研究报告__王台铺煤矿15号煤层自然发火条件及综合防灭火技术研究

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1、密级:编号:分类号:UDC：晋城煤业（集团）有限责任公司王台铺煤矿科学研究报告王台铺煤矿15号煤层自然发火条件及综合防灭火技术研究晋城煤业（集团）有限责任公司王台铺煤矿河南理工大学工作完成日期：2008年8月提交报告日期：2008年8月王台铺煤矿15号煤层自然发火条件及综合防灭火技术研究研究单位和主要研究人员晋城煤业（集团）有限责任公司王台铺煤矿:王家学董柄文刘立州李强河南理工大学:余明高潘荣银于水军张晓刚周爱桃1前言11」研究背景11.2矿井概况21.3研究内容42煤层白然发火机理实验研究82.1

2、煤层白发火倾向性研究82.1.1煤的工业分析82.1.2煤的吸氧实验92.1.3煤的热重实验112.2煤样最短口然发火期132.2.1DSC实验132.2.2煤样比热实验结果142.2.3煤层最短白然发火期数学模型142.2.4煤层最短白然发火期解算结果152.3煤低温氧化微观结构变化规律实验研究162.3.1煤的分子结构162.3.2实验过程及实验参数162.3.3实验煤样红外光谱图谱官能团归属182.3.4结果少讨论183煤自然发火预测预报标志气体及指标研究203.1煤氧化升温实验203.2火灾

3、预测预报标志气体的选择20321指标气体优选原则203.2.2实验设备213.2.3实验条件233.2.4实验过程233.3指标气体实验分析233.3.1煤样实验原始数据233.3.2气体浓度随温度的变化趋势图243.3.3指标气体分析253.4王台矿15号煤层煤标志性气体综合分析254采空区“三带”观测实验274.1试验工作面概况274.2采空区白燃三带划分指标284.3按采空区氧含量分布划分三带依据294.4三带现场观测试验294.4.1观测参数及仪器仪表29442采空区埋管测点布置304.4.

4、3现场观测条件314.5观测数据的整理与分析32451观测数据的整理324.5.2观测数据的分析324.6试验工作面数值模拟344.6.1采空区模型的建立34462模拟结果分析364.6.3模拟结论384.7采空区自燃“三带”范围的确定394.7.1综采而极限推进速度的确定394.7.2口然危险区域的判定404.8本章小结40515号煤层口燃危险性的评价方法425.1评价指标确定的原则425.22304综采工作面评价指标体系的确定435.32304综采工作面评价指标权值445.3.1层次分析法基木原

5、理445.3.2构造采空区煤自燃的判断矩阵445.3.3求判断矩阵B的特征值人那和特征向量w455.3.4一致性检验455.4影响因素权重向屋总排序465.515号煤层自然发火危险性综合评价476自然发火预测预报技术研究496」煤层白然发火规律496.2火灾预测预报指标506.3火灾预测预报体系的建立506.4矿井火灾常规检测预测516.5矿井火灾束管监测系统526.5.1束管监测系统监测原理526.5.2束管监测系统的优点526.6采空区自然发火预测预报536.7煤柱自燃发火预测预报537煤层自然

6、发火综合防治技术硏究557」采空区H然发火防治技术的选择567.2注水预防H然发火577.3综采面进风巷注浆防灭火方法58731钻孔终孔位直的确定原则587.3.2钻场布置及钻孔参数设计587.4综采而回风巷注浆防灭火方法607.4.1回风巷钻孔注浆方法607.4.2注浆量的确定617.5堵漏防灭火617.5.1高强复合发泡封堵材料性能627.5.2高强复合发泡系统627.5.3主要技术经济指标647.5.4采空区堵漏技术657.5.5高冒区注复合发泡材料667.5.6巷道喷涂复合发泡材料667.6

7、撤架时防灭火技术677.6.1撤架时最易发火地点677.6.2撤架时防火措施677.6防治煤口燃的专项安全技术措施697.6.1矿井防內因火灾具体实施措施697.6.2预防煤层口燃的安全技术措施707.6.3有自燃征兆地点的安全技术措施708结论72&1主要结论728.2下一步工作建议73参考文献741前言1.1研究背景矿井火灾是煤矿的重大自然灾害之一。矿井火灾不仅能使矿井遭受巨大的物质损失，同吋它也是导致井下职工伤亡的重要根源。矿井火灾根据引火的热源不同分为外因火灾和内因火灾（也称自燃火灾）。外因

8、火灾一般发生突然，来势凶猛，如果不能及吋发现和控制，往往会酿成重大事故。但是外因火灾的火焰一般是在燃烧物的表面，如果能及吋发现和补救，是容易熄灭的。与外因火灾相比，内因火灾的发生，往往伴有一个蕴育的过程，根据预兆能够早期予以发现。但是火灾火源比较隐秘，经常发生在人们难以进入的采空区和煤柱内，要想准确找到火源并非易事。因此难以扑灭，以至火灾可以持续数月，数年甚至几十年至上百年之久，长期威胁着矿井的安全生产。有时燃烧的范围逐渐蔓延扩大，烧毁大量煤炭，冻结大量资源，使自然资