石港煤礦高瓦斯易自燃煤層開(kāi)采綜合防治瓦斯和煤層自燃技術(shù)研究 計(jì)劃任務(wù)書(shū) -5.21改動(dòng)

《石港煤礦高瓦斯易自燃煤層開(kāi)采綜合防治瓦斯和煤層自燃技術(shù)研究 計(jì)劃任務(wù)書(shū) -5.21改動(dòng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、編號(hào)類別2014年科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃任務(wù)書(shū)項(xiàng)目名稱：石港煤礦高瓦斯易自燃煤層開(kāi)采綜合防治瓦斯和煤層自燃技術(shù)研究承擔(dān)單位：山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司協(xié)作單位：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)起止年限：2014年1月～2015年6月2014年1月15國(guó)內(nèi)外概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)及專利情況瓦斯抽采是治理瓦斯突出、瓦斯積聚和瓦斯爆炸的根本性措施，按照地應(yīng)力程度來(lái)劃分，瓦斯抽采包括未卸壓煤層抽采和卸壓煤層抽采，尤其是利用采動(dòng)效應(yīng)對(duì)瓦斯的卸壓作用高效抽采瓦斯已經(jīng)成為我國(guó)煤礦瓦斯災(zāi)害治理的最有效途徑。卸壓瓦斯抽采的主要技術(shù)手段包括利用高抽巷或高

2、位鉆孔抽采鄰近層瓦斯、穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯以及地面鉆井（孔）抽采卸壓瓦斯等，目前前兩者因經(jīng)濟(jì)實(shí)用而被較常采用。礦井自燃火災(zāi)防治技術(shù)與體系在近幾十年得到了較快的發(fā)展和完善，但是隨著煤礦開(kāi)采強(qiáng)度的不斷增大，同時(shí)由于自燃危險(xiǎn)區(qū)域的隱蔽性和特殊性，煤層的自燃危險(xiǎn)性有明顯增大的趨勢(shì)。礦井自燃火災(zāi)防治技術(shù)與體系主要包括采空區(qū)遺煤自燃機(jī)理、采空區(qū)火源位置探測(cè)技術(shù)和煤自燃火災(zāi)防治技術(shù)等?；夭晒ぷ髅嫱咚辜盎馂?zāi)防治技術(shù)相對(duì)比較成熟，但是現(xiàn)場(chǎng)在實(shí)施瓦斯治理及火災(zāi)防治的措施時(shí)，沒(méi)有考慮到二者之間的耦合，在實(shí)施瓦斯治理方法時(shí)，容易引起采空

3、區(qū)漏風(fēng)，從而導(dǎo)致煤自燃。因此，在治理易自燃煤層采空區(qū)瓦斯時(shí)，需選擇合理的參數(shù)，在有效地降低采空區(qū)瓦斯涌出同時(shí)，盡可能地避免煤自燃事故的發(fā)生。山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司主采15號(hào)煤層，15號(hào)煤層原始瓦斯含量為15.29m3/t，原始瓦斯含量較大，采煤工作面采用U+I型通風(fēng)方式，工作面回采期間內(nèi)錯(cuò)尾巷瓦斯超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，表明回采期間瓦斯涌出量較大，本煤層瓦斯抽采并沒(méi)有達(dá)到根治瓦斯的效果；由于15號(hào)煤層較厚且為二類自燃煤層，同時(shí)上鄰近層14號(hào)煤層（與15號(hào)煤層平均層間距僅為6.55m）為一類容易自燃煤層，回采期間上鄰近

4、層14號(hào)煤層垮落落入采空區(qū)和15煤層遺留浮煤共同構(gòu)成采空區(qū)自燃災(zāi)害隱患，故而采空區(qū)CO氣體濃度也長(zhǎng)期存在超標(biāo)現(xiàn)象；2013年7月25日，15203回采工作面采空區(qū)14號(hào)煤層發(fā)生自燃導(dǎo)致采空區(qū)爆燃事故的發(fā)生。因此，石港煤礦煤層開(kāi)采中瓦斯和自燃災(zāi)害問(wèn)題已嚴(yán)重威脅著礦井的安全高效生產(chǎn)。本項(xiàng)目擬針對(duì)工作面采空區(qū)CO氣體超限、采空區(qū)自燃、內(nèi)錯(cuò)尾巷瓦斯?jié)舛瘸薜痊F(xiàn)象，運(yùn)用理論研究、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證等多種技術(shù)手段，深入探討并確定適合石港煤礦工程技術(shù)特點(diǎn)的近距離煤層回采工作面瓦斯與煤自燃共治機(jī)理，建立石港煤礦近距離

5、煤層回采工作面瓦斯與煤自燃共治技術(shù)體系，為進(jìn)一步完善石港煤礦現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件下采空區(qū)防滅火技術(shù)和回采工作面瓦斯治理技術(shù)提供理論支撐，為石港煤礦安全高效生產(chǎn)提供技術(shù)保障。15主要研究、試驗(yàn)內(nèi)容、目標(biāo)、技術(shù)關(guān)鍵及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（目標(biāo)要具體，包括階段目標(biāo)和最終目標(biāo)）主要研究、試驗(yàn)內(nèi)容：由于14#煤層沒(méi)有開(kāi)采，且距離15#煤層距離較近，處于15#煤層的冒落帶，會(huì)在15#煤層的采空區(qū)形成大量浮煤，采空區(qū)中14#煤層的自燃發(fā)火危險(xiǎn)程度可能比15#煤層更嚴(yán)重，而14#煤層的指標(biāo)氣體，采空區(qū)自燃“三帶”分布等參數(shù)尚不清楚。因此

6、，為了消除采空區(qū)煤自燃的危險(xiǎn)性，降低回采工作面瓦斯?jié)舛?，特別是尾巷瓦斯?jié)舛?，以及將?lái)取消內(nèi)錯(cuò)巷之后工作面上隅角的瓦斯?jié)舛?，?shí)現(xiàn)對(duì)石港煤礦近距離煤層回采工作面瓦斯與煤自燃共治的目的，項(xiàng)目擬開(kāi)展的研究?jī)?nèi)容如下：（1）回采工作面瓦斯與煤自燃共存致災(zāi)機(jī)理研究研究回采工作面瓦斯與煤自燃共存的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性及致災(zāi)機(jī)理，建立回采工作面采場(chǎng)裂隙場(chǎng)、濃度場(chǎng)（甲烷濃度場(chǎng)和氧氣濃度場(chǎng)）和溫度場(chǎng)三場(chǎng)交匯模型；本項(xiàng)研究的技術(shù)路線圖如圖1所示。采煤工藝通風(fēng)條件抽放工藝瓦斯涌出情況數(shù)學(xué)模型數(shù)值模擬風(fēng)流壓力分布瓦斯?jié)舛确植佳鯕鉂舛确植悸╋L(fēng)強(qiáng)度分布采

7、空區(qū)風(fēng)流流場(chǎng)及采場(chǎng)瓦斯分布特征研究圖1工作面采空區(qū)風(fēng)流流場(chǎng)及采場(chǎng)瓦斯分布特征研究技術(shù)路線示意圖根據(jù)工作面的采煤方法，巷道布置，包括治理瓦斯巷道的布置，運(yùn)用UDEC軟件模擬研究回采工作面和采空區(qū)的裂隙場(chǎng)。根據(jù)直接頂?shù)暮穸?，碎脹性及冒落帶，裂隙帶的分布?guī)律，分析采空區(qū)內(nèi)14#層，15#層浮煤分別的厚度和層位。以裂隙場(chǎng)為基礎(chǔ)，利用FLUENT數(shù)值模擬軟件分析采空區(qū)漏風(fēng)分布，并結(jié)合采空區(qū)溫度的15測(cè)定，氣體濃度的測(cè)定，分析采空區(qū)三維立體的濃度場(chǎng)，溫度場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上得出該采空區(qū)自燃“三帶”的特征。作為以后研究和措施實(shí)施的基

8、礎(chǔ)。（2）采空區(qū)自然發(fā)火危險(xiǎn)程度研究煤自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)核心是如何自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)標(biāo)志氣體及臨界指標(biāo)。根據(jù)以往的研究，使用最多的自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)標(biāo)志氣體往往是CO、C2H4等。但有些礦區(qū)自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)已有的研究表明，CO、C2H4等標(biāo)志氣體不一定是最靈敏的，故需進(jìn)一步探索更適合石港礦煤自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)標(biāo)志氣體及臨界指標(biāo)，使煤自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技