立普适化的数据库。综合现有研究结果,对水合固化防突研究目前仍存在的局限性与挑战进行了讨论,并且给出了进一步的研究方向。

改性固废基多孔颗粒吸附CO_(2)及其解吸抑制煤自燃特性研究

煤矿采空区遗煤自燃灾害频发,严重危害矿井安全生产。为了防治采空区遗煤自燃,本文研究了一种胺改性固废多孔材料,并研究了胺改性固废多孔材料的CO_(2)吸附性能及抑制煤自燃特性。研究结果表明,有机胺改性剂能够成功负载在固废多孔颗粒上,并且在不同有机胺(乙醇胺(MEA)、二乙烯三胺(DETA)、四乙烯五胺(TEPA)、聚乙烯亚胺(PEI))改性多孔颗粒中,四乙烯五胺(TEPA)改性多孔颗粒CO_(2)吸附性能最好。CO_(2)吸附实验结果表明,随着改性剂负载量的增大,CO_(2)吸附量先升高后降低,25℃、1bar条件下,有机胺负载量为20wt%时,吸附量最大达到119.24mg/g;改性剂负载量相同时,CO_(2)吸附量随着温度的升高先增加后降低,70℃时吸附量最高,为128.97 mg/g。程序升温测试结果显示,相较于添加未吸附CO_(2)的改性颗粒,添加吸附CO_(2)的改性颗粒后,煤样的交叉点温度升高了29.2℃,有效降低了煤自燃危险性,温度升高过程中改性颗粒吸附的CO_(2)能够解吸,降低煤颗粒周围的氧浓度,从而抑制采空区遗煤自燃。本文研究对促进工业固废的高效利用、推动采空区煤自燃灾害高效防控技术的发展具有重要意义。

综放面采空区漏风规律及防治技术研究

综放工作面采空区漏风易导致遗煤自燃,危及矿井安全。以大南湖一矿1305综放工作面为研究背景,采用数值模拟和现场试验的方法,研究了综放工作面采空区漏风规律,提出了综放工作面端头封堵采空区防漏风技术方案,并在现场进行了试验。结果表明,工作面端头是综放工作面采空区漏风的主要通道,其中进风巷侧端头漏风率达19%;风流在采空区内渗透深度约160 m;工作面端头封堵后,风流在采空区内渗透深度缩减至100 m左右;1305综放工作面端头封堵后,采空区漏风率降低17个百分点。

磁电异常联用技术在矿井火区勘探中的应用

针对新柳矿业周边小煤窑数量众多及小煤窑破坏漏风、引发自燃等问题,致使柳湾煤矿井田产生破坏,研究采用磁电异常联用技术和测温杆红外热像测温反演技术。研究表明:通过磁电异常联用技术和测温杆红外热像测温反演技术的联合应用,可以准确地探测和定位火源,从而实施有效的灭火程序。

永定庄煤业3-5#煤层系统性防灭火设计分析

不仅高瓦斯且易自燃煤层矿井存在火灾隐患,低瓦斯、易自燃煤层矿井同样存在高瓦斯聚集区,需设计合理的综合防灭火系统以确保矿井安全生产。本文已永定庄煤业3-5#煤层为背景,系统分析矿井生产中潜在火灾危险源并指出防治对策,根据该矿的地质条件、开采工艺及注惰性气体防灭火方法、喷洒阻化剂防灭火方法和黄泥灌浆防灭火方法的适应性及优缺点设计得到以日常注氮为主要方法,喷洒阻化剂为辅助手段,黄泥灌浆系统为备用措施的综合防灭火系统,为矿井防灭火系统设计提供借鉴。

复采掘进工作面综合防灭火技术及实践

为确保复采掘进工作面的安全生产,针对复采工作面煤层易自燃的问题,在对运河煤矿F1301复采工作面现场条件以及遗煤自然发火风险分析的基础上,提出了适用于矿井复采掘进工作面的综合防灭火技术。采用风流场调控、均压堵漏、惰化处理、监测探测等有效手段,定性分析了复采条件下的防灭火机理,规范了防灭火技术工艺,量化了防灭火技术参数。通过实施综合防灭火技术,有效控制了掘进期间采空区煤层自然发火风险,使得F1301复采掘进工作得以顺利进行,同时也为工作面的回采创造了良好的防火条件,实践经验可为类似条件下工作面开采提供工程经验支撑。

通风防灭火技术在煤矿中的应用探究

在煤矿生产中,如何搞好矿井的防火工作是保证矿井安全和可持续发展的关键,采用矿井通风防灭火技术可以明显地提高矿井的防火能力。故此,通过对矿井通风防灭火技术的具体运用,从矿井火灾的主要原因出发,探讨了矿井通风防灭火技术的基本原理,并着重对矿井通风防灭火技术的应用进行了分析。

抚顺西露天矿内矿物自燃防治技术研究

针对抚顺西露天矿矿坑内自燃灾害频发并因此导致环境污染和生产安全的问题,现场取煤炭、油母页岩、干馏后油母页岩三种样品进行了实验室工业分析和高温程序升温实验,分别得到了工业分析成果和自燃过程中析出气体规律及放热特性,研究了矿物自燃机理,提出了露天矿自燃监测方法和适宜的防治技术措施。结果表明,煤样品挥发分最高,达到42%,而油母页岩和干馏残渣灰分均超过75%。孔径分布表明各矿物样品大孔和介孔占比很大,易发生氧气吸附作用,从表观结构特征解释了矿物易于氧化自燃的原因。各样品氧化升温过程中易于析出碳氧化合物和碳氢类化合物,气体的成分及浓度与温度密切相关。矿物氧化升温过程放出热量,助推自热进一步发展至自燃。露天矿自燃不仅造成生态环境影响,同时破坏优质煤炭资源,降低边坡强度,可能进一步引发滑坡等地质灾害。自燃监测方面,可采取红外热成像系统,辅助同位素测氡和钻孔测温相结合精准圈定高温自热区和自燃区,从而选取适宜的防治措施进行精准治理,有效地控制了矿坑内自燃的发展,对类似矿山自燃精准防治提供了参考经验。

采矿工程中的智能化技术应用与发展趋势研究

传统开采方法存在一些问题,比如,人工开采效率低,且存在一定的安全风险。随着科学技术的进步,智能化技术在各个领域得到了广泛的推广与应用。智能化技术在采矿工程中的应用,有效地提升了矿山的开采效率,为矿业的可持续发展注入了新活力,提高了矿山开采效率,减少了安全风险,给矿山工程开采带来了更多的可能性。本文阐述了矿山开采的特点,分析了采矿工程现状,并对采矿工程中的智能化技术应用进行了探讨。

基于STM32的煤田火区远程智能分级注水系统及应用

传统的注水方法不科学,注水作业工程量巨大且效率低,造成了大量的水资源浪费,为了解决该技术难题,研究了煤田火区远程智能配注技术,将温度参数采集模块、电路控制模块、流量控制阀集成在智能配注器内并长期置于地面,结合无线通信技术及自动调整算法,形成了包括智能配注器、智能测控充电一体仪及地面通信控制主机的智能配注工艺。开发了监测系统远程调整注水流程和测温流程的作业时间,从而控制注水流量,实现了注水流量2 L/s、1 L/s、0.5 L/s的分级调控。新疆三道坝火区的现场试验表明,煤田火区智能分级注水技术可为煤火区智能化灭火提供技术支持。

复采工作面煤自燃危险区域划分及综合治理技术研究

针对运河煤矿F1301复采工作面煤自然发火事故,基于F1301工作面开采的实际情况,对工作面自然发火隐患进行分析,根据进回风巷钻孔的气样数据将工作面巷道两侧采空区煤自燃的危险程度分为高风险、一般风险和低风险三个级别,对此提出防灭火监测监控系统及综合治理技术,并在实际工程中得到应用,应用结果表明,各观测钻孔内CO浓度整体呈现波动下降趋势,最终稳定在0.024‰以下,有效抑制了采空区内遗煤的氧化进程,消除了F1301工作面开采过程中邻近1301、1302采空区的煤自燃隐患,有利于保障F1301工作面后续的顺利回采。

矿区规划环评在协调地下水资源保护和矿区有序开发中的作用

针对矿区规划环评如何协调地下水资源保护和矿区有序开发的问题,以神东煤炭基地新街台格庙矿区总体规划环评为例,在对矿区总体规划方案布局、周边地下水资源环境特点进行充分调查识别清楚的基础上,客观分析了矿区规划布局与地下水水源地的空间冲突,以及矿区南部矿井开发对红碱淖地下水流系统水资源影响,提出了较为全面的矿区开发布局、规模及时序优化等优化建议,较好地协调了矿区煤炭开发与地下水环境保护关系,实现矿区有序开发与环境保护相协调。

浅埋煤层大采高工作面地表裂隙漏风研究

为了掌握浅埋煤层大采高工作面采空区上方地表裂隙漏风规律,通过地表裂隙考察、SF 6示踪气体现场测试、数据拟合分析等方法进行地表漏风特征分析,并制定专项漏风防控措施进行治理。结果表明:大采高工作面采空区上方距离工作面20 m以上的粘土层地表区域,容易发育形成长期稳定的张开型和塌陷型裂隙;不同区域地表裂隙漏风风速呈现回风侧塌陷型裂隙>中部张开型裂隙>进风侧塌陷型裂隙,且分别距离工作面584、539、487 m后漏风风速基本为零;通过对地表裂隙回填压实和井下回风侧采空区注浆堵漏,在降低上隅角CO浓度的同时增加了O_(2)浓度,有效抑制了采空区的遗煤自燃,减少了采空区惰性气体的涌出。

综放工作面停采期间防灭火方案设计及应用

高瓦斯煤层的开采面临瓦斯与煤炭自然发火并存及耦合的问题,尤其是在工作面停采回撤期间,自然发火风险成倍增长,本文针对8306综放工作面停采期间所面临的防灭火工作难题,首先分析出采空区遗煤多、工作面漏风隐患大、工作面推采放缓甚至停滞等防灭火难题,然后针对性制定了防止采空区漏风、采空区注氮惰化、液压支架后方喷洒阻化剂,以及加强监测监控及预测预报等综合防灭火方案,有效抑制了采空区遗煤的自燃进程,保障了矿井安全生产。

细水雾抑制矿井倾斜巷道火灾数值模拟研究

为探究倾斜巷道内外因火灾时矿井巷道火灾烟气分布规律,针对矿井火灾期间高温有毒烟气严重威胁井下人员避灾和救援工作等问题,采用Fluent数值模拟软件,构建1∶1倾斜巷道模型,通过添加细水雾系统,对7种坡度、2种火源功率下倾斜巷道的烟气运动和温度变化进行研究。研究结果表明,无细水雾的倾斜巷道工况下,下游顶板温度随着巷道坡度的增大而不断升高,在巷道坡度为20°时最高温度达到了265℃;添加细水雾的倾斜巷道工况下,下游顶板温度随着巷道坡度的增大而不断降低,随着坡度的增大,细水雾的降温效果更加明显。

采煤工作面煤柱自燃发火防治技术研究

11302综采工作面回采的11#煤层为自燃发火煤层,采面回风巷护巷煤柱在邻近采面回采扰动、地质构造等多因素影响下内部裂隙发育,导致煤柱局部出现温度升高等自燃发火迹象。为确保11302综采工作面安全回采并解决回风巷煤柱自燃发火问题,提出综合采用煤柱注浆+煤壁喷浆方式进行防灭火,通过煤柱注浆封堵内部漏风裂隙、煤壁喷浆隔绝煤柱与空气接触并封堵表面裂隙,并对注浆及喷浆方案进行详细分析。工程应用后,11302回风巷煤柱局部高温点温度降至正常温度,且采面后续回采期间煤柱内温度均未再出现升温情况,表明现场采用的煤柱自燃发火防治技术取得较好效果。

4种堆积方式治理燕子山煤矿自燃矸石山的应用研究

煤矸石是煤炭开采过程中产生的固体废弃物,由于利用价值低,通常被丢弃在矸石场,逐渐形成矸石山。煤矸石长期堆积过程中经常发生自燃现象,造成人员伤亡和环境污染。以山西省燕子山煤矿矸石山为研究对象,阐述了4种典型煤矸石堆积方式的特点,分析了4种堆积方式下矸石山内部区域的温度水平和CO、 O_(2)体积分数。结果表明:黄土隔离和黄土分层堆积方式能够有效抑制煤矸石山内部温度升高的过程,降低煤矸石的CO产量和O_(2)消耗量;在黄土分层堆积中,随着土层厚度的增加,矸石山自燃抑制作用增强。

综放工作面回撤期间防灭火技术研究

煤矿开采是一项复杂且对技术要求较高的工作,实际开展期间受各项因素影响,容易发生事故,不仅会影响煤矿开采,甚至会造成人员伤亡,危害巨大,因此,在煤矿开采期间必须做好相关内容的探讨,做好分析工作。在概述回撤期间做好灭火的意义基础上,依据工程实例对综放工作面回撤期间防灭火技术进行了深入探讨,希望文中内容对相关工作人员能够有所帮助。

地面钻孔灌浆技术在矿井防灭火中的应用研究

煤矿生产作业主要在深层地下开展,整体开采难度大,而且存在大量安全隐患,尤其是在具体开采中,因为操作不合理,可能会引发火灾,不仅会造成巨大经济损失,引起停产,而且会发生人员伤亡。因此,为了使这一问题能够得到改善,要做好煤矿防灭火作业探讨,合理应用地面钻孔灌浆技术,确保煤矿生产作业顺利、安全进行。在介绍煤矿火灾造成的危害基础上,阐述了地面钻孔灌注浆防灭火技术现况,最终对地面钻孔灌浆技术应用相关内容进行了总结,希望文中内容对相关工作人员可以有所帮助。