下石節(jié)礦煤層自燃綜合防治技術(shù)研究.pdf

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1、煤礦現(xiàn)代化2010年第1期總第94期下石節(jié)礦煤層自燃綜合防治技術(shù)研究銅川礦務(wù)局下石節(jié)煤礦仇亞社摘要下石節(jié)煤礦煤層瓦斯含量高，且容易自燃。通過對(duì)綜放采空區(qū)煤層自燃危險(xiǎn)區(qū)域分析，提出了采用無機(jī)充填材料堵漏、注復(fù)合膠體及注液態(tài)二氧化碳的綜合防滅技術(shù)。綜合運(yùn)用這些防滅火技術(shù)，有效地預(yù)防了下石節(jié)煤礦煤層自燃，保障了安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞自燃防滅火復(fù)合膠體無機(jī)充填材料液態(tài)二氧化碳中圖分類號(hào)：TD75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1009-0797(2010)01--0035-02下石節(jié)煤礦主要開采煤層厚度一般為8～12m，采用放頂系統(tǒng)工藝流程見

2、圖1。煤技術(shù)開采。由于開采煤層自燃火災(zāi)的危險(xiǎn)與瓦斯并存，對(duì)礦井的安全生產(chǎn)威脅極大。從歷年來發(fā)火情況統(tǒng)計(jì)看，北區(qū)三礦的煤層火災(zāi)隱患主要來自工作面采空區(qū)。采后抽放與風(fēng)排瓦斯增加了采空區(qū)的漏風(fēng)供氧，使氧化自燃帶的范圍加大，煤層自燃對(duì)安全生產(chǎn)影響很大。1煤層自燃危險(xiǎn)區(qū)域分析根據(jù)煤層自燃危險(xiǎn)區(qū)域判定理論，—采空區(qū)氧化升溫帶滿足的條件為：(h>hmin)n(C>Cmin)n(Q

3、氧濃度；Q，由于該注膠工藝流量大、操作簡(jiǎn)單、工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，每Qmax分別為采空區(qū)漏風(fēng)強(qiáng)度及煤自燃的上限漏風(fēng)強(qiáng)度?！?】個(gè)班可注膠400m以上，處理火區(qū)非常迅速。下石節(jié)煤礦實(shí)際通過對(duì)下石節(jié)煤礦生產(chǎn)工作面采空區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，可應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，向進(jìn)風(fēng)側(cè)采空區(qū)灌注復(fù)合膠體100余m，工作面以得到氧氣濃度隨采空區(qū)深度的其變化規(guī)律?；仫L(fēng)側(cè)距工作底部一般無漿流出，說明膠體能夠較好地充填了進(jìn)風(fēng)側(cè)采空面60m的采空區(qū)氧濃度降為6％，而進(jìn)風(fēng)側(cè)氧濃度降為6％時(shí)區(qū)的大量空隙，起到良好的防止自燃的作用。距工作面75m以上。利用觀測(cè)的采空區(qū)氧濃度分布

4、規(guī)律，可推2．2無機(jī)充填防滅火技術(shù)算出采空區(qū)進(jìn)、回風(fēng)側(cè)漏風(fēng)強(qiáng)度分布[1，5-6]。據(jù)此，可以得到封堵充填材料是一種新型的混凝土材料，由甲、乙兩種材采空區(qū)自燃“三帶”范圍為：氧化升溫帶但是在工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)料混合組成，甲料為主料，由硫酸鋁鹽水泥熟料、緩凝劑、發(fā)泡距離煤柱約5m附近，氧化升溫帶寬度最大，該處窒熄帶深度劑和懸浮劑等混合而成；乙料為配料，由石膏、石灰、速凝早強(qiáng)約85m，散熱帶深度約15m，即對(duì)應(yīng)氧化升溫帶寬度約70m。在劑、懸浮劑和穩(wěn)泡劑混合而成。甲、乙兩種漿液?jiǎn)为?dú)在管中距離工作面回風(fēng)側(cè)5-15m處氧化升溫帶也達(dá)到一

5、個(gè)極大值，24h內(nèi)不凝結(jié)并可泵送，混合后可速凝早強(qiáng)。封堵充填材料除該處窒熄帶深度約80m，散熱帶深度約35m，對(duì)應(yīng)氧化升溫帶了具有速凝、早強(qiáng)、高發(fā)泡、終期強(qiáng)度高的特點(diǎn)外，還具有塑性寬度約45m。這兩處氧化升溫帶寬度最大的地方也是最容易變形大，與煤、巖體粘結(jié)力大的特點(diǎn)。發(fā)生煤層自燃的地點(diǎn)。下石節(jié)煤礦實(shí)際應(yīng)用中，將甲、乙兩種組分分別與水制成漿料，由高壓水泥泵分別輸送到充填巷道附近，混合后注入充2綜放面煤層自燃綜合防治技術(shù)填模板。兩種料的漿液混合液發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生固化由于下石節(jié)煤礦綜放采空區(qū)容易發(fā)生煤層自燃，而正常并產(chǎn)

6、生泡沫，形成輕質(zhì)、抗壓且韌性較高的充填材料。充填工生產(chǎn)條件下向采空區(qū)注惰氣防滅火時(shí)，容易發(fā)生匯漏，故防滅藝如圖2所示?；鹦Ч患?。根據(jù)礦井實(shí)際條件，決定采取堵漏及向自燃危險(xiǎn)區(qū)注粉煤灰復(fù)合膠體等綜合防滅火措施。首先對(duì)工作面上、下隅角充填，堵塞工作面上下隅角的空洞，以減少向采空區(qū)漏風(fēng)，防止自燃的發(fā)生和發(fā)展。然后，向封堵材料后的采空區(qū)深部注復(fù)合膠體，進(jìn)一步堵塞漏風(fēng)，并防止煤溫升高，有效地防止煤層自燃的發(fā)生。2．1復(fù)合膠體防滅火技術(shù)所用復(fù)合膠體材料組成為水與黃土按1：0．5～l：l配制成漿，外加少量膠體添加劑。其制備工藝為：利用

7、灌漿注膠防滅圖2封堵充填材料對(duì)巷道進(jìn)行充填工藝圖火系統(tǒng)，將黃土與水按1：1．5左右的比例混合制成漿液，通過2006年5月，對(duì)215工作面的14#聯(lián)絡(luò)巷和其附近的灌灌漿管網(wǎng)輸送至井下用漿地點(diǎn)。在井下火區(qū)附近通過ZM一5／1．漿巷用封堵充填材料進(jìn)行了密封。密閉的厚度均為2m，灌漿8D煤礦用注漿機(jī)，將膠凝劑FCJ12按比例加入灌漿管網(wǎng)內(nèi)。泥巷密閉共用充填材料20t，聯(lián)絡(luò)巷密閉共用充填材料14t。充填漿與膠凝劑的混合物被壓人預(yù)測(cè)的高溫區(qū)，實(shí)現(xiàn)防滅火效果。后30min以內(nèi)達(dá)到初凝，此后其強(qiáng)度逐步增加，起到一定的支·35·煤礦現(xiàn)代化

8、2010年第1期總第94期撐作用。此后的2O天以內(nèi)，密閉處巷道有所變形，但封堵材料碳經(jīng)過氣體輸送管道流到火區(qū)附近，再經(jīng)注液態(tài)二氧化l碳的密閉未產(chǎn)生裂隙，通過預(yù)埋的觀測(cè)管觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，閉內(nèi)氧氣濃的管路送到高溫區(qū)。度較低(低于原磚閉內(nèi)相同條件下的觀測(cè)值)，說明密封效果下石節(jié)煤礦在正常生產(chǎn)期問，如果采空區(qū)出現(xiàn)自燃危險(xiǎn)較好。時(shí)，