綜放開放采空區(qū)煤炭自燃防治技術(shù).pdf

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1、2007年全困煤礦安會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文綜放開放采空區(qū)煤炭自燃防治技術(shù)劉祥來’任寶宏(江蘇沛縣大屯煤電(集團(tuán))公司生產(chǎn)管理部221611)摘要本文對(duì)綜放工作面開采期間防治采空區(qū)煤炭自然發(fā)火技術(shù)進(jìn)行了闡述。重點(diǎn)分析了工作面采空區(qū)壓注膠體泥漿防火技術(shù)的機(jī)理、特點(diǎn)、應(yīng)用工藝和實(shí)施效果。_關(guān)鍵詞綜放工作面開放采空區(qū)膠體泥漿防滅火，-工作面開采期間，防止采空區(qū)煤炭自燃的根本性措施是工作面推進(jìn)度，根據(jù)采空區(qū)．邸三帶”與推進(jìn)度的關(guān)系研究表明：綜放面推進(jìn)度在60m／月以上。輔助措施是采空區(qū)注漿、。兩道打阻燃?jí)?、采空區(qū)后方注氮等，保證工作面

2、安全回采。但是，對(duì)于推進(jìn)度較慢的下’●-，“行U型通風(fēng)的綜放面，一旦采空區(qū)上巷(開放空間)著火，’，很難用注漿、注氮、均壓等●．’傳統(tǒng)技術(shù)措施處理，若工作面俯采，注漿措施更是難以實(shí)施!向采空區(qū)上巷壓注膠體泥漿，并輔以注漿防滅火，不僅效果顯著，而且工作量小‘+一r·-e還不影響采煤面正常生產(chǎn)，防滅火費(fèi)用也較低。，lj開放采空區(qū)壓注膠體泥漿防滅火的機(jī)理向開放采空區(qū)注膠體泥漿的防滅火機(jī)理是：采空區(qū)有“三帶”，即散熱帶、自燃危險(xiǎn)，_，’．帶、窒息帶，煤炭自燃發(fā)生在自燃危險(xiǎn)帶內(nèi)。最易自燃深度一般為30．60m。若在距工作面30

3、．60m的采空區(qū)內(nèi)的最易自燃區(qū)域前的某一固定地點(diǎn)，壓注膠體泥漿，通過控制凝膠配比和成膠時(shí)間來控制膠體泥漿的流動(dòng)范圍，使膠體泥漿與矸石等共同形成一道較寬的隔離帶，在隔離帶內(nèi)輔以注漿。1隔離帶可以阻止黃泥漿流向工作面，迫使黃泥漿向采空區(qū)更深方向流動(dòng)，向火源點(diǎn)流動(dòng)。隨著工作面的向前推進(jìn)，采空區(qū)頂板冒落的逐漸嚴(yán)實(shí)，空間逐漸減小，采空區(qū)漏風(fēng)量逐漸減少，火源點(diǎn)也逐漸下移；隨著隔離帶的加高，流向火源點(diǎn)的注漿量也逐漸增加，使采空區(qū)充填更趨于嚴(yán)實(shí)，溫度逐漸降低，使得注漿防滅火效果能更好地發(fā)揮作用。概括地說，就是在采空區(qū)內(nèi)最易自燃區(qū)域前

4、注膠體泥漿，形成一道隔離帶，在隔離帶內(nèi)大量注漿，從而破壞漏風(fēng)供氧和蓄熱環(huán)境，消滅煤炭自燃。膠體泥漿是其核心技術(shù)，起到形成隔離帶的作用，即起到：①阻擋作用，是防止注漿漿液流向工作面，影響正常生產(chǎn)；②隔離作用，隔斷火源向工作面延伸；③密封作用，密封堵漏風(fēng)。2膠體泥漿防滅火特性，：’，’膠體泥漿防滅火技術(shù)，常用于防治開放采空區(qū)和無煤柱(或小煤柱)開采的綜放鄰：．j‘’‘‘’．6q．綜放開放采空區(qū)煤炭自燃防治技術(shù)近采空區(qū)(封閉采空區(qū))的煤炭自燃，具有用料省、施工強(qiáng)度低、防滅火效果顯著等特點(diǎn)。在姚橋煤礦，應(yīng)用膠體泥漿防滅火技術(shù)

5、，分別成功地防治了7513綜放面、7003綜放面、7507綜放面的各自鄰近采空區(qū)(封閉采空區(qū))的煤炭自燃?！j膠體泥漿的特性：膠體泥漿是由基料(如水玻璃等)、促凝劑(碳氨、鋁酸鈉等)和黃泥漿(或粉煤灰漿及矸石制漿)按一定比例混合而成，可控制在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生膠凝固化，并吸熱降溫；膠體中加入充填劑，可使之增加強(qiáng)度、耐熱性和延長(zhǎng)有效期。膠體泥漿主要具有如下●‘’性能：(1)高固水性，固水量在80％以上；(2)強(qiáng)滲透性，滲透距離可超過5m：(3)吸·；熱降溫快，基料濃度為6％時(shí)，膠體吸熱量為4×104kJ／m3以上，(4)

6、密封堵漏效果好，+_’，(5)阻化性能高，(6)耐熱穩(wěn)定性能好，(7)強(qiáng)度高，’在井下穩(wěn)定一年以上時(shí)間，(8)成，～f，本低、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備輕便，，操作方便靈活。3應(yīng)用無氨膠體泥漿防滅火技術(shù)治理7005綜放面開放采空區(qū)自燃～／3．17005綜放面概況7005綜放面為姚橋煤礦中央采區(qū)首采面，走向長(zhǎng)1649m，傾斜長(zhǎng)159m，煤層厚度5．8"-'4．27m，煤層傾角9"-'190，標(biāo)高為．676""．730m，-T_作面采用下行U型通風(fēng)系統(tǒng)，正常供風(fēng)量為741,～639m3／min。該面有十余條較大斷層，斷層處煤體疏松、

7、易自燃。在掘進(jìn)過程中，材料道、切眼和溜子道曾多處遇斷層發(fā)生煤層自燃現(xiàn)象。在回采過程中出‘現(xiàn)兩次自燃。7005綜放面通風(fēng)系統(tǒng)示意圈3．2上隅角采空區(qū)自燃原因分析一+’在7005工作面推進(jìn)至l190m，突然發(fā)現(xiàn)該工作面上隅角出現(xiàn)CO，且高達(dá)220ppm，●●在工作面第85"---110架尾也有少量CO，并隨后呈上升之勢(shì)(見圖2)，而工作面下隅角．70．。2007年幸田蠼礦立辛學(xué)術(shù)年臺(tái)論文CO一直穩(wěn)定在20～50ppm；經(jīng)調(diào)矗分析其主要原因足7005{親艘面cO變化茍勢(shì)分析圈【墾曼塑曼至堡W27∞5瓊*-Ⅲcf)女％n許*

8、*Ⅲf1)工作面上出口附近有3～5個(gè)支架不放煤或放煤量很少，老塘遺煤量大，留下自燃隱患。(2)雖然元月份工作面推進(jìn)速度較快，達(dá)156m，但項(xiàng)板冒落仍不嚴(yán)實(shí)，采空區(qū)注漿量小(囡工作面較長(zhǎng)時(shí)間微俯采，無法證常注漿)，乘空區(qū)漏風(fēng)竄M現(xiàn)象嚴(yán)重，即具備供氧薔熱條件。(3)近期外圍巷道貰通多．通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，工作面風(fēng)量變化幅度大，風(fēng)量最小時(shí)不到300n13