冲击性煤层综放面采空区漏风区域识别及控制方法研究

矿井煤层发生冲击失稳易诱发矿压灾害,且工作面间煤柱破碎形成漏风通道,采空区自燃危险性增强。以孟村煤矿401103深埋冲击倾向性超长工作面为工程背景,通过分析工作面开采时漏风及煤自燃诱因,测定工作面及相邻采空区的漏风规律并数值模拟验证煤自燃危险区域,从而制定漏风控制及煤自燃防控措施。结果表明:401103工作面受冲击矿压影响较大,漏风供氧增加了采空区遗煤自燃的风险;漏风观测数据表明面间煤柱存在漏风通道,使得两工作面采空区形成了复合漏风采空区;在401103工作面推进过程中,煤自燃危险区域主要集中于工作面后部采空区,工作面进风隅角与其临近的401102采空区产生明显的漏风涡流区。采用束管监测、漏风封堵、材料阻化与调节风量等综合防控措施,有效控制了工作面及相邻采空区的遗煤自燃,保证了工作面的安全开采。

急倾斜煤层放顶煤开采火灾成因及防治研究

通过现场统计及相似模拟实验,对急倾斜水平分段放顶煤开采火灾成因进行了深入研究。研究表明:急倾斜煤层开采过程中的围岩动态运移与发火区域有关。综放工作面发火均集中在顶板侧煤层,工作面每次发火均不是本水平煤层自燃所致,而是由工作面上部靠顶板侧采空区首先发火,并随放顶煤过程进入工作面所致。围岩变形破坏生成的裂隙供氧通道是造成采空区靠顶板侧发火的主要原因。堵塞漏风供氧通道以便切断采空区残煤自然发火的外部因素是保证急倾斜煤层分段放顶煤安全高效开采的关键措施之一。

色连二矿煤层自然发火规律研究及对策

针对色连二矿2-2煤自燃特点及12205工作面开采状况,通过模拟试验和开采实践,研究了2-2煤层自然发火规律。结果表明：（1）2-2煤层自然发火期短（〈20d）,氧化性强,升温速度快,能够贫氧（氧浓度3%~5%）氧化,后期发展迅速（达到150℃时,1d内可自燃）。（2）乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）两种气体可作为采空区遗煤温度达到50℃左右的温度指标气体。（3）1 000×（CO/ΔO2）值可作为采空区遗煤氧化快慢的预警指标。该值小于2时,工作面可正常回采;大于2时,采空区遗煤增加或煤体氧化加速,要采取连续注氮等防灭火措施。

国家自然科学基金面上项目 “叠加效应影响下采空区CO异常涌出表征和动态预警方法(52074156)”项目介绍

1研究意义煤层自燃火灾是矿井主要灾害之一。煤自燃防治是煤矿安全一项重要工作,煤自燃防治的关键在于早期预报。目前CO含量是煤自燃早期预报中最常用的指标,漏风汇CO涌出代表煤炭可能发生自燃。现场实践表明,采空区是煤自燃防治重点区域,除了煤自燃产生CO外,常温环境下CO也存在涌出,这严重制约煤自燃的科学准确预测预报,而常温情况下采空区CO涌出分为内在原因和外在原因。内在原因包括:抽放负压和周期气压等因素造成采空区漏风供氧加剧,使得遗煤加速氧化产生CO;采空区煤(岩)破碎、摩擦和冲击等因素使得CO突然增加;采空区遗煤常温环境下缓慢氧化使得采空区CO增加。

处理井下煤自燃的方法

在井下采掘生产过程中,煤层一旦被揭露,则有自燃的可能,可在氧化的过程中自燃,有的煤发火期只有2～3个月。如平顶山高庄矿1/3焦煤就是如此,笔者积十多年与煤自燃处理过程中之经验,总结处理方法有下列六种方法: 一、仓帮仓顶法:在施工巷道通过老巷或上分层停采线的局部地段发现有一氧化碳溢出(煤自燃征兆)。