综放开放采空区煤炭自燃防治技术.pdf

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1、2007年全困煤矿安会学术年会论文综放开放采空区煤炭自燃防治技术刘祥来’任宝宏(江苏沛县大屯煤电(集团)公司生产管理部221611)摘要本文对综放工作面开采期间防治采空区煤炭自然发火技术进行了阐述。重点分析了工作面采空区压注胶体泥浆防火技术的机理、特点、应用工艺和实施效果。_关键词综放工作面开放采空区胶体泥浆防灭火，-工作面开采期间，防止采空区煤炭自燃的根本性措施是工作面推进度，根据采空区．邸三带”与推进度的关系研究表明：综放面推进度在60m／月以上。辅助措施是采空区注浆、。两道打阻燃墙、采空区后方注氮等，保证工作面

2、安全回采。但是，对于推进度较慢的下’●-，“行U型通风的综放面，一旦采空区上巷(开放空间)着火，’，很难用注浆、注氮、均压等●．’传统技术措施处理，若工作面俯采，注浆措施更是难以实施!向采空区上巷压注胶体泥浆，并辅以注浆防灭火，不仅效果显著，而且工作量小‘+一r·-e还不影响采煤面正常生产，防灭火费用也较低。，lj开放采空区压注胶体泥浆防灭火的机理向开放采空区注胶体泥浆的防灭火机理是：采空区有“三带”，即散热带、自燃危险，_，’．带、窒息带，煤炭自燃发生在自燃危险带内。最易自燃深度一般为30．60m。若在距工作面30

3、．60m的采空区内的最易自燃区域前的某一固定地点，压注胶体泥浆，通过控制凝胶配比和成胶时间来控制胶体泥浆的流动范围，使胶体泥浆与矸石等共同形成一道较宽的隔离带，在隔离带内辅以注浆。1隔离带可以阻止黄泥浆流向工作面，迫使黄泥浆向采空区更深方向流动，向火源点流动。随着工作面的向前推进，采空区顶板冒落的逐渐严实，空间逐渐减小，采空区漏风量逐渐减少，火源点也逐渐下移；随着隔离带的加高，流向火源点的注浆量也逐渐增加，使采空区充填更趋于严实，温度逐渐降低，使得注浆防灭火效果能更好地发挥作用。概括地说，就是在采空区内最易自燃区域前

4、注胶体泥浆，形成一道隔离带，在隔离带内大量注浆，从而破坏漏风供氧和蓄热环境，消灭煤炭自燃。胶体泥浆是其核心技术，起到形成隔离带的作用，即起到：①阻挡作用，是防止注浆浆液流向工作面，影响正常生产；②隔离作用，隔断火源向工作面延伸；③密封作用，密封堵漏风。2胶体泥浆防灭火特性，：’，’胶体泥浆防灭火技术，常用于防治开放采空区和无煤柱(或小煤柱)开采的综放邻：．j‘’‘‘’．6q．综放开放采空区煤炭自燃防治技术近采空区(封闭采空区)的煤炭自燃，具有用料省、施工强度低、防灭火效果显著等特点。在姚桥煤矿，应用胶体泥浆防灭火技术

5、，分别成功地防治了7513综放面、7003综放面、7507综放面的各自邻近采空区(封闭采空区)的煤炭自燃。·_j胶体泥浆的特性：胶体泥浆是由基料(如水玻璃等)、促凝剂(碳氨、铝酸钠等)和黄泥浆(或粉煤灰浆及矸石制浆)按一定比例混合而成，可控制在一定时间内发生胶凝固化，并吸热降温；胶体中加入充填剂，可使之增加强度、耐热性和延长有效期。胶体泥浆主要具有如下●‘’性能：(1)高固水性，固水量在80％以上；(2)强渗透性，渗透距离可超过5m：(3)吸·；热降温快，基料浓度为6％时，胶体吸热量为4×104kJ／m3以上，(4)

6、密封堵漏效果好，+_’，(5)阻化性能高，(6)耐热稳定性能好，(7)强度高，’在井下稳定一年以上时间，(8)成，～f，本低、工艺简单、设备轻便，，操作方便灵活。3应用无氨胶体泥浆防灭火技术治理7005综放面开放采空区自燃～／3．17005综放面概况7005综放面为姚桥煤矿中央采区首采面，走向长1649m，倾斜长159m，煤层厚度5．8"-'4．27m，煤层倾角9"-'190，标高为．676""．730m，-T_作面采用下行U型通风系统，正常供风量为741,～639m3／min。该面有十余条较大断层，断层处煤体疏松、

7、易自燃。在掘进过程中，材料道、切眼和溜子道曾多处遇断层发生煤层自燃现象。在回采过程中出‘现两次自燃。7005综放面通风系统示意圈3．2上隅角采空区自燃原因分析一+’在7005工作面推进至l190m，突然发现该工作面上隅角出现CO，且高达220ppm，●●在工作面第85"---110架尾也有少量CO，并随后呈上升之势(见图2)，而工作面下隅角．70．。2007年幸田蠼矿立辛学术年台论文CO一直稳定在20～50ppm；经调矗分析其主要原因足7005{亲艘面cO变化苟势分析圈【垦曼塑曼至堡W27∞5琼*-Ⅲcf)女％n许*

8、*Ⅲf1)工作面上出口附近有3～5个支架不放煤或放煤量很少，老塘遗煤量大，留下自燃隐患。(2)虽然元月份工作面推进速度较快，达156m，但项板冒落仍不严实，采空区注浆量小(囡工作面较长时间微俯采，无法证常注浆)，乘空区漏风窜M现象严重，即具备供氧蔷热条件。(3)近期外围巷道贳通多．通风系统不稳定，工作面风量变化幅度大，风量最小时不到300n13