高瓦斯矿井特大型火区抑爆技术研究及应用

针对白芨沟矿特大型火区范围广、冒落空间大、区内火与瓦斯共存、地表漏风严重等特点,采用了水封进风巷道抑爆技术、地面钻孔大流量注三相泡沫灭火技术、部分地方注入凝胶、大流量氮气等灭火抑爆技术,彻底扑灭封闭空间达1000万m3我国建国以来的最大火区,防止了瓦斯的再爆炸,全面恢复了矿井的生产,创造了显著的经济效益和社会效益。     

特大型浅地表火区的灭火抑爆技术

针对白芨沟矿特大型火区的范围广、冒落空间大、区内火与瓦斯共存、地表漏风严重等特点, 采用了水封进风巷道抑爆技术、地面钻孔大流量注三相泡沫灭火技术、部分地方注入凝胶、大流量氮气等灭火抑爆技术,彻底扑灭封闭空间达1000万m3的我国建国以来的最大火区,防止了瓦斯的再爆炸,全面恢复了矿井的生产,创造出显著的经济效益和社会效益。     

高瓦斯矿井特大火区治理的新技术

通过治理宁夏白芨沟煤矿特大型火区,研究开发了远距离水封抑爆、地面灭火钻孔快速施工、地面大流量注三相泡沫、大流量注氮抑爆和惰化火区、高瓦斯火区水封巷道的锁风启封、氮气喷雾降温、均压启封火区及防复燃等一整套治理高瓦斯矿井特大火区的技术．应用这些技术抑制了白芨沟煤矿特大火区内瓦斯的再爆炸,扑灭并安全启封了该火区,在救灾和恢复生产过程中确保了安全．     

含油砂岩的高瓦斯煤矿火灾灭火技术

海石湾煤矿6112工作面采空区自然发火,引燃了上部油砂岩下泄到采空区的油气,迅速扩大为全矿大火。矿井采用注大流量气氮、液氮和二氧化碳的方法,抑制了瓦斯爆炸,安全封闭了全矿6个井口,并采用缩封技术和大流量高压水枪降温技术,将火区从井口缩封到工作面,采用消火道钻孔注浆灭火技术彻底扑灭了火源。介绍了抢险救灾过程中的抑爆封闭技术、缩封技术、消火道灭火技术及灭火效果。     

惰气灭火技术在高瓦斯矿综放工作面火灾治理中的应用

 针对余吾煤业N1203综放工作面回采过程中由于采煤机切割岩石产生火花并点燃局部积聚瓦斯引发的矿井火灾事故，结合矿井瓦斯涌出量大的实际，在综合分析火区特点的基础上，实施 “抑爆优先、灭火为主”的治理方案，并详细阐述了采区大面积封堵、地面打钻注浆隔离、注氮和注液态二氧化碳以及火区监测技术。通过实践表明，在采取一定封堵措施后，大流量连续性注入惰性气体可有效降低火区氧气浓度，抑制瓦斯爆炸和熄灭火区。     

巷道高冒区抑爆防灭火材料及其应用

煤矿巷道高冒区常有瓦斯积聚,瓦斯浓度常处于爆炸界限内,如果高冒区再产生明火,则将会引起大的灾难。为此,香山煤矿研制了高冒区抑爆防灭火材料,用于高冒区的防火,又将其与泡沫、氮气一起使用,用于高冒区的快速抑爆灭火。简单介绍了PX快速抑爆防灭火材料的组成、防灭火原理、施工工艺,重点介绍了PX氮气泡沫抑爆灭火的原理、施工工艺,以及抑爆防灭火技术效果。     

汝箕沟矿3229综放工作面灭火抑爆技术工程实践

总结、分析了汝箕沟矿3229综放工作面灭火抑爆工程实践中的技术、经验,为高瓦斯矿井火区灭火、抑爆工作提供参考.     

瓦斯输送管道自动抑爆技术

为了提高瓦斯输送管道的安全性,在矿井瓦斯输送管道中引入自动抑爆技术,将火焰探测技术与自动喷洒控制技术相结合,实现瓦斯输送管道的主动抑爆。选取CO2灭火剂为抑爆喷洒的灭火介质,进一步提高了抑爆系统的可靠性与灭火质量。通过实验室模拟试验证明抑爆装置能够快速捕捉火焰信息并迅速喷洒灭火介质,抑爆喷洒器6 m外无火焰信息。     

惰性气体在高瓦斯矿井大面积火灾中的应用

针对余吾煤业高瓦斯矿井N1203综采工作面发生的大面积外因火灾,提出了封闭火区并实施惰性气体N2和液态CO2进行灭火的措施。结果表明:注入惰性气体后大幅降低了封闭火区内的O2浓度和瓦斯浓度,极好地起到了抑爆作用,加速火区熄灭。     

DQ、DQP系列惰气发生装置灭火实践与分析

为了扑灭井下火灾及抑制瓦斯爆炸,当煤矿井下发生火灾时,需减少火区供氧量、增加惰性气体含量以惰化火区气体。通过对DQ、DQP系列惰气发生装置灭火原理分析,提出利用该装置燃烧除氧,将燃烧产物N2、CO2等惰性气体注入火区,能有效灭火、抑爆。实际应用证明,其用于扑灭井下火灾快速、安全、有效,且降低了成本。     

大流量气态CO2防灭火技术在采空区自燃火灾治理中的应用

为了治理采空区自燃火灾,利用CO2进行煤矿井下自燃火灾防治的研究,结合某矿150201综放工作面后部采空区自燃火灾的实际情况,对大流量气态CO2防灭火系统相关设备性能参数和技术工艺进行了详细阐述,对工作面适宜风量配备、采空区注气量、注气强度、注气方式及注气压力进行了计算。结果表明:大流量气态CO2防灭火系统产气量大,完全可以满足煤矿井下采空区防灭火工作要求;CO2灌注工艺参数与N2灌注工艺参数相似,在CO2管路释放口设在采空区的氧化带内的前提下,不会出现CO2从工作面涌出现象;液态CO2是化工厂的副产品,成本较低,有利于在煤矿井下防火工作中推广应用。     

惰气技术在防治尾巷局部火灾中的应用

在惰气防灭火技术中,N2和CO2在煤矿防灭火领域被广泛应用。基于内蒙古某矿现场先注N2、后注液态CO2的尾巷局部火灾治理措施,对采取联合惰气防灭火技术后发火区域内气体浓度的变化情况进行分析,对比N2和液态CO2对尾巷局部火灾的防灭火性能。结果表明:向发火区域内注入大量N2可有效稀释O2浓度,但在此次煤火防治中没有排除复燃隐患;由液态转化为气态的低温CO2通过稀释O2浓度和更有效地减小外部漏风,将发火区域氧浓度快速降低至3%;CO2比N2具有更好的扩散性和稀释作用,对O2、C2H4和C2H6的稀释效果较为明显,从侧面体现出CO2能更好地降低煤的氧化反应活性。经实践证明液态CO2对局部煤火的防治效果优于N2。     

红旗煤矿1510辅助系统注氮启封火区技术研究

采空区发生煤炭自燃不仅会威胁到工人的安全,还会引发瓦斯爆炸,造成严重后果。注氮防灭火技术作为煤层自燃防治手段之一,可以降低采空区内部氧气的浓度,缩小氧化带范围,降低事故率。本文对红旗煤矿1510辅助巷火区治理工作的成功经验进行总结分析,分析了氮气防灭火作用原理,通过分析1510辅助巷火区注氮方案,观测注氮后的数据,分析注氮前后火区的变化规律,从而得到一套安全可靠的同类型火区的注氮防灭火技术。     

基于红外成像技术的煤矿火灾治理

为了快速准确地测出煤层火源位置、范围和燃烧程度,采用红外成像技术对河北煤矿主斜井火区进行了探测,确定火区位置,检验灭火效果。该技术能够准确探测火区表面煤岩体的温度,初步判断火情;对煤岩体表面温度异常区域及其周边设置钻孔,通过观测孔内温度可判断火区范围和煤体燃烧程度,从而确定治理方案。结果表明:在治理过程中利用红外成像仪观测钻孔内的温度变化情况可以更直观地了解灭火效果,说明红外成像技术在治理浅部煤矿火灾中成效显著。     

基于惰气发生装置的独头巷道远距离直接灭火技术研究

为安全快速处理煤矿井下独头巷道火灾,采用降低火灾区域内的氧气含量,使火源缺氧达到灭火的原理,利用DQP-200型惰气发生装置产生的惰气,通过与独头巷道掘进工作面风机处风筒相连或通过独头巷道掘进工作面风机直接吸入惰气,将惰气运送至火区,替代新鲜风流对掘进面进行正常通风,在维持掘进面风量不变、瓦斯浓度不在爆炸范围内的前提下,使火源缺氧窒息,达到远距离直接灭火的目的。经过多次试验和对惰气发生装置和风机风筒的改进,最终利用惰气发生装置和风机风筒的有机结合,实现了独头巷道远距离灭火。此灭火技术的成功应用,使处理煤矿独头巷道火灾更加快速有效、安全可靠,同时为处理煤矿井下独头巷道火灾提供了新的灭火原理和研究方向。     

典型气体指标在矿井火灾状态分析中的应用

在总结7种典型火灾气体指标的基础上,采用修正后的氧消耗浓度计算方法,分析了某矿因自然发火封闭的火区内火灾气体指标的特点和随封闭时间变化的曲线。研究发现:综合应用几种典型火灾气体指标能够较为准确的判断隐蔽火点或封闭火区的燃烧状况;火势较小时,特里克特比率对燃烧物种类的判断能力较弱;在对火区温度进行分析时,个别高温点容易被忽视;不同监测点指标值的大小次序能够为隐蔽火源点和燃烧重点区域位置的确定提供指导。     

火区下近距离煤层开采有害气体入侵灾害防控技术

火区下近距离煤层开采容易导致有害气体入侵灾害的产生,严重威胁着工作面的安全回采。陕西煤业化工集团孙家岔煤矿30110工作面上部采空区自然发火严重,虽然采取了注氮、堵漏风技术进行防治,但效果均不明显。针对此问题,利用PFC2D软件建立了火区下近距离煤层开采数值模型,对3号煤层开采过程中的裂隙变化进行动态追踪,结果证明了有害气体入侵灾害的产生并判断了灾害产生的时间节点,为灾害发生前的重点监测工作以及均压通风系统的应用提供了依据。为了防止有害气体的入侵并避免新鲜风流压入火区引发灾害的扩大,对30110工作面进行均压通风技术研究,将上部火区和下部工作面的气压差控制在一个安全的范围内。通过计算确定了均压通风系统试运行期间的安全压差为296 Pa,正常运行期工作面回风风窗压差安全调节区间为(118 Pa,166 Pa)。现场应用结果证明,均压通风技术能够有效地避免有害气体入侵灾害的发生,确保工作面的安全回采。     

地面钻孔注浆封堵井下巷道隔绝火区灭火技术

由于大柳塔煤矿大柳塔井邻近的小煤矿五当沟井口附近采空区遗煤的自燃,危及大柳塔井安全开采,而五当沟井口巷道垮塌严重且已封闭,大柳塔井与五当沟井采空区联通巷道也垮塌,两侧均不能通过井下采取灭火措施,因此采用地面打钻,干法灌注粗、细骨料,渗入式注浆与静压注浆相结合的方法构筑密闭墙,封堵井下巷道隔绝采空区火区,取得了良好效果。     

联合注氮防灭火技术在黄白茨煤矿的应用

高瓦斯近距离煤层群自然发火防治问题一直是煤矿火灾防治方面的一项难题。工作面自然发火一般采取单一的灭火方式。针对煤矿自然发火,提出联合注氮的理念进行灭火,分析了氮气与液氮的灭火机理,并在黄白茨煤矿021005工作面进行了实施。对工作面注液氮、注氮气进行防灭火,随后获得的气体监测数据证明,防火效果较为理想,为高瓦斯煤矿近距离煤层群防灭火治理方面积累了宝贵经验。