采煤工作面瓦斯燃烧发火原因分析

为研究某矿6135工作面瓦斯燃烧发火原因,以指导瓦斯燃烧事故的治理和预防工作,设计试验室自燃基础参数测试和现场的温度、气体监测试验,得到60、61煤层自燃特性和采空区内温度、气体情况。结果表明:聚氨酯自热及高强度抽采漏风引起60煤体自燃为瓦斯燃烧引火源的可能性较小,6135机巷断层附近保留煤柱氧化自燃为工作面瓦斯燃烧事故的引火源。     

采煤工作面瓦斯燃烧发火原因分析

为研究祁东煤矿6135工作面瓦斯燃烧发火原因,以指导瓦斯燃烧事故的治理和预防工作,设计实验室自燃基础参数测试和现场的温度、气体监测实验,得到60、61煤层自燃特性和采空区内温度、气体情况。经分析结果表明:聚氨酯自热及高强度抽采漏风引起60煤体自燃为瓦斯燃烧引火源的可能性较小,6135机巷断层附近保留煤柱氧化自燃为工作面瓦斯燃烧事故的引火源。     

煤矿火区密闭过程自燃诱发瓦斯爆炸的规律研究

为了研究煤矿火区安全封闭技术,进行了火区封闭过程诱发瓦斯爆炸的规律研究.对火区封闭过程中的自燃诱发爆炸的数学物理模型进行了分析,主要涉及巷道流场模型、采空区自燃模型、采空区瓦斯运移模型、瓦斯爆炸模型.以黑龙江鹤岗矿业集团兴安矿综采工作面停采封闭火区期间发生爆炸事故为原型,对火区封闭过程诱发瓦斯爆炸进行研究.得出,火区封闭过程中的风速下降,会引发巷道或采空区瓦斯积聚现象,高温火源存在的情况下易引发瓦斯爆炸事故.瓦斯积聚区与高温区存在较大的距离时,积聚瓦斯运移到高温区域引发爆炸;瓦斯积聚区与高温区距离非常近时,高温烟气逆向运移到瓦斯积聚区引发瓦斯爆炸;采空区自燃火势如果加强,也有可能引发采空区瓦斯爆炸.为了保证自燃火区密闭过程安全性,密闭期间应加强通风,增加进回风密闭间的风压,保持进回风密闭构筑的同步性。     

煤自然发火对瓦斯爆炸的影响

煤自燃产生的气体(如CO、H2、CnHm、CH4)在无瓦斯矿井也可爆炸,在高瓦斯煤易燃矿井是瓦斯重要组分,它增加了瓦斯总浓度,使瓦斯爆炸界限扩大,减少爆炸的需氧量。燃烧的强火源促成瓦斯在低浓度、低氧条件下也能爆炸。在此类矿井防瓦斯事故应先防煤自然发火。     

矿井火区密闭过程中自燃诱发瓦斯爆炸规律的研究

建立了煤矿火灾封闭过程中瓦斯爆炸的数学模型,以鹤岗某矿"8.21"煤层自燃火灾诱发瓦斯爆炸事故为原型进行了验证,分析了正常通风条件和火区密闭过程中火区气体流场、温度场、压力场分布特征,以及煤层自燃火灾诱发瓦斯爆炸危险性和煤层自燃引爆瓦斯过程的特征。     

高瓦斯矿井采空区煤炭自燃火灾的快速治理技术

分析了峻德煤矿综放工作面近距离采空区隐蔽火源的特点与治理难点,介绍了三相泡沫的组成与特点,详细阐述了应用三相泡沫成功治理综采二队综放工作面自燃火灾的过程。实践表明:通过将三相泡沫大流量短时间内注入可能发火区域,能快速捕捉到高温点并迅速降温、熄灭火源;同时,含N2三相泡沫具有惰化、抑爆作用,尤其适合煤与瓦斯共存条件下的火区治理。     

高瓦斯突出矿井封闭火区治理技术

煤自燃火灾与矿井瓦斯灾害在孕育和发展过程中互相影响,在火区治理过程中,必须综合考虑火与瓦斯的关系。针对打通一矿W 2604封闭火区,通过采取注氮、停止封闭区域瓦斯抽放、堵漏风、通风系统调整等综合防灭火技术措施及组织管理措施,使封闭火区内的各种气体指标、温度指标,以及各种指标持续稳定时间完全达到火区启封标准,为W 2604火区的安全启封提供了安全保障。     

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。     

现代勘查技术在蒙东地区煤炭火区中的应用

内蒙古自治区东部五盟市地区即蒙东地区,其褐煤资源丰富,煤炭自燃等级达Ⅰ~Ⅱ级,自燃倾向性为容易自燃-自燃。该地区煤炭资源的燃烧造成严重的人类健康、环境污染和经济损失问题。收集了蒙东地区26处煤（矿）田火区勘查报告、物探总结等资料,结合蒙东地区环境、地质和煤质特点,以现代勘查技术在该区域的实际应用为基础,总结了蒙东地区煤炭火区的遥感影响和地球物理技术特征,综合利用勘探提供的信息圈定火烧区范围、建立燃烧模型,各区均成功地完成了深部钻探验证工作,为灾害区的治理提供了准确的依据。蒙东地区煤炭火区勘查的经验,能够为今后的煤炭火区勘查工作提供指导。     

有瓦斯爆炸危险火区的封闭

<正>六枝矿务局七对生产矿井均属高沼气、自然发火矿井,并有煤与瓦斯突出危险.自1960年投产至1985年底,全局共发生自燃性火灾182次,其中采空区自燃89次,封闭火区114处.由于煤自燃引起的瓦斯爆炸事故共15起,占全部瓦斯爆炸事故总数的48.4%,引起瓦斯爆炸的自燃火灾占火灾总次数的8.2%.现将我局处理有瓦斯爆炸危险火区的经验与教训叙述于下:     

顶板长钻孔替代高抽巷抽采控瓦斯与采空区注氮防火耦合治理研究

高瓦斯矿井易自燃煤层,工作面受上隅角瓦斯超限与采空区遗煤自燃双重威胁。为解决高抽巷抽采瓦斯导致采空区氧化带面积变大、增大遗煤自燃危险性的问题,以顶板长钻孔替代高抽巷,配合进风巷侧注氮,通过对长钻孔参数与注氮参数的优化,进行防火与控瓦斯耦合治理的研究。以中兴煤业1401工作面实测数据结合ANSYS数值模拟,研究了长钻孔数量、位置对工作面上隅角瓦斯的影响规律,获得以5个直径300mm、距回风巷10m、距煤层底板15m的顶板长钻孔替代高抽巷的最优方案。在此基础上,为保障对采空区遗煤自燃的有效控制,研究了注氮量与注氮位置对采空区氧化带分布的影响规律,获得在进风巷侧氧化带与散热带分界位置注入5.5m3/min的氮气,将采空区氧化带宽度降至25m的优选结果。通过对上隅角瓦斯与采空区遗煤自燃的综合控制,保证了工作面的安全生产。     

瓦斯与煤自燃共存研究（II）：防治新技术

基于瓦斯与煤自燃共生发生场所的不同定义了煤岩跨尺度裂隙场概念,深入探讨了共生灾害防控机理及技术方法,即通过合理改变跨尺度裂隙场中的场流分布以消除瓦斯与煤自燃共生灾害--共生区域Se=0,提出固相颗粒输运改变煤岩体裂隙漏风场尺度、低温液态惰气改变采空区温度场和气体浓度场两种防治共生灾害新技术。建立了固相颗粒输运改变网络裂隙场场流模型,讨论了颗粒填充漏风裂隙场后,漏风裂隙尺度、可通路径的变化,致使漏风阻力增大,保证了瓦斯抽采处于安全的煤岩体裂隙场和低氧气浓度场;理论揭示了低温液氮防治共生灾害机理,并自主设计了液氮防灭火模拟平台,结果表明：液氮注入火区能迅速吸热膨胀,产生大量的低温氮气,扩散进入采空区空间,对热（火）源形成惰化隔离带,同时低温氮气携带水凝气与采空区隐蔽热（火）源产生的热风压进行热交换,降低热（火）源温度在可燃点温度以下,主动吞噬热（火）源。     

高位巷道瓦斯抽采诱导浮煤自燃影响效应

基于高瓦斯易自燃煤层高位巷道瓦斯抽采技术条件下,以研究煤自燃形成机理为切入点,依据义马煤业集团耿村矿13190工作面自然发火实际情况,通过理论分析,数学建模及现场辅助测试,对煤岩裂隙发育漏风通道模式、采空区浮煤碎胀特性、漏风动力源展开研究,发现巷道瓦斯抽采,增加了高瓦斯易自燃煤层的自燃风险,主要体现在:1)造成工作面、采空区及抽放巷道端口间存在漏风通道及动力;2)采动应力及抽采巷道松动圈造成采空区煤岩裂隙充分发育,采空区浮煤压实程度降低,浮煤碎胀性增加,有利于煤自燃蓄热;3)采空区浮煤一旦氧化,造成采空区高温点与漏风通道间存在温度梯度,从而形成的内生火风压,加剧采空区破裂浮煤的自燃进程,诱导采空区浮煤自燃发生。     

浅埋深高瓦斯工作面瓦斯抽放对采空区自燃“三带”的影响研究

以五虎山煤矿010908工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等手段对浅埋深高瓦斯工作面瓦斯抽放对采空区自燃"三带"影响进行研究。研究结果表明:当瓦斯绝对涌出量与采空区漏风量处于均衡状态时,此时瓦斯对煤自燃将出现明显的耦合影响;当采空区漏风量小于瓦斯绝对涌出量时,采空区遗煤自燃将受到阻碍;与之相反,当漏风量大于瓦斯涌出量时,采空区遗煤自燃受瓦斯涌出量的影响较小;高位钻孔与工作面距离越远,采空区内部的漏风路径也越长,采空区氧化带、窒息带所处的区域越向采空区深部扩大,但靠近工作面一侧的氧化带范围并没有出现明显变化。     

高瓦斯近距离煤层群易自燃工作面回撤防火关键技术研究

为了确保屯宝煤矿10115工作面安全回撤,通过采取注氮、注浆、堵漏风、自燃预测预报等多种方法,对10115工作面撤架密闭期间自燃综合防治措施进行研究,结果表明：终采撤架期间和撤架密闭后,CO、O2、CH4等气体指标都处于较安全的范围内,说明采取的综合防灭火措施对采空区遗煤低温氧化起到很好的防治效果。     

深井自燃煤层注复合惰气防灭火技术研究

唐口煤矿5306工作面在停采撤面期间采空区内部极易发生遗煤自燃,常规防火成本高,因此,提出采用复合惰化气体用于采空区遗煤的防治工作。结果表明:采用复合惰化气体后采空区遗煤自燃得到有效防治,同时其防火成本也得到了极大的降低。     

采空区煤自燃引爆瓦斯的机理及控制技术

为有效防治高瓦斯易自燃矿井煤自燃引发瓦斯爆炸的难题,实验研究了CH₄与煤自燃火灾主要气体CO的混合气体的爆炸浓度范围及爆炸危险度,理论分析了煤自燃引爆瓦斯的可能发生区域和参与过程.结果表明,在高瓦斯易自燃矿井采空区内,当CH₄气体中混入大量CO,则混合气体的爆炸浓度上、下限的范围大大增加,爆炸危险度增大;同时,在煤自燃产生的火风压作用下,在发火区与非发火区之间不断形成CH₄,CO与新鲜空气的充分混合和热量的对流交换,导致瓦斯爆炸事故的发生.最后提出了采用大流量高品质的含N2三相泡沫来防治煤自燃引爆瓦斯的新技术.     

采空区瓦斯与煤自燃共生灾害的实测分析与研究

为有效防治高瓦斯、易自燃煤层综采工作面采空区瓦斯与煤自燃共生灾害,以111811综采面为背景,通过现场实测和数值分析,研究得出了采空区瓦斯浓度和自燃氧化气体浓度的分布规律。现场实际应用注氮防灭火效果良好,有效抑制了煤炭自燃,消除了瓦斯与煤自燃共生致灾的可能性,保障了安全开采。     

“EMX-1 CO_2灭火系统”注惰性气体治理煤炭自燃

双矿集团七星煤矿东四采区各煤层瓦斯高、自燃发火期短,采用"EMX-1 CO2灭火系统"对该采区采空区注入惰胶气体可有效地治理和预防煤炭自燃,本文对此进行了详细论述。