下沟矿综放面末采撤架期间煤自燃防治技术研究

论文摘要

近年来,随着国民经济的发展,我国煤炭的生产量与消费量节节攀升。目前我国已经成为世界上最大的煤炭生产国和消费国,但是煤矿安全问题也变得日益严重,火灾已经成为矿井的主要自然灾害之一。下沟煤矿ZF4402工作面属综放工作面开采,在开采过程中,漏风严重,导致煤层自燃更加严重,自燃规律更加复杂,治理难度加大。首先,根据煤层群自然发火的一般特点,并结合下沟矿的矿井地质及开采条件,分析下沟矿煤层群自然发火的特点;其次,利用XKIII型煤自然发火实验台对矿区煤样进行“煤自然发火实验”研究,测试出煤层在近似现场条件下自燃的升温速度、耗氧速率、CO、CO2产生率、放热强度、特征温度、自然发火期等自燃特征参数,建立了煤自然发火预报指标气体体系;然后,结合下沟矿实际开采条件和开采工艺等技术参数,分析总结出了矿井煤层自然发火的重点地带,根据综放面煤层自燃特点及规律,建立了以煤自燃指标气体和煤体温度监测为主的自然发火早期预报体系。研究了综放面快速防灭火技术,应用一次性快速成孔钻具,成功解决了向采空区松散煤体施工灭火钻孔的难题。最后,通过ZF4402工作面的安全回采,证明了高分子胶体在防治综放工作面末采和撤架期间煤层自燃火灾方面的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 煤自燃学说
• 1.2.2 煤层自燃预测技术研究现状
• 1.2.3 煤层自燃预报技术研究现状
• 1.2.4 现有矿井防灭火技术及其特点
• 1.3 本论文的研究内容
• 1.4 本论文的研究方法及技术路线
• 2 下沟矿概况及煤层自燃特点
• 2.1 下沟矿矿井概况
• 2.1.1 井田概况
• 2.1.2 地质特征
• 2.1.3 井开拓开采及生产概况
• 2.1.4 通风与瓦斯概况
• 2.2 下沟矿煤层自燃原因及特点
• 2.2.1 煤层自燃的一般特点
• 2.2.2 综采面采空区自燃特点
• 2.2.3 巷道周边煤体自燃特点
• 2.3 本章小结
• 3 下沟矿煤自然发火实验研究
• 3.1 实验原理
• 3.2 实验装置
• 3.2.1 炉体结构
• 3.2.2 供风系统
• 3.2.3 气体采集与分析
• 3.3 实验条件
• 3.4 实验结果
• 3.5 结果分析
• 3.5.1 耗氧速度
• 3.5.2 放热强度
• 2 产生率与煤温的关系测定'>3.5.3 CO、CO₂产生率与煤温的关系测定
• 3.5.4 煤样自燃极限参数
• 3.5.5 特征温度及其气体表征
• 3.6 本章小结
• 4 ZF4402 工作面末采撤架期间防灭火
• 4.1 ZF4402 工作面概况
• 4.2 末采和撤架期间工作面采空区浮煤自燃的监测
• 4.2.1 采空区埋管监测方案
• 4.2.2 工作面安全监测
• 4.2.3 工作面日常观测
• 4.3 末采和停采撤架期间防灭火技术措施
• 4.3.1 采空区注氮
• 4.3.2 加强采空区两道的封堵工作
• 4.3.3 停采线架后的处理
• 4.3.4 防灭火材料及工艺
• 4.3.5 加强生产管理
• 4.4 效果分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献