高瓦斯易自燃厚煤层防灭火技术

以彬长矿区为例,建立煤自燃预测预报体系,阐述了针对工作面不同回采时期的灾害特点,分阶段进行治理的防灭火技术体系,重点介绍了不同回采时期的防灭火技术方案和参数,即在回采初期利用高抽巷灌注防灭火介质,在中期采用上下隅角封堵漏风和架间注凝胶隔离带的防灭火技术,在采后封闭期采用转储式液态CO_2进行惰化与冷却,先后成功治理了10余次的浮煤氧化现象。

基于BP神经网络的煤自燃温度预测研究

为了研究煤在氧化升温过程中CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4等气体对温度的反馈作用,并通过各气体的数据准确预测煤自燃的温度。以赵楼煤矿为背景,采集部分煤样,放入煤自然发火实验炉中,通过数控程序系统,模拟煤自然发火时的漏风强度和供氧量,收集指标气体和温度等相关数据。采用气体成分分析法和神经网络算法建立BP神经网络预测模型,选取CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4气体浓度作为神经网络的输入层,煤温作为输出层,设置8个隐含层神经元对煤自燃情况进行预测。结果表明:经过训练后,预测温度与实际温度基本吻合,误差控制在0~0. 00065,该预测模型的建立对于矿井煤自燃早期预报有着极其重要的指导意义。

厚煤层综放开采对覆岩含水层影响评价及防治水措施研究

针对西部矿井高产高效生产模式下造成矿井防治水工作难度增加的问题,以小庄煤矿4#煤层综采放顶煤工作面为工程背景,采用关键层理论、数值模拟、比拟分析三种不同方法研究确定了小庄煤矿4#煤层综采放顶煤开采的裂采比,并采用'三图-双预测法'评价了综采放顶煤开采对地下含水层的影响,为确保小庄矿4#煤层工作面安全回采提出了防治水措施。研究结果表明:小庄煤矿采用综采放顶煤开采覆岩裂采比最大为20. 30,覆岩破坏最大高度为243. 6m,导水裂缝带发育高度将波及到宜君组含水层和洛河组下段含水层。

高地压巷道动力显现区域围岩稳定性的钻孔窥视分析及对策

针对高地压作用下小庄煤矿40204运输巷在工作面超前区域的动力显现问题,采用钻孔电视成像仪对该区域内8个巷道断面进行了钻孔窥视探测,研究裂隙在顶板、煤柱帮和实体煤帮内的发育程度及分布规律,进而分析该区域巷道围岩的稳定性。根据研究结果,采取加强支护及煤体卸压措施,降低围岩局部应力集中,保持支护结构完整。研究表明,工作面超前60 m范围内围岩裂隙较为发育,支护损伤较大,稳定性较低。在工作面超前区域内,区段煤柱帮的裂隙比实体煤帮更为发育,稳定性相对较低;工作面超前区域顶板离层较为严重,需要加强顶板支护强度,以保障巷道顶板的稳定性。依据钻孔窥视结果,采用锚索配合槽钢补强支护及煤体爆破卸压措施;经过钻屑法检验,上述措施有效降低了巷道冲击危险性。

矿井瓦斯治理及防灭火技术研究

我国是一个煤矿大国,随着社会经济的快速发展,人们对于煤矿的开采越来越大,使得煤炭开采面临诸多问题,比如,瓦斯等引起的矿井火灾,甚至矿井瓦斯爆炸等,给采矿工作人员的生命带来严重威胁。因此,如何有效提高矿井瓦斯的治理,增强防灭火技术的应用,成为各个煤矿企业备受关注的问题。对此,文章主要针对矿井瓦斯的治理和防灭火技术进行了详细探究,为煤矿安全开采打开一条稳健发展道路。

煤矿瓦斯抽采钻孔密封材料技术优化及工程实践

文章针对本煤层瓦斯抽采过程中钻孔密封材料及其使用技术进行了分析优化,在矿井特点的基础上加以技术改进,提出了操作工艺及措施,并通过现场工程实践得出相关参数,以期为煤矿相关工程提供参考借鉴。

大佛寺煤矿综合防灭火应用技术

介绍了大佛寺煤矿因地制宜,采取综合防灭火措施,对综放工作面防灭火管理,有效地防治煤炭自然发火,确保矿井安全生产的具体作法。

高瓦斯易自燃冲击矿压条件下煤层综合防灭火技术研究

文章首先分析了高瓦斯易自燃冲击矿压条件下工作面防灭火的难点,并且指出了冲击矿压对煤炭自燃的影响。实验测试了胡家河矿401101工作面煤自燃指标气体的变化规律,为工作面煤炭自燃的预测提供了科学依据。详细阐述了工作面回采时期上下隅角封堵、采用凝胶墙隔离、采用三相泡沫大范围覆盖浮煤的综合防灭火技术实施方案和参数。实践证明该方案能够有效的保证工作面的顺利开采,为同类矿井工作面的防灭火提供了宝贵的经验。

采空区上覆岩层破坏高度的预测

煤矿开采后采空区上覆岩层由上而下依次形成垮落带、裂缝带和弯曲下沉带。采用井下钻孔的方法对大佛寺煤矿采空区上覆岩层现场观测,得出了垮落带和裂缝带的发育高度,并理论推算出了其发展规律的二次预测模型。预测结果表明:从距回风巷10m的位置处起,垮落带开始发育,其最大高度距煤层顶板约为0～1.3m,裂缝带最大高度距离煤层顶板27.6m,该模型的获取为大佛寺40106工作面煤的自燃防治及高抽巷瓦斯抽放提供了重要的理论依据。

再论含水层富水性评价的“富水性指数法”

针对现有含水层富水性评价方法中指标权重均为固定不变的常权,忽略了单个主控因素内部之间的变化和多个因素组合状态下的变化,在“富水性指数法”思想指导下,提出了一种基于分区变权理论的富水性指数法,不仅能确定不同评价指标的权重,而且能确定同一指标处于不同状态值时的不同权重。从影响含水层富水性的岩性差异、水力特性、构造因素、地球物理参数4个方面出发,建立了能够较为全面真实刻画富水性分布规律的四大类十六小类主控因素体系;提出了主控因素指标值标准化以及无量纲化处理方法,为多因素的信息融合分析奠定了基础;应用变权理论,运用动态聚类中的K-均值聚类方法划分了主控因素各指标的变权区间阈值,研究了状态变权向量的构建及调权参数的确定方法,定量确定各主控因素对含水层富水性的相互作用关系以及相对重要性大小;构建了基于变权理论的富水性指数评价方法和数学模型。同时以彬长矿区小庄煤矿巨厚洛河组砂岩裂隙含水层为例,详细说明了基于分区变权理论的富水性指数法的具体实施步骤,利用5组抽水试验数据对评价结果进行了校正;结果表明小庄煤矿洛河组充水含水层富水性强度从西北向东南呈递减趋势,较强~强富水区主要分布在二、三盘区,一盘区西部边界也有小范围分布;中等富水区呈条带状分布于矿区中部偏西和五盘区西北部,其余地区为较弱~弱富水区。最后,将其与传统常权评价结果对比,证明变权模型更能体现含水层非均质的特性,预测精度更高。

大倾角综放开采覆岩应力分布及破坏规律研究

采用FLAC3D数值计算软件对吉新煤矿大倾角综放工作面开采进行数值分析,得出覆岩应力、支承压力及空间应力场分布规律,并对采场空间位移及破坏场进行分析,围岩破坏场特征呈非对称特点。提出顶煤放出及顶板控制的指导性建议,为现场开采提供了科学依据。

深部特厚煤层首采工作面瓦斯涌出特征及规律研究

以彬长矿区胡家河煤矿单一特厚煤层首采工作面为背景,采用理论分析和现场的瓦斯监测相结合的方法,通过对回采工作面风流中瓦斯浓度的定点定时连续考察,对工作面的瓦斯源的构成配比、涌出时空分布和涌出特征,以及涌出量与开采条件、推进速度和地质条件的影响关系进行研究,以得出单一特厚煤层首采工作面瓦斯涌出特征及规律,为矿井的安全高效回采提供保障。

基于地震CT探测的小庄矿工作面冲击危险性评价及防治

为了探明小庄煤矿40204工作面冲击危险性区域,并划分危险等级,采用PASAT-M型便携式微震探测系统对小庄煤矿40204工作面冲击危险性进行地震CT探测和评价。结果表明,在探测期间40204工作面探测区域内的煤岩层总体处于弱冲击危险等级;采空区侧向支承压力、工作面超前支承压力以及相邻采空区切眼附近"拐角"煤柱的影响是40204工作面冲击危险性升高的主要原因。根据探测结果有重点地开展煤层爆破卸压措施,提升了冲击地压防治效率与效果。

大佛寺煤矿40104综放工作面火区启封安全回撤技术实践

根据大佛寺煤矿40104综放工作面现状,分析了火区启封条件,提出启封回撤方案,以及启封回撤期间的通风方式、瓦斯抽采技术,堵漏、注氮、打钻注浆等一系列防灭火技术措施。实践证明,启封回撤期间的安全技术方案实施后,保证了工作环境的CO浓度、CH4浓度、温度、风量满足安全要求,将设备顺利、安全地撤出了工作面。

高瓦斯易自燃煤层综放工作面回撤工艺研究

针对小庄煤矿40203综放工作面瓦斯高、煤层自然发火期仅22 d、末采及回撤期间矿压显现明显等情况,研究了工作面末采及回撤通道施工工艺,采取了掩护式液压支架回撤工艺,避免传统回撤工艺工作量大、耗时、耗力,安全风险高的弊端,功效提高2.1倍,保证了工作面安全、高效回撤。该成果对类似条件下综放工作面回撤具有借鉴意义。

高瓦斯易自燃煤层综采面上下隅角快速封堵技术研究

文章通过数值模拟分析了在工作面上、下隅角采用的封堵措施,以及在防治采空区漏风方面所起到的重要作用。针对大佛寺煤矿高瓦斯、易自燃、漏风大的特点,结合40104工作面的实际情况,采用卡佛尼预制块对该工作面的上、下隅角进行快速封堵,结果表明:与传统的堵漏方法相比,该方法具有安全、高效、环保等优点,具有广阔的推广前景。

水平定向钻孔在大佛寺煤矿瓦斯抽采中的优势探讨

煤矿井下水平定向钻孔在煤矿瓦斯抽采中具有明显的技术优势。通过对大佛寺煤矿常规钻孔工作面瓦斯治理技术的分析,指出了其中不足;经过对定向长钻孔钻进工艺、布孔技术进行分析以及通过大佛寺煤矿现场应用,得出定向长钻孔有利于实现工作面瓦斯区域集中抽采的结论;瓦斯抽采统计数据分析对比证明定向长钻孔瓦斯抽采效率要明显优于常规钻孔。

大佛寺煤矿加强科技创新工作的实践

大佛寺煤矿是陕西煤业集团、陕西煤田地质局和陕西省彬县煤炭总公司3家合资组建的陕西彬长矿区开发建设有限责任公司在彬长矿区开发建设的第1个特大型矿井。矿区建设至今,在公司领导的大力支持和带领下,通过矿井生产工作中的实践,在矿压研究和控制、综合防灭火、瓦斯管理及及信息化方面都取得了令人瞩目的成绩。

小庄煤矿液态CO2防灭火技术实践

针对小庄煤矿40203综放工作面采空区出现自然发火隐患问题,分析了该工作面自然发火原因、液态CO 2防灭火机理及施工工艺,成功实施了液态CO 2防灭火技术在现场的应用。在向40203综放工作面采空区灌注液态CO 2后,采空区出水温度由灌注前的36℃降至26.5℃,上隅角袋子墙内CO浓度由灌注前的0.0067%降至0.0051%,上隅角采空区19 m处CO浓度由灌注前的0.0072%降至0.0053%,采空区出水温度和CO浓度显著下降并维持稳定。实践表明,该技术成功遏制了采空区遗煤进一步氧化升温,消除了采空区自然发火隐患,保证了工作面的安全回采,也为矿井防灭火工作积累了可借鉴的实践经验。

化学材料在大佛寺煤矿巷道加固及裂隙封堵中的应用

大佛寺煤矿为高瓦斯、易自然煤层,在开采过程中,存在着治理瓦斯及防灭火双层困难,由于受震动及顶板压力影响,在密闭墙加固及裂隙堵漏处理中,采用新型材料马丽散进行实践和工艺探索,取得了成功,减轻了工人劳动强度,在煤矿密闭墙瓦斯堵漏和防灭火漏风方面取得了一条行的途径。