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。

基于CFD的采空区三维流场分析及注氮参数优化研究

注氮是煤矿采空区发生自然发火征兆时常用的抑制措施,因其效果显著、安全可靠等特点被广泛应用于采空区灭火实践。注氮位置选取、注氮量的多少等直接影响注氮的效果及成本;采用数值模拟及现场实测相结合的方法,对注氮防灭火参数进行优化。以试验工作面为原型建立仿真物理模型,通过现场实测数据验证模型的有效性。在开展数值模拟试验的过程中,通过研究不同注氮位置、不同注氮流量等对采空区“三带”的影响,找到最优注氮参数,并进行了现场实测验证。研究结果表明,注氮口在进风侧距离工作面50 m处、注氮流量1 000 m~3/h时,注氮效果良好且成本最低。

大倾角工作面采空区均压-注氮联合防火数值模拟研究

以峻德煤矿93172大倾角外部漏风工作面为例,研究大倾角外部漏风采空区均压参数合理性以及对注氮防火的影响。采用Fluent数值模拟方法对采空区进行流场分析,充分考虑位压的影响,合理设置工作面和采空区进回风口及漏风口压力边界参数;建立了“L”形大倾角采空区冒落分布模型,进行采空区“恰当均压”,“欠均压”,“过均压”数值模拟,探究不同均压工况的采空区自燃三带分布,同时探讨了采空区均压注氮的合理参数选择。结果表明:“恰当均压”的采空区自然氧化带宽度最短;注氮防火应在“恰当均压”条件下进行,否则将会极大降低采空区惰化效果,徒增注氮量。研究结果对现场科学制定均压-注氮联合防火措施提供理论指导,同时压力边界参数设置方法为大倾角工作面采空区均压-注氮联合防火相关数值模拟研究提供科学参考。

某注氮气井修井溢流事故案例分析

注氮气三次采油已作为油气田增产的重要开发方式,随着注气规模的增加,气窜问题严重,因此在修井作业过程中应重点加强对安全风险的控制。通过对某注氮气井修井过程中发生的溢流事故案例深入分析,明确了修井作业过程中溢流发生原因并提出了相应预防措施,应用后取得了实效,应用结果可为同类作业的风险防控提供借鉴和参考。

台阶型煤体孤岛开采自然发火防治技术应用

金桥煤矿1306工作面四面临空,孤岛布置,分层开采,上分层存在遗留煤柱,形成了特殊的“台阶型”构造。针对1306工作面漏风通道多,自然发火风险较大的实际,分正常回采、回撤2个阶段制定针对性防灭火措施。回采期间采取了沿空喷涂、采空区注氮、停采线及采空区压注凝胶、遗煤喷洒阻化剂等措施,回撤期间重点采取了架后压注凝胶措施。通过对安全监控系统、采空区微漏风监测系统及人工检测数据进行耦合性分析,对1306工作面防灭火效果进行验证,得出1306工作面防灭火措施落实得当,肯定了台阶型煤体孤岛开采自然发火防治技术的成效。该技术能够为后续不规则工作面防灭火工作提供技术支撑,对类似开采条件的矿井有一定的借鉴作用。

长柱塞短泵筒注采一体化管式泵的优化设计

常规机采井管式泵因其结构特点不适用于注氮气驱油作业,易造成卡泵、套漏,增加修井成本,影响生产时效。通过分析注气腐蚀结垢的机理,并在常规抽油泵的基础上创新的研发出了一种可注气并且能防垢的长柱塞短泵筒注采一体化管式泵,在泵筒上设置注气孔,注气期间下放柱塞露出泵筒上的注气孔,柱塞始终放在泵筒内,使注入的氮气和流体不与柱塞、泵筒直接接触,并且设计的长柱塞、短泵筒结构可避免垢物落入泵筒内,达到防垢的效果。该工艺在塔河油田现场成功试验15井次,平均单井注气量为150×10^(4) m^(3),注气、生产均正常。该工艺结构简单,可同时满足注气和提液需求,具有很高的应用前景。

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。

矿井采空区注氮防灭火的优化改进及效果分析

为有效防止采空区内遗煤的自燃,实现矿井的安全开采。通过对注氮防灭火技术优化改进,确定注氮量1 900 m~3/h,注氮口位置75 m;注氮管路直径由202 mm降为171 mm;缩短注氮线路及采用非间隔式的注氮工艺。优化后,在持续注氮下,采空区内的氮气浓度逐渐增加、氧气浓度逐渐降低,惰化效果明显;并经现场应用后,进、回风巷CO体积分数先上升后下降,且均小于0.002 4%,达到防灭火效果。

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。

王坪煤矿8306孤岛工作面回风顺槽掘进期间防灭火技术

针对晋能控股煤业集团王坪煤矿小煤柱沿空掘进期间存在采空区遗煤多、小煤柱存在裂隙及采空区漏风等自然发火隐患,提出一系列的防灭火技术方案,包括喷浆、注氮、气体体积分数及气压差监测,并在现场进行了实践应用,取得了良好的防灭火效果,保证了8306孤岛工作面小煤柱沿空巷道的安全掘进,为其他矿井类似情况下的掘进工作面防灭火工作开展提供经验借鉴。

液氮防灭火技术在矿井综采面火灾防治的中的应用

针对山西焦煤汾西矿业正善煤业21005综采工作面初采期间CO超标,且采空区条件复杂、遗煤自燃防治难度高等问题,提出采用以地面注液氮为主、井下注氮气为辅的火灾防治措施。通过地面钻孔及井下管路向21005采空区注入195 t液氮,同时通过矿井已有的注氮管路持续向21005采空区注入氮气。液氮注入结束后工作面采空区15~20 m以外位置O_(2)浓度迅速降至遗煤氧化自燃临界值(7%)以内,且未监测到CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)等遗煤自然发火标志性气体,表明现场采用的火灾防治措施效果显著。

综合防灭火技术在近距离煤层群综采面的应用

开采近距离煤层群时,受采动影响,采空区裂隙发育,漏风增大,导致采空区防灭火难度较大。针对21005综采工作面与上覆9#煤层采空区间距小、采空区漏风裂隙发育等导致采空区遗煤可能发生自燃问题,提出快速封闭采面并通过注液氮实现快速防灭火;在启封后通过以束管监测及安全监控为主、人工检测为辅的火灾早期预警系统强化火灾预警能力,采用注氮气、均压通风、喷洒阻化剂等防灭火技术措施确保后续回采安全。现场应用后,21005采空区遗煤自燃问题得以较好解决,为采面煤炭安全高效回采创造了良好条件。

红树梁煤矿浅埋煤层防灭火技术探索与应用

矿井火灾是煤炭开采过程中的主要灾害之一,会对煤矿的安全生产构成严重威胁。为保障红树梁煤矿开采工作的顺利进行,基于矿区自身的煤层性质及赋存条件,对浅埋深煤层自然发火的防治技术展开探索。在分析注氮、喷洒阻化剂、采后灌浆、均压等防灭火措施的基础上,配合日常火情预测预报系统以及合理的采煤工艺和通风系统,提出了适合该矿区的经济高效的综合防灭火技术。实践表明,该技术可以有效确保工作面安全顺利回采,提升矿井的安全生产水平,具有一定的应用价值。

采空区注氮防灭火技术的优化设计及工艺改进

为降低遗煤自燃危险性,增强注氮防灭火效果,通过模拟分析不同注氮位置、注氮量下采空区氧浓度分布情况,确定最佳注氮量为1400 m^(3)/h、注氮位置为距工作面40 m处;将注氮工艺由间隔式改为非间隔式注氮工艺,并采用悬挂挡风帘、搭挡风墙措施可防止氮气的流出。改进后,采空区内CO浓度先增大后降低,且进回风巷CO浓度均小于最高CO浓度0.024‰,表明该注氮工艺能够抑制采空区煤的自燃氧化。进遗传算法优化双环管网案例和河内管网案例,与多种算法对比,证明了改进遗传算法在实际应用中的可行性。

15107面采空区注氮量数值模拟及工艺优化

15107工作面采空区存在漏风量较大、遗煤易发生自燃的问题,利用Fluent数值仿真软件,模拟不同注氮孔深度和不同注氮量对采空区自燃“三带”的影响,得出最优氮气注入深度为75 m、最佳氮气注入量为1900 m^(3)/h。通过现场监测,结果表明,使用非间隙氮气注入改进工艺,15107工作面进风巷及回风巷的CO浓度均小于24 ppm,有效降低了采空区遗煤自燃概率,防灭火效果好。

大采高综采工作面防灭火技术优化及效果分析

为优化杭来湾煤矿30201工作面防灭火技术,解决上隅角CO超限问题,结合大采高工作面特点分析CO超限原因,利用预埋束管观测和数值模拟相结合的方法判定采空区煤自燃危险区域,提出工作面防灭火技术优化方案,并对优化效果进行研究分析。结果表明,采空区煤自燃危险区域为氧化带范围,回风侧氧化带距工作面14~140 m,进风侧氧化带距工作面280~410 m;工作面防灭火技术优化后,回风侧氧化带距工作面5~85 m,进风侧氧化带距工作面210~285 m,氧化带宽度缩短约60 m,窒息带明显前移,表明防灭火技术优化有效。

自燃煤层切顶卸压沿空留巷防灭火技术研究

为解决自燃煤层切顶卸压沿空留巷过程中采空区防灭火问题,以平煤二矿庚20-21100工作面为背景,采用理论分析、实验室试验、数值模拟等方法研究了切顶留巷采空区自然发火特征,基于分级防控防灭火的思路,制定了防漏风和间歇性注氮防灭火技术措施,并在现场成功应用。结果表明:庚19、庚20煤层自然发火标志性气体以CO和C_(2)H_(4)为主,以C_(2)H_(2)为辅;采取防漏风及注氮防灭火措施对采空区遗煤氧化的抑制作用明显;现场采取采空区防漏风及间歇性注氮措施后,在留巷及留巷复用期间,未监测到自然发火指标气体,实现了自燃煤层切顶卸压沿空留巷安全开采,为类似条件防灭火提供了一定的借鉴。

采空区自燃危险区域判识与防控技术研究综述

采空区遗煤自然发火问题一直是煤矿火灾防治工作的重点,掌握煤自燃危险区域分布规律是采取防控措施的关键。结合该领域的国内外最新研究成果,采用文献调研与理论分析的方法,系统分析了采空区自燃危险区域判识的理论基础、演化历程和判定条件,定性总结了煤自燃火灾防控技术的有效性及适应性。综合分析认为:采空区覆岩应力应变-孔隙度-漏风强度-气体体积分数的链式变化和重新分布是采空区自燃危险区域形成的根本原因,采用动态参数判定自燃危险区域更符合现场实际;在工程实践中,注氮、堵漏技术对氧化自燃带宽度的减小呈现出明显效应。

虎峰煤矿孤岛工作面安全防灭火技术实践

针对孤岛工作面漏风通道多、阻化剂和黄泥灌浆防火效果差的问题,结合虎峰煤矿2-103工作面开采地质条件,根据回采工作面不同开采阶段的特征,制定了不同的漏风通道封堵和注氮防火方案,并进行了现场试验。试验表明,通过采取堵漏和注氮技术措施,能够有效控制工作面采空区自然发火,整个回采过程中安全可控。

一种排油注氮灭火系统设计与应用

针对传统排油注氮灭火装置控制回路简单、抗干扰能力差、动作逻辑单一等缺点,从排油注氮灭火装置的结构、设计参数等方面进行针对性改造,并对其日常维护事项和常见故障及处理方法进行分析,为设备检修及维护提供依据。