柳塔煤矿工作面回风隅角CO涌出规律研究.pdf

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1、能源技术与管理2015年第40卷第5期4EnergyTechnologyandManagementVol_40No．5doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2015．05．002柳塔煤矿工作面回风隅角CO涌出规律研究吴士坤，于顺才，鲁义s(1．山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿，山东济宁272350；2．山东鲁泰煤业有限公司安监局，山东济宁272000；3．湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南湘潭411201)[摘要]为有效防治柳塔煤矿工作面回风隅角CO超限及煤层自燃，以12109综放工作面为研究对象，通过

2、理论分析、实验研究和现场实测等研究方法，阐述了柳塔煤矿煤层自燃及回风隅角CO异常涌出现状，分析得出了采空区浮煤氧化和井下胶轮车作业尾气排放是回风隅角CO的主要来源；研究了季节性气候变化、工作面推进速度、井下胶轮车数量及其他矿井条件对CO涌出量的影响并理论上分析了其影响机制；结合工作面开采的实际条件，提出了控风堵漏与快速惰化联动为主的防治采空区自燃与回风隅角C0超限的关键技术。[关键词]回风隅角；CO浓度；主要来源；影响因素；涌出规律[中图分类号]TD75[文献标识码]A[文章编号]1672_9943(2O15)05004

3、3柳塔煤矿12109综放工作面地面标高为0引言1223～1254．9m，煤层底板标高1133～1150．6m，柳塔煤矿作为神东煤炭集团在鄂尔多斯境内工作面走向长1211m，倾斜长275m，平均煤厚的典型矿井，开采的煤种为低阶长焰煤，挥发分度6．9m，倾角lO3。。工作面沿煤层走向推进，从高，燃点低；煤层埋藏浅(30—230m)，且为近距离顶板防治及煤质角度考虑，综放面一般留0．2～煤层群开采，井田面积大，开采过程中漏风严重，0．4m顶煤开采，顶煤及生产过程中的浮煤遗留在所有这些条件极易造成煤炭自燃H]。随着生产任采空区易

4、氧化产生CO。为了更深入地研究柳塔煤务的进一步加大，煤层自然发火问题将日益突出，矿12煤层自燃特性，采集正在开采的12109工作煤层自然发火是神东矿区煤炭开采面临的主要自面煤层煤样，采用程序升温试验系统进行煤自燃然灾害之一[2]。国内外众多学者开展了煤自燃气基础参数研究，得到工作面煤样在30～200℃温度体产生规律及其对环境、作业人员安全的影响，范围的氧化过程中有规律的出现CO、CO气体，CO作为煤自燃的指标性气体引，对煤层自燃早期且生成量随煤温的升高基本呈指数上升趋势；CO预报具有重要的参考意义。矿井60％的综采面回的

5、生成量在低温氧化阶段较小，煤温达到70℃之风隅角存在CO超限问题，一般在24X后其生成量迅速增加，这说明该温度下煤已经开10-6120X10之间，最大达400X10，煤层自然始迅速氧化，物理吸附已经越来越弱，而化学吸附发火防治任务艰巨。为了保障工作面的高效开采和化学反应则占据了主要位置。柳塔矿12109工作和井下职工安全，本文以柳塔煤矿12109综放工面回采时，应以CO作为指标性气体来掌握煤炭作面为研究对象，在工作面回采期间长期监测回自燃情况；CO的出现说明煤已经发生氧化反应。风隅角CO浓度变化情况，并结合季节性气候变1

6、．2胶轮车尾气排放CO化、工作面推进距离、工作面推进速度、井下胶轮柳塔煤矿辅助运输全部采用无轨胶轮车运车数量及其他矿井条件来综合分析其涌出规律。输，各种运输车辆在提高生产效率和方便煤矿职工上下班的同时也产生大量的尾气，其中就包括1CO主要来源分析CO。为此，对柳塔煤矿辅助运输车辆在怠速状态1．1采空区浮煤产生CO和加油时尾气排放中CO浓度分别进行检测，选取了该矿正在使用的6种常用车型，皮卡、骏马人车、5t运料车、8t运料车、小装载机及装载机各5基金项目：国家自然科学基金煤炭联合基金重点资助项目辆，检测结果生成柱状图如图1

7、所示。(U1361213)2015年10月Oct．，2015吴士坤，等柳塔煤矿工作面回风隅角CO涌出规律研究5由图2可知，工作面回风隅角CO浓度随着时间推移整体呈先增大后减小的趋势，期间波动起伏，1—2月份浓度最低，6—7月份浓度最高。这副主要是因为，大量观测数据显示在神东矿区，1a骣抖内1—2月份大气最高，随着气候转暖，大气压逐渐降低，到夏季最小，进人秋季后逐渐升高。即冬季气压高，夏季气压低。据神东矿区常年大气压监测数据M]，以3月份为例，1d内大气压最低值在14：018：00之间，最高值在4：O8：00之排放尾气中C

8、0浓度／l()间，大气压差值最大0．7kPa左右。春、冬季早晚温图1不同类型车辆不同状态时排放尾气CO浓度柱状图由图1可知，怠速状态下，皮卡车和骏马人车差大，1d内气压变化频繁且差值大。2．2工作面推进速度排放尾气中CO浓度相对较小，分别为116．8×10和114．8×10；5t料车、8t料车和小装载机为了更加准确有