综放工作面不同回采时期采空区防灭火技术研究

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煤矿综放工作面防灭火技术研究

煤矿综放工作面防灭火技术研究

煤矿综放工作面防灭火技术研究摘要:在煤矿行业的发展过程中,火灾问题一直威胁着井下施工人员的人身财产安全。

火灾的发生,不但会给在井下进行施工作业的工作人员带来直接的人身伤害,还会给其家庭带来痛苦,为社会发展带来不好的影响。

与此同时,火灾事故的发生,也会给企业带来重大财产损失。

因此,研究煤矿企业的防灭火技术是十分有必要的。

本文基于煤矿综放工作面防灭火技术研究展开论述。

关键词:煤矿;综放工作面;防灭火技术研究引言自然发火煤层,尤其是运用综采放顶煤工艺进行开采的煤层,其采空区存在较多的浮煤,若不能及时处理,极易导致自燃问题。

为有效避免内因火灾的发生,在开采过程中可采取注凝胶、注氮等措施,以及运用赛福特SF-3高分子材料来封堵采空区的沿空掘巷,可有效避免内因火灾的产生。

1煤矿生产中通风防灭火技术的应用意义改革开放以来,我国的能源产业获得了巨大的发展。

在传统能源领域,煤矿的开采规模日益扩大。

煤矿产业规模的扩大也带动了一些地区的经济水平提升,为我国的经济发展做出了重要贡献。

煤炭作为一种化石能源,长期储存于地下,因此要想大量开采煤炭资源,就需要长期进行井下作业。

煤矿开采过程中会面临诸多风险,而火灾风险是比较常见的井下事故之一。

2煤尘及防灭火在煤矿开采的过程中,必定会产生大量煤粉,若是人体把煤粉吸入到体内,久而久之会形成难以治愈的疾病。

而且根据我国相关调查表明,煤炭当中所含有的大量煤粉物质,主要会通过鼻腔、口腔等呼吸道系统直接进入到人体的体内,先是会让人们患上呼吸道感染的症状,然后若是人员不给予高度重视的话,会逐渐转变成为尘肺病。

基于此,面对这一问题我国提出相关的解决对策,并在实际作业中进行落实,在一定层次上降低了因煤粉吸入,对人体造成的伤害。

此外,除了需要注重防治粉尘措施,还需要对火灾防治技术加大重视,可以在实际作业过程中运用防腐性较好的材料,并且还需要组件专业的设备检修部门,在部门中配备专业人员,针对仪器设备进行定期检查,从而确保矿井工作的安全性。

工作面回采期间防灭火安全技术措施

工作面回采期间防灭火安全技术措施

工作面回采期间防灭火安全技术措施随着煤矿生产技术的不断提高,煤矿安全管理越来越重要,其中灭火安全是煤矿安全管理中的一个重要环节。

工作面回采期间是煤矿生产中容易发生火灾的时间段,因此必须采取一系列防灭火安全技术措施,保障工人的安全。

煤巷通风煤矿瓦斯是导致煤矿火灾的主要原因之一,所以煤巷通风是非常重要的一项工作。

在工作面回采期间,应当加强煤巷通风管理,将煤巷通风分区,进行分段通风。

同时,还应湿式冷却煤巷空气,使其在进入工作面前温度下降、湿度增加,更加安全。

此外,要加强对瓦斯浓度的监测,及时发现和排除瓦斯积聚现象。

理顺电缆布线在煤矿的工作面,由于电缆众多,极易造成火灾事故。

因此在工作面中,应当理顺电缆布线、分类明确,减少电缆在地面的暴露程度,避免载重车辆等大型机具过度压坏电缆和它们的保护管道。

对于已经损坏的电缆,应当及时维修,或者更换整个电缆。

加强煤壁光谱监测在工作面回采期间,由于采煤机切割煤壁产生的煤炭粉尘、瓦斯、火花等因素导致了煤矿火灾事故的发生。

因此,在煤炭库存量充足的情况下,可以通过设置煤壁光谱监测装置,监测光谱中的氧气含量。

以保持氧气在安全的限定值内,保护煤壁表面巷道的安全。

安装灭火系统安装灭火系统是煤矿安全管理中的一个重要措施。

在工作面回采期间,应当安装喷淋式自动灭火装置。

喷淋式自动灭火装置由管网、控制系统、灭火装置和常规水源组成。

通过性能可靠的喷头,将灭火液体迅速喷き出,消灭火灾点。

同时,控制系统可以自动感应火源并启动灭火系统,对于火灾点进行快速扑灭。

加强人员安全培训在工作面回采期间,由于煤炭运输车辆众多、机械设备大量运行,人员受到的安全威胁较大。

因此,矿工们要加强相关职业安全培训。

包括机械操作、安全交通、灭火规程等。

同时,制定一系列安全操作规程和疏散方案,避免人员在火灾事故中出现慌乱现象。

工作面回采期间防灭火安全技术措施是煤矿安全管理中不可或缺的环节。

随着煤矿技术的不断发展和人类着眼于煤炭资源资源可持续开发,我相信再经过精细的设计选型和完善的执行,安全生产会得到更近一步的提高。

煤矿综放工作面防灭火技术分析

煤矿综放工作面防灭火技术分析

煤矿综放工作面防灭火技术分析摘要:在煤矿行业发展的过程中,由于煤矿作业实践中的火灾事故时有发生,严重威胁到矿井工作人员的人身安全,因此必须对防灭火技术进行研究,从根本上真正地解决煤矿火灾事故的发生,最大程度地降低煤矿企业的人员和经济损失。

现阶段煤矿综放工作面防灭火技术仍然存在问题亟待解决。

关键词:煤矿;综放工作面;防灭火技术1煤矿发生火灾的主要原因及特点1.1内因在煤矿的开采生产的时候发生了煤炭自燃情况便是内因,如果井下的空气流通不顺畅,使矿井里面的温度逐渐升高,重要的是无法使其降温,由于煤炭自燃的临界点非常低,煤炭一旦到了自燃的度数,便会出现自己燃烧的情况,如果无法很快的灭火,就能够让煤炭燃烧的面积越来越大,最后变成特别严重的火灾现场。

在进行煤矿生产时,在矿井中瓦斯气体集中的地方也是煤炭自然引起矿井发生爆炸的地方,煤矿和井下作业人员必须要引起高度注意这种情况的发生。

1.2外因由于煤矿工作人员进行生产时操作出现失误导致就是外因,因违规生产,或是机械设备不能正常工作,使井下出现了火灾。

在井下作业的时候有人抽烟、取用明火、机械事故出现的火星致使瓦斯燃烧,产生了爆炸。

煤矿在生产过程中应该避免出现明火,这个问题必须要引起相关单位及人员的高度重视,开展培训相应的知识,井下的全部工作人员一定严格按规定步骤进行作业,火灾不仅仅伤害了工人的人身安全,还让企业出现巨大的损失,一定要依照相应的应急方案处理,以免事故更严重。

1.3特点在煤矿中出现的的火灾,一般是发生在离矿井井口处很近或者在矿井里面的采煤层,可以把它归纳在不可控类燃烧。

煤矿火灾的出现必定有三个因素存在,就是空气、可燃物和火源。

与其他的火灾现场比较来说,煤矿发生火灾有两个特点:第一,矿井下空气无法很好的流通,矿下如果发生火灾,选择风路和风的大小会左右火势的大小。

第二,由于在矿下必须窄小的环境里,矿下形成火灾之后极易很快的由小转入大,相对于损失也越来越重。

综放工作面采空区注氮防灭火技术工艺研究

综放工作面采空区注氮防灭火技术工艺研究

中 图分 类 号 :D 5 T 7+ 3
文 献标 识 码 : A
煤炭 自燃 已成 为制约 高产 高效矿井 安全 生产 与 健康 发展 的主要 因素 之一 。随着 我 国特 厚煤 层综 采 放顶 煤技术 的试验 和推广 ,煤炭 的产量 和效 益大 幅
度提 高 , 确保 工作 面安全生产显 得尤为重要 。综放 开 采 强度 大 、 工序 较 多 、 进 速度 相对 较 慢 , 推 回采 率较 低 , 空 区遗 留残煤 多 、 采 冒落 高度 大 、 风严重 , 漏 这些
作 面开采初 期 , 以开 切 眼为重点 防火 区域 ; 工作 面开 采 过程 中 , 防灭火 的重点 为采 空 区的遗煤带 ; 工作 在
面停 采后 , 为保证采 煤设备 及支 架能 够安全 撤 出 , 停 采线 为重点 防火 区域 。如 果注 氮 的 目的是 为本工 作 面 采空 区服 务 , 采用 埋管 注氮工 艺 ; 果注 氮 的 目的 如
相混合等优 良特性 。氮气灭火 时 , 以向空间任何位 可 置进行 扩散 , 而将氧 气排挤 出去 , 从 使火 区 中因氧含
埋管注氮 时 , 可采用 2种埋管 注氮工艺 。 1主管 一分 支管路 注氮 。主管 一分支 管路 注氮 )
管路 布置如 图 1 示 。在进风巷道 一侧 , 所 将注氮 支管
( 即氮气 释放 口间距 ) 次埋 入 下一 个注 氮释 放 口及 , 依
空区形成 自然发火 的可能性不大。但相邻采空区尤 其是靠近工作面顺槽的遗煤带及开切眼、 停采线 , 这
l 珊墨圜
山西 煤 炭 SH XI 0A AN C L 第3 卷 1 第1 期
文章 编 号 :6 2 5 5 (0 )1 0 5 — 3 17 — 0 0 2 1 0 — 0 2 0 1

综采工作面回撤、收尾期间的防灭火安全技术措施

综采工作面回撤、收尾期间的防灭火安全技术措施

综采工作面回撤、收尾期间的防灭火安全技术措施姓名:XXX部门:XXX日期:XXX综采工作面回撤、收尾期间的防灭火安全技术措施112202工作面设计开采走向长1541m,于2010年12月15日投产,预计将于2011年10月初进行工作面回撤,截止到2011年8月8日夜班112202工作面回风巷已回采1311.4m,剩余161m;112202机巷已回采1314.2m,剩余227.5m,剩余段为简单的单斜构造。

112202综采面采至停采位置后,利用采煤机做宽度为2.6米,高度为2.5米的回撤通道,回撤通道设计长266.7m,巷道坡度24°18′31″。

为确保112202综采工作面回撤和收尾期间通风、防灭火安全,杜绝自然发火事故,依据《梅花井煤矿112202综采工作面回撤方案》规定的回撤方法和设备回撤顺序,特编制112202综采工作面回撤期间的通风防灭火安全技术措施如下,由矿安全管理科及回撤领导小组监督各相关单位抓好本措施的贯彻和落实,望相关单位严格执行。

一、112202综采工作面回撤前的通风、防灭火工作㈠、通风科在工作面回撤前必须做好的准备工作:1、依据工作面回撤方案,提前编制《112202综采工作面回撤期、收尾期间的通风防灭火安全技术措施》,经矿总工程师签审后下发至相关区队,并由相关区队组织贯彻学习。

2、对112202综采工作面回撤、采后封闭期间出现的“一通三防”问题及各项工作的完成质量、落实情况进行监督检查,掌握回撤进度,及时下发业务联系单,督促相关工作的实施,保障回撤、收尾期间通风、防灭火工作的正常进行。

㈡、通风队在工作面回撤前必须做好的准备工作:1、完善矿井黄泥灌浆系统,保证地面储土场灌浆用黄土充足,对第 2 页共 21 页灌浆站至112202风巷的灌浆管路系统进行畅通性检查,并以112202工作面距停采线约200米时开始向采空区进行连续埋管灌浆(发现机巷明显出浆时停灌),以封堵靠近风巷侧的采空区内的漏风通道。

综放面回撤期间防灭火技术研究课件

综放面回撤期间防灭火技术研究课件

华亭煤电股份有限责任公司东峡煤矿大倾角特厚易燃煤层倾斜分层综放工作面回撤期间防灭火技术研究研究报告工作完成日期:2009年12月提交报告日期:2009年12月目录1、前言-------------------------------------------------- ------------------32、矿井及试验工作面概况----------------------------------------------43、停采线煤层自燃发火机理及规律分析----------------------------54、工作面回撤期间防灭火方案---------------------------------------135、结论---------------------------------------------------------------------351、前言东峡煤矿倾斜分层综放工作面均系超长、特厚、易燃煤层特大型综放面,综放面所采煤层系长焰煤,这是国内、外最易发火的煤层,在这种复杂条件下进行综放开采,工作面回撤期间具有严重的发火因素,其因素为:①工作面在停采线回撤段倾角高达39°~42°,特大倾角大幅增加了工作面的回撤难度和延长了回撤工期,工作面从停采开始注锚到回撤结束需时60天左右。

②工作面采用倾斜分层综放开采,使采空区空间大,浮煤多,采空区浮煤易达到其自燃发火期而自燃;③采空区浮煤呈立体分布,黄泥灌浆时浆水沿底板流走,采空区上部浮煤易氧化自燃;④工作面上隅角瓦斯浓度较高,工作面风量较大,使采空区漏风大,氧化带宽,氧化带浮煤易氧化自燃;⑤工作面所采煤层瓦斯涌出特别不均匀,当煤层瓦斯压力增大时,容易造成工作面局部地方瓦斯超限,如果碰上工作面的机械火花,容易引起工作面瓦斯爆炸。

⑥工作面一旦有明显的发火征兆,由于担心瓦斯爆炸,不允许开放式灭火,这就易造成工作面的封闭,使矿井遭受大的损失。

综放工作面回撤期间防灭火技术研究

综放工作面回撤期间防灭火技术研究1概况1.1矿井概况梁宝寺矿井位于山东省嘉祥县境内,井田东西宽约9km,南北长约11km,面积约95.275km2。

矿区交通方便,兖(州)新(乡)铁路经井田南部从嘉祥县城通过,该铁路从嘉祥县城向东56km至兖州,与京沪线相连;向西259km经菏泽至新乡与京广线接轨。

京九铁路从井田西南部的菏泽经过。

南部济宁机场已开航,可直达北京、广州等地。

济(南)荷(泽)高速公路从矿井北部通过。

区内有公路直达梁山、郓城、巨野、嘉祥、济宁等城市,交通十分便利。

矿区井田地层属华北型沉积,含煤地层为石炭二迭系。

主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组,其中山西组含煤3层,为矿井主采煤层。

矿井开拓方式为立井多水平分区式开拓。

主、副井、风井布置在工业广场内。

采煤方法为单一长壁式采煤法,后退式开采,全部冒落法管理顶板。

选择二套大功率,高强度的综采(综放)设备。

矿井通风方式为中央并列抽出式。

副井及主井进风,中央风井回风。

现在中央风井安设2台同等性能的BD-II-10-30型弯掠组合正交型对旋轴流式通风机,配备YBF型电机,功率2×560KW,转速为6 00r/min。

矿井实行分区通风,各采掘工作面、机电硐室、爆破材料库等均实行独立通风。

根据历年矿井瓦斯等级鉴定资料,矿井属于低瓦斯、低二氧化碳矿井。

开采的三煤层属于一类易自燃煤层。

三层煤煤尘爆炸指数为4 4.54%,属于煤尘爆炸危险性煤层。

1.2 3107综放工作面概况3107综放工作面走向长1015m,倾向长81m,开采面积8221 5 m2。

所采煤层为3煤,属于气煤,为低灰至中灰、特低硫、特低磷、高挥发份及发热量,富油、中等粘结性的气煤。

总厚度7.14~9. 0m,平均7.9m。

煤层具有自然倾向性,自然发火期为3-6个月。

最短自燃发火期只有22天。

3107工作面轨顺巷道内布置有两路ф108 mm的防尘管路和注浆管路,一路ф89mm压风管路,该巷道主要担负工作面进风和运料任务。

乌兰木伦煤矿22201综采工作面综合防灭火技术研究宋波

乌兰木伦煤矿22201综采工作面综合防灭火技术研究宋波发布时间:2023-05-31T11:58:21.031Z 来源:《中国电业与能源》2023年6期作者:宋波[导读] 针对乌兰木伦煤矿22201综采工作面回采期间,在工作面上隅角处CO浓度超限现象,综合分析了工作面CO浓度升高原因,并在回采期间采取了注氮、灌浆等综合防灭火措施。

实践表明,采取综合措施后,减少了工作面CO超限现象,CO浓度由原来的0.0094%降低为0.0017%,保证了工作面安全高效回采,取得了显著应用成效。

国家能源集团神东煤炭集团乌兰木伦煤矿内蒙古鄂尔多斯 017209摘要:针对乌兰木伦煤矿22201综采工作面回采期间,在工作面上隅角处CO浓度超限现象,综合分析了工作面CO浓度升高原因,并在回采期间采取了注氮、灌浆等综合防灭火措施。

实践表明,采取综合措施后,减少了工作面CO超限现象,CO浓度由原来的0.0094%降低为0.0017%,保证了工作面安全高效回采,取得了显著应用成效。

关键词:采空区;综合防灭火;应用分析引言乌兰木伦煤矿隶属中国神华能源股份有限公司神东煤炭集团分公司。

井田东西宽约7km,南北长约10km,面积44.1053km2。

井田内含煤地层为延安组,共有可采煤层10层,分别为12上、12、2-2上、2-2、31上、31、31、4-2、4-3、5-1煤层。

其中已经批复矿井可采煤层6层,主采煤层为12、2-2、31煤层。

乌兰木伦煤矿22201工作面,由于煤层属于易自燃煤层,生产期间采空区自然发火现象严重,在采空区上隅角和回风流中经常出现CO 超标,致使矿井CO预测指标要高出《煤矿安全规程》规定标准的数倍以上。

因此,有必要对回采工作面自然发火的有效预测和防治进行深入的研究。

以22201综采工作面为试验场地,开展回采工作面自然发火的有效预测和防治研究,更具有重要的现实意义和广泛的指导作用。

1 基本情况1.1工作面位置及井上下关系22201-1综采面位于22煤二盘区第1个工作面,煤层底板高程1113.8~1128.5m。

和瑞煤业202综放工作面采空区防灭火技术研究


制 氮 装 置 由空 气压 缩 机 和膜 分 离两 大 部 分 组成。 两 部 分 之 间 用 高压 胶 管 连 接 。 其 主 要
力大于 ≥0. 8 MP a, 氮 气 流量 随所 选 型号 不
同而 不 同 。
根据 注 氮 释放 孔 位 置 及转 换 周 期 的 布
置, 每 个注 氮 孔 在 该 孔 进入 采 空 区 之 前 , 就
大、 采 空 区 遗 留残 煤 多 、 漏风严重等等 , 造
成 矿 井煤 炭 自燃 发 火频 繁 发 生 。 目前 , 煤 炭 自燃 已成 为制 约 我 国 煤 炭 工 业高 产 高 效 的 主要灾害之一 , 如 何 防 治 已经 成 为 相 关 部 门亟待解决的问题 。
应该预埋。 注 氮支 管 沿 进 风 巷铺 设 , 与 主 管 相连 , 每 条支 管 与 主 管 的连 接 处 , 安 装 控制
, 一

方 面 给 煤 矿 的 安 全 生 产 带 来 了 严 重
的威胁 ; 另一 方 面 也 影 响 了 矿 井 的 经 济 效
益。 近些年来 , 随 着 综 采 放 顶煤 技 术 的 使 用
眼, 以方便 氮气 释放 , 同 时 防 止 堵 塞 释 放
口 。
和推广 , 大 大 提 高 了煤 矿 的 生 产 率 , 但是 , 该方法 也存在 着一些 问题 : 如: 冒 落 高 度 性 能 指标 为 : 氮 气 纯 度 ≥9 7 %, 氮 气 出 口压
阀门。 1. 2 注氮防灭 火工艺
( 2 ) 制 氮 硐 室 与 注 氮 管路 系统 。
在2 0 2 工作 面 附 近 选 定 制 氮 硐 室 , 由于
制氮装 置体积较大 ( 制 氮 装 置 由 空 压 机 段 部分 组成 , 尺寸规格 为3 7 7 0 X 1 4 5 0 X 根 据 和 瑞 煤 业 公 司2 0 综 放 工 作 面 具 等 3 体 开 拓 布 置及 回采 方 式 等 工 作面 现 场 实 际 l 9 6 0 X 4 以上 ) , 制 氮 硐 室 可 选 条 件 适 宜 巷

探讨综采放顶煤工作面采空区防灭火方法


2 ) 快工作面推进 速度。 工作面推 进受 阻期间, 采取放 炮、 更换割煤 燃烧 期3 个 阶段。 煤自 燃 是多因素共 同作用的结 果, 必须同时具备4 个条 机切 齿等措 施强行推 进, 加快 采空 区自 燃 带移动速 度, 使浮煤在 自 燃 带 中的滞 留时 间缩短 , 避 免氧化 蓄热 , 从而防止遗煤 自 燃。 件: 具有自 燃倾 向性 的煤呈破碎 状态堆积 、 连续 供氧 、 蓄热 环境 、 时 间。 采空 区遗 煤 自 燃 与浮煤 厚度、 含氧量 、 漏风孔 隙率和浮煤 温度等 因素密 3 . 4 工作面撤架期 间
近年来 , 综采放 顶煤技 术在井工开 采厚煤层 中得 到了广泛应 用 , 大 幅提 高了采煤效率 , 带来了较 好的经济效 益 ;但此 采煤 方法垮落空 间大 、 漏 风 严重、 采空 区遗 煤多 , 并且采放 交替造成 工作面推 进 速度相对 缓慢 , 从而导 致 采空 区遗煤 自 燃 危险性 加 大, 严 重威 胁着综 采 工作 面的安 全 高效 开采 。 为了防治煤 炭 自 燃, 近 年来 国内外在原有常 规技 术( 均压 、 堵 漏风 、 灌浆 、 注惰 气、 喷洒 阻化剂等) 基础上不 断探索开 创了许多新 的防 灭火 技术 , 目前较 为成 熟 的技术有 凝胶 、 高分 子复合胶体 、 固化泡 沫、 三相泡沫 等。 但 这些防 灭火技 术都 不完全具 有普适性 , 各 有优 缺点 , 存
度变缓 , 使采空 区浮煤长时 间处于漏 风氧化、 蓄热升温状态 。 1 ) 隔氧降温 。 隔离煤氧结 合可 以通过黄 泥或粉 煤灰包裹 碎煤和 填 堵 裂 纹孔 隙来实 现 ; 降低 浮煤 温 度可 以通 过水 汽化 吸热 来实现 , 而 且 水汽化 后也可以隔离煤体表面 与氧气 的结合; 注惰 气可 以置换 出采空区 的氧气 , 降低 氧气浓 度, 从源头 上阻断煤 氧结合和 自由基 链式反应 的进 程。 高倍三相泡沫可将上述 三项技术集于一 身, 效率 高, 可向高处堆积 , 并在微观 上可以抑 制煤 自 由基的产生。
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综放工作面不同回采时期采空区防灭火技术研究
发表时间:2019-01-09T14:10:17.763Z 来源:《防护工程》2018年第29期作者:李建华
[导读] 文章分析煤炭自燃的理论,并对目前比较常用的采空区遗煤自燃防治技术的基本原理和优缺点进行对比分析
兖矿集团鲍店煤矿通防工区山东省邹城市 273513
摘要:文章分析煤炭自燃的理论,并对目前比较常用的采空区遗煤自燃防治技术的基本原理和优缺点进行对比分析,并针对综放工作面不同回采时期的特点,提出了相应的采空区防灭火技术应用。

关键词:综放工作面;采空区;防灭火技术
1引言
众所周知,煤矿井下生产作业具有较高的危险性,而其中具有较大危害程度以及较高发生概率的事故就是火灾事故,而所有的火灾事故中有超过90%的原因是由于煤炭自燃引起的,而且其中有超过一半的自燃问题是在采空区发生的。

尤其是在目前煤矿井下对厚煤层进行综采放顶煤技术的应用中,虽然采煤效率和煤矿企业的经济效益大大增加,但是与此同时也增加了垮落空间以及采空区的遗留煤的数量,导致漏风问题比较严重,减缓了采放交替作业时工作面的推进速度,使得采空区出现煤炭自燃问题的概率增加。

因此,针对工作面回采过程中的上述问题以及不同回采时期综放工作面出现煤炭自燃的问题,在原有的常规技术的基础上对防灭火技术进行改进和创新,结合不同技术的适用条件和优势进行互补,实现对综放工作面的综合防灭火技术的实施和回采工作的顺利开展。

2煤自燃理论
煤炭自燃简单地说就是在其内部温度达到着火点之后出现燃烧的现象,其内部温度的升高是由于煤氧化而蓄热以及环境散热不及时而产生的结果。

此自燃过程主要分为潜伏期、自热期和燃烧期三个阶段。

而且在满足具有自燃倾向性的煤呈现出破碎状态堆积、连续供氧、蓄热环境以及时间等四个条件时才能发生自燃现象。

而针对采空区的特点,其发生自燃现象的概率主要与采空区中遗留煤的浮煤厚度、含氧量、漏风孔隙率以及浮煤温度等因素有关系。

按照上述原因和煤炭自燃的影响因素可以将采空区分为散热带、自燃带和窒息带三部分。

其中采空区中的自燃带是出现自燃问题的多发部分,因此就针对此部分采取相应的自燃综合防治技术,消除能够引起自燃问题的四个条件中的一个或多个,中止促使煤氧化蓄热的过程来对煤炭自燃问题进行避免。

3现有采空区遗煤自燃防治技术
目前随着综放工作面中先进技术和设备的不断应用,采空区遗煤自燃问题的防治技术也在不断改进和发展,目前比较常用的方法有以下几种,下面就对这些不同技术方法的作用机理和优缺点进行分析和对比。

一是对采用合理的开采方法。

其作用机理就是减少丢煤量,避免媒体受压破碎,加快工作面的推进速度,此种方法可以从根本上防止采空区遗煤发生自燃问题,但是会受到现有采煤技术的影响。

二是均压、堵漏。

此技术的作用机理就是降低漏风通道两端压差,增大风阻,减少工作面风流与采空区气体交换,此种技术具有较低的成本和较小的工作量,但是无法确保所有墙体均不漏风,而且工作面风流存在波动,导致均压要求难以长时间确保。

三是黄泥灌浆。

此方法作用机理就是将黄泥在煤体表面进行覆盖以及对孔隙裂隙进行填充,实现对煤与氧气接触的阻止以及起到降温的作用,以及水受热汽化之后对氧起到隔绝作用。

此技术具有较低的成本和简单的工艺,但是沿底板流失,形成“拉沟”现象,恶化工作环境,过度使用会消耗土地资源。

四是注入惰性气体。

其主要作用就是对氧浓度进行降低,此技术工艺简单且易于扩散,但是惰性气体容易随漏风问题而散失。

五是使用阻化剂。

其主要原理就是吸水液膜对氧进行隔绝并进行降温,其工艺比较简单,但是存在干燥煤体,离开水阻化作用消失,易流失等缺点。

六是采用水玻璃与碳酸氢铵盐凝胶,其主要是采用堵漏风、阻隔煤氧结合以及降温的机理,此技术成本比较低且工艺简单,但是会产生氨气并会对管路造成堵塞。

七是采用高分子胶体以及复合胶体进行堵漏风和阻隔煤氧结合,此方法不产生氨气,且可以在采空区永久停留,但是成本较高。

八是采用酚醛泡沫和聚氨酯泡沫来进行堵漏风,其不仅工艺简单,而且可以快速密闭,自身也具有较高的阻燃特性和气密性,但是成本较高。

九是采用三相泡沫来进行堵漏隔氧,并起到惰化、降温和阻化等作用,不仅可以提高灌浆效率,滞后惰性气体散失并且在高处进行堆积,但是不能在采空区永久停留。

4综放工作面不同回采时期的防灭火技术
4.0 工作面掘进期间沿空
综放工作面一般不是采区第一个工作面,都有一侧或两侧沿空掘进,沿空掘进期间,由于煤柱受压力变形,往往出现向采空区漏风,造成采空区煤炭自燃,造成工作面没形成系统,就造成发火。

为做好超前预防工作,必须对沿空侧煤壁进行喷射混凝土或其它防灭火材料,如LMF防灭火喷涂材料,对沿空侧巷道进行封闭,防止漏风。

施工方式,可采用边掘边喷,揭露后及时封闭。

对沿空侧喷浆封闭,可有效防止漏风,也可在出现沿空侧出现煤炭自燃发火期间,保证注浆或凝胶时不漏浆,从而有效防止老空区煤炭自燃发火。

4.1初采阶段的防灭火技术
综放工作面初采阶段的主要特点就是顶板比较完成的悬露且具有较小的变形,大部分都处于悬空但是不会垮落的现象,且由于放顶煤的难度比较大,因此需要进行较多的开切眼操作以及在此处存在数量较多的遗煤。

此外也会使得综放工作面的开切眼断面比较大,容易出现漏风供氧以及蓄热环境,容易导致出现遗煤自燃问题。

针对在初采阶段的切眼处应主要采取堵漏技术,其中胶体防灭火技术比较适用,主要操作方法就是在工作面上下端头进行沙袋墙的堆砌,然后通过插管、预埋管或钻孔向切眼两巷灌注胶体,这样就通过所灌注形成的密实的胶体隔离带来起到堵漏风的作用。

4.2初次来压至开切眼进入窒息带期间
此阶段的主要自燃风险就是由于煤柱受压之后呈现出较为严重的破碎问题,会存在充足的氧气以及环境中良好的蓄热能力,因此,在对此阶段的遗煤自燃问题进行防治时,最好采用三相泡沫,将黄泥或粉煤灰以及水和惰性气体进行结合来提高灌浆效率以及延长这些惰性气体在采空区中的滞留时间,还要使用沙袋墙在端头进行密闭以及采用悬挂端头风帘的方式进行堵漏风。

4.3顺利回采期间
此阶段的浮煤减少,自然带宽也会缩小,此时需要加强对规律性指标气体检测工作,并且通过废弃的压风、静压水管预埋在采空区进行注氨和灌浆操作来进行降温。

而且在端头使用袋装沙袋或煤袋来进行密闭,以及使用可以随着支架进行同步移动的风帘进行堵漏风,在
工作面出现异常时采用预埋的注氨和注浆管路向采空区注入三相泡沫等方法进行防灭火处理。

4.4工作面推进受阻期间
此阶段主要是煤层原有的连续性和完整性受到破坏,且构造带位置的推进速度较慢,容易出现大量浮煤堆积以及漏风严重等问题,因此针对漏风问题,尽量降低工作面风量,并采用均压措施来平衡漏风通道两端的风压差,使用酚醛固化泡沫进行快速充填密闭和喷射密闭墙等措施。

二是进行隔氧降温,通过黄泥或粉煤灰对碎煤进行包裹以及对裂纹孔隙进行填堵、注入惰性气体以及采用高倍三相泡沫等结合的方式抑制遗煤自燃。

此外还要通过放炮、更换切割机切齿等措施强行推进来加快工作面推进速度,避免氧化蓄热。

4.5 工作面结束
此阶段主要采取工作面封闭,工作面两顺建立混凝土密闭墙,或砖壁充填,防止密闭外氧气进入,造成煤炭自燃;同时对防止停采线注粉煤灰浆体,对停采线附近采空区进行灌浆封堵,进一步减少采空区氧气,从而杜绝煤炭自燃,防止发火。

5结语
针对综放工作面不同回采使其的特点采取相应的采空区防灭火技术,除了文章介绍的几个阶段,还要在工作面撤架期间通过连续灌注三相泡沫来对锚网未放顶煤距离的遗煤进行覆盖隔氧、浸润阻化、湿润降温以及缺氧惰化,还有通过用沙袋堆砌密闭墙、预埋注氮管理、加强对工作面上隅角、支架间、采空区内部的指标气体检测等方式来对其自燃问题进行防治,在确保工作面顺利回采的同时,满足技术先进、安全可靠以及经济合理等要求。

参考文献:
[1] 徐志强, 邵小平. 倾斜分层大采高综采工作面采空区防灭火技术研究[J]. 现代商贸工业, 2017(10):191-192.
[2] 张颐纯. 综采放顶煤工作面采空区注氮防灭火技术研究[D]. 太原理工大学, 2016.。

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