综放开放采空区煤炭自燃防治技术.doc
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1、 综放开放采空区煤炭自燃防治技术 1 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3060m。若在距工作面3060 m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。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
2、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:阻挡作用,是防止注浆浆液流向工作面,影响正常生产;隔离作用,隔断火源向工作面延伸;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
3、防灭火技术,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。 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;胶体中加人充填剂,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:高固水性,固水量在80%以上;强渗透性,渗透距离可超过5 m;吸热降温快,基料浓度为6%时,胶体吸热量为4104 kJ/m3上;密封堵漏效果好;阻化性能高;耐热稳定性能好;强度高,在井下稳定1 a以上时间;成本低、工艺简单、设备轻便
4、,操作方便灵话。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 3.1 综放工作面概况 7005综放面为姚桥煤矿中央采区首采面,走向长1649m,倾斜长159 m,煤层厚度5.84.27 m,煤层倾角9?19?,标高为-676-730m,工作面采用下行U型通风系统,正常供风量为741639m3/min。该面有10余条较大断层,断层处煤体疏松、易自燃。在掘进过程中,材料道、切眼和刮板输送机道曾多处遇断层发生煤层自燃现象。在回采过程中出现2次自燃。 3.2 上隅角采空区自燃原因分析 在7005工作面推进至1190 m,突然发现该工作面上隅角出现CO,且高达22010-6,在工作面第
5、85#110#架尾也有少量CO,并随后呈上升之势,而工作面下隅角CO一直稳定在(2050)10-6。经调查分析,其主要原因是: (1)工作面上出口附近有35个支架不放煤 或放煤量很少,老空区遗煤量大,留下自燃隐患。 (2)虽然元月份工作面推进速度较快,达156m,但顶板冒落仍不严实,采空区注浆量小(因工作面较长时间微俯采,无法正常注浆),采空区漏风窜风现象严重,即具备供氧蓄热条件。 (3)近期外围巷道贯通多,通风系统不稳定,工作面风量变化幅度大,风量最小时不到300 m。min(当时工作面配风量为620 m3/min),形成拉风箱效应,诱发了采空区遗煤自燃。 3.3 自燃的处理 由于工作面是微
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