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。

煤矿综采工作面均压通风防灭火技术分析

采空区内有毒气体的防治工作和遗煤自燃的防范与治理,是煤矿综采工作面的管理要点,在均压通风防灭火技术的支持下,应加强对综采工作面的火灾因素的分析,提高防灭火技术水平。本文对综采工作面概况展开了讨论,结合综采工作面火灾的发生因素,提出了煤矿综采工作面均压通风防灭火技术应用策略。

青龙寺煤矿顶板隐蔽致灾因素特征分析

顶板灾害是威胁矿井安全、高效、绿色、智能开采的主要灾害,以新民矿区青龙寺煤矿为研究对象,通过航空遥感影像分析、地面地质调查、地质钻探、钻孔地球物理测井、钻孔剖面对比分析、钻孔岩芯精细描述、岩石力学参数测试、地面沉降监测、工作面矿压数据监测等综合技术手段,综合分析煤层顶板隐蔽致灾因素类型、空间分布及其危险性。研究结果表明:煤矿存在坚硬顶板、过深沟开采、碎软-风化基岩顶板、工作面过露天采坑薄基岩开采、采空区大面积悬顶等顶板隐蔽致灾因素类型,针对上述隐蔽致灾因素提出相应的防治措施和建议。研究成果为煤矿安全、高效开采提供地质保障,为邻近矿井及相似地质条件的矿井顶板隐蔽致灾因素分析、评价提供参考。

株柏煤矿急倾斜煤层采空区防灭火技术研究

急倾斜煤层回采过程中较缓倾斜和倾斜煤层更易发生煤体自然发火灾害,相关防治方案的制定和工程施工也更加困难。工作面回采形成的采空区内需要留设保护煤柱,同时采空区具有空室体积大、漏风严重等特点,导致采空区内煤体自然发火诱因多,加之急倾斜煤层的地质特点,使得对采空区内火灾问题的预防和控制较为困难。为保证工作面的安全接续开采,采空区防灭火技术研究成为实现急倾斜煤层条件下安全生产的重中之重。本文结合株柏煤矿地质特征和工作面回采特征,分析诱发火灾的关键因素,相应设计煤矿火灾监测系统,并对工作面回采前、回采期间及回撤期间采空区的防灭火措施展开研究。研究方案可为株柏煤矿及其他同类型矿井火灾防治作业提供技术参考和借鉴。

“钻探+物探”一体化技术在煤矿水害防治中的应用

为了保证煤矿采掘施工安全,解决目前煤矿单一超前钻探施工时精度低、劳动作业强度大等技术难题,燕子山矿决定对掘进巷道提出钻探与物探一体化勘探技术,结合了钻探、钻柱振动录井、孔中瞬变电磁法、孔中电法等技术,能够准确掌握钻探轨迹、煤岩层岩性,对采掘区域附近含水层分布、积水情况实现了准确勘探。将该技术在8218运输顺槽掘进中进行应用,取得显著应用成效。

8101综放工作面搬家期间防灭火技术实践

8101综放工作面在搬家期间CO浓度过高,可能发生采空区煤自燃危险。根据工作面漏风情况、地质条件,分析了CO超限原因,采用采空区自然发火预测预报技术,采空区注氮惰化技术,工作面上下端头封堵、喷洒阻化剂、凝胶及工作面采用倒回风均压通风方式等技术措施,有效地降低煤氧复合氧化能力,杜绝采空区遗煤自燃灾害的发生,保证工作面在搬家期间的安全。

采煤区地表拉张裂缝演化及其控制因素物理模拟试验

基于自制装置室内模拟试验和现场试验,研究了黏土体含水量变化及应力环境改变对采煤区地表拉张裂隙发育的影响,研究结果表明:在30%、35%、40%三种含水量情况下,随着黏土体含水量增高,土样表面拉张裂隙发育宽度和深度均明显降低,且拉张裂隙发育呈现时间上的滞后;当含水量增至40%时,土样表面不会产生拉张裂隙;在土样表面人为形成应力薄弱区,可以有效改变拉张裂隙发育位置;在孙疃煤矿1047工作面通过增湿试验地表"切眼裂隙"发育得到有效抑制;应力引导对地表"风机裂隙"的发育方向造成一定影响。

毕节某矿凝胶防灭火技术实践

为了更加有效防止采空区遗煤自燃,保障采煤工作面安全回采,在某煤矿1072综采工作面采用了注凝胶技术防止采空区火灾。现场使用注凝胶技术后,连续实测得采空区一氧化碳浓度由注胶前的10×10-6下降到注胶后的4×10-6(CO主要来源于遗煤氧化),下降趋势明显;采空区中离工作面越远的区域CO浓度越低。凝胶覆盖遗煤使其不再与氧气接触氧化,有效地阻止了采空区遗煤的自燃。这充分表明:采用的凝胶防灭火技术在1072工作面的实践是切实可行的,为采煤工作面的安全回采提供了安全保障。

皖北矿区主要水害问题及其防治对策

为解决皖北矿区的水害,文章介绍了皖北矿区主要水害问题,阐述了皖北矿区应对水害问题所采取的关键技术为:松散强含水层下煤层安全开采成套技术,底板承压灰岩水上治控技术体系,隐伏陷落柱预测与治理技术,水害预测预警及混合水源识别技术,矿井水文地质条件超前精细探查技术,矿井水资源化利用技术。通过上述技术和管理对策保障了矿区持续安全高效生产,取得了显著的经济和社会效益。

穿越富水煤层段井巷防治水技术研究

为解决陕北侏罗纪煤田内个别矿井受到的严重煤层水害问题,以榆横北区巴拉素井田为例,对其井巷工程穿越富水煤层段防治水技术进行研究。巴拉素井田2号煤层裂隙发育、沟通联系密切,局部存在高压强富水地段,通过井上下联合的钻探、注浆工程对其巷道通过富水煤层段进行水害超前防治。具体主要采用钻孔探查、帷幕注浆、水化学测试、理论分析、孔中窥视、揭露验证等方法,探究了该类水害条件下的矿井防治水技术。结果表明:井下局部煤层水压可达3.81 MPa,单孔最大涌水量198 m^(3)/h;通过钻孔高压注浆形成局部阻水帷幕,单孔起压至约10 MPa可完成煤层水封堵;治理后的钻孔出水pH值在12.20~12.58,平均约12.32,呈强碱性,水质类型大多为OH·SO_(4)-Ca·Na型,证明其注浆材料已充分进入煤层裂隙中;各钻孔之间存在水力联系,结合一次注浆、二次扫孔后的地面注浆压力、钻孔水量水压等数据变化情况,分析判断其封堵效果良好,计算总水量衰减约97.5%以上;通过钻孔窥视进行直接观察,发现注浆治理后的煤岩层段裂隙基本不再出水;根据施工验证钻孔发现注浆改造区域钻孔涌水量不足1 m^(3)/h,巷道实际揭露时的掘进涌水量为1.2 m^(3)/h,最终实现了掘进巷道通过富水煤层段的煤层水害有效防治。本次研究针对陕北侏罗纪煤田榆横北区的煤层水害隐患,提出了“钻孔探查、地面制浆、井下注浆、测试分析、窥视验证”的综合防治水技术,确保了矿井巷道通过2号富水煤层段的安全掘进,为区内条件类似矿井的煤层水害防治工作提供了实际借鉴依据。

坚硬顶板强矿压动力灾害演化机理与超前区域防治技术

工作面上覆坚硬顶板往往不易垮落,破断后易形成动压灾害。以神东矿区布尔台煤矿为背景,针对典型坚硬顶板造成的强矿压动力灾害问题,采用数值模拟、理论分析的方法分析并揭示坚硬顶板弱化前后的应力演化特征及顶板破断机理,提出超前区域防治技术并应用于现场实践。结果表明:坚硬顶板破断演化特征分为3个阶段,即“长悬臂梁”阶段—“砌体梁滑落失稳”阶段—重新压实阶段,其中“长悬臂梁”阶段支架上方顶板应力显著增大至6.8 MPa,破断前支架上方顶板应力为破断后的2倍,其临界破断产生的应力释放是引起强矿压的根本原因,这也是弱化改造控制的主要阶段。基于坚硬顶板灾害发生机理,提出“广域大空间”超前区域防治技术,阐述了绿色、精准、广域的防治优势,以及钻孔轨迹控制、封孔质量控制、多孔联动效应的关键技术及治理评价体系。结合数值模拟进一步验证防治技术的可靠性,当“长悬臂梁”结构弱化后,其破断前支架上方顶板应力为4.6 MPa,降幅32.4%,顶板破断演化特征3个阶段演变为来压前阶段—“砌体梁滑落失稳”阶段—重新压实阶段,弱化后顶板各阶段支架上方顶板应力降幅达到32.4%~79.4%,表明预成裂隙弱面和降低坚硬层完整性能够有效改变顶板破断结构,显著降低来压强度。实践表明:压裂过程产生多次压降,降幅均达到3 MPa以上,探测裂缝发育长度达到30 m以上,压裂前后工作面周期来压步距降幅44.9%,支架来压载荷降幅18.1%,治理效果良好。研究结果可为类似矿区动力灾害治理提供借鉴。

煤矿地区的滑坡灾害及其防治技术

由于特殊的地质结构,煤矿地区是我国滑坡灾害最严重的地区之一。列举了露天矿边坡、采空塌陷区滑坡和厂区滑坡灾害实例,分析了煤矿地区常见的黄土滑坡、堆积层滑坡、基岩顺层滑坡和切层滑坡的特征与发生机理,认为特殊的地层结构和坡体结构是发生滑坡的地质基础,地下水是滑坡的重要影响因素,不科学的人类工程活动是诱因。要预防滑坡灾害,在选线、选厂、选址时必须加强地质工作,查明老滑坡和新生滑坡的规模和性质,工程地质与力学计算相结合评价滑坡的稳定性,提出预防措施建议。同时介绍了我国常用的治理滑坡的原则和排水、减重、反压和支挡等工程措施,以及今后应深入研究的问题。

深井复杂条件下巷道危险区域冲击地压防治研究:以唐口煤矿为例

唐口煤矿6305工作面煤层具有强冲击倾向性、顶底板具有弱冲击倾向性,巷道冲击地压问题显著。在综合分析地质因素的基础上,预测划分出工作面两巷道分别存在重度危险区域2个,中度危险区域2个。通过在巷道掘进过程中采用应力在线监测预警系统、微震监测系统和钻屑法检验,并重点监测预测危险区域,最终确定巷道冲击危险程度,并采取相应的预防措施。结果表明,逐级采用卸压爆破法与大直径钻孔卸压法对冲击地压进行防治,能有效降低冲击地压的危险性。

甄家沟煤矿“等采高”薄煤层采煤机智能化工作面探索

薄煤层开采受煤层厚度限制,存在采高低、采煤机经常割顶或割底,设备选型配套难,磨损大、故障率高、维修量大、工人工作条件差、设备移动困难,矿井采掘比大、掘进率高,采煤工作面接替紧张、经济效益差等难题。甄家沟煤矿是一座资源整合后新建矿井,为了从根本上改善工作面工作环境,探索采用“等采高”薄煤层采煤机,降低采煤机割煤高度,同时装备工作面智能化控制系统,实现工作面无人化、少人化,将采煤工作班工作人数降到3~4人,以提高矿井生产效益。项目实施后将为子长矿区及类似矿区的薄及极薄煤层高产高效开采提供借鉴。

易自燃煤层大采高综采工作面防灭火技术研究

为降低煤层自燃影响工作面回采,本文以3102工作面回采为工程背景,根据工作面生产特点,通过制定工作面正常回采期间、过断层期间、窄煤柱以及邻近采空区等防灭火技术方案,实现了煤层自燃的针对性防治,确保了工作面回采期间安全。研究成果为其他类似矿井易自燃煤层开采期间防灭火工作开展提供了经验借鉴。

均压防灭火技术在煤矿的实践与应用探讨

综采放顶煤技术应用极其普遍,然而存在因冒落高度大而导致不同煤层连通的漏风现象,引发采空区自然发火的现象,威胁煤矿的安全开采。本文重点探讨均压防灭火技术在煤矿的实践应用,进行不同条件下采空区自燃"三带"的模拟,通过适当的均压措施减小 "自燃带"的宽度,并使采空区整体后退,进行示踪气体采空区漏风测定,获悉风流稳定性和安全推进度,并通过采空区气体监测分析获悉采空区自燃"三带"的分布特征,较好地防治煤炭自然发火的现象。

煤矿井下老空水的防治技术研究

本文首先简述了老空水的特点和防治老空水问题的意义,接着深度剖析了导致煤矿井下老空水问题的原因,最后详细列举了有效防治煤矿井下老空水问题的方法,为日后解决老空水问题提供了参考依据。

煤矿区域地质灾害时空分布与安全防治技术

为充分了解煤矿区域地质发展规律,为灾害的有效治理提供可靠参考依据,提出一种煤矿区域地质灾害时空分布与安全防治技术。采集煤矿区域遥感图像,并实施图像校正、图像均色、图像去噪预处理,以处理好的图像为基础,提取图像特征,识别灾害区域,确定灾害类型,界定灾害范围,分析灾害时空变化特征,进而提出“防和治”联合治理方法。结果表明,随着时间的推移,灾害区域面积都呈现逐渐扩大的趋势,塌陷灾害主要向着西北方向扩散,滑坡灾害主要向着西南方向成扇形发展。经过防治后,研究区两种地质灾害指数都有所降低,其中塌陷区域灾害由高风险降低到了一般风险,滑坡区域由较高风险降低到了较低风险,安全防治效果较佳。

塔山矿8305工作面无煤柱开采综合防灭火技术

为解决塔山矿8305工作面无煤柱开采时采空区遗煤自燃问题,分析认为采空区防灭火管理难度大、临空侧封堵技术匮乏是防灭火难点。为此,工作面设计初期采取喷洒阻化剂防灭火为主,后期工作面初次来压、顶板完全垮落,采取向采空区埋管连续不断注氮,注氮流量设计为1080 m;/h,通过对采空区气体取样分析,O;体积分数保持在1.5%以下,保障了工作面的安全开采。

小窑破坏区巷道掘进防灭火技术研究

为确保运输巷掘进安全,提出采用钻探方式对掘进范围小煤窑开采破坏区进行探测并对潜在的遗煤自燃点进行灌浆、密闭等处理。现场应用后,运输巷得以安全通过小煤窑破坏区,期间未探测到CO等自燃发火标志性气体,表现现场采取的综合防灭火技术取得较好应用成果。研究成果可为其他矿井类似情况下的回采巷道掘进防灭火技术开展提供经验借鉴。