李嘴孜矿急倾斜煤层自然发火防治技术研究

论文摘要

李嘴孜煤矿开采的C13煤层具有自然发火倾向,发火期为1～3个月。煤尘具有爆炸危险性,爆炸指数39.93%,在井田内为突出煤层。由于该3232（3）工作面开采煤层较厚、倾角大、瓦斯含量高、属于三软突出煤层,这使得煤层自燃危险性增强。本文首先采用XK-III型煤自然发火实验台模拟煤自燃过程,对自燃过程的特性参数进行实验测定,定量的测算出耗氧速度、放热强度、发火期等表述煤自燃程度的重要特性参数;依据煤自燃危险区域判定理论,把它和自然发火预测方法相结合应用于综采面和采空区。通过现场观测和理论推算,绘制采空区氧浓度、浮煤厚度、漏风强度分布图,计算出的极限参数划分出采空区的自燃危险区域并计算出极限推进速度。最后根据危险区域判定结果和预测结果,提出综采防灭火技术方案和措施,指导现场防灭火,应用西安科技大学森兰公司研发的胶体灭火技术对高温点进行处理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及目的意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 煤自燃学说
• 1.2.2 煤自燃机理
• 1.2.3 煤自燃的实验模拟
• 1.2.4 煤自燃的数值模拟
• 1.2.5 急倾斜煤层防灭火技术研究现状
• 1.2.6 存在的问题
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 耗氧速度和放热强度的测算
• 1.3.2 煤层自燃极限参数的研究
• 1.3.3 自燃危险区域的判定
• 1.4 技术路线
• 2 李嘴孜矿煤自燃特性实验研究
• 2.1 李嘴孜矿煤样自然发火全过程实验研究
• 2.1.1 实验装置
• 2.1.2 炉体结构
• 2.1.3 供风系统
• 2.1.4 气体采集与分析
• 2.1.5 实验过程与结果
• 2.1.6 结果分析
• 2.1.7 实验结论
• 2.2 李嘴孜矿煤样程序升温实验研究
• 2.2.1 实验原理
• 2.2.2 实验装置
• 2.2.3 实验条件
• 2.2.4 实验结果
• 2.2.5 实验结果分析
• 2.3 本章小结
• 3 李嘴孜矿3232（3）工作面现场观测
• 3.1 工作面概述
• 3.2 现场观测
• 3.2.1 观测参数及仪器，仪表
• 3.2.2 采空区埋管测点布置
• 3.3 采空区观测结果及分析
• 3.3.1 采空区浮煤厚度分布状况
• 3.3.2 工作面推进情况
• 3.3.3 采空区氧气浓度的分布规律
• 3.3.4 采空区漏风强度分布情况
• 3.4 本章小结
• 4 李嘴孜矿3232（3）工作面自燃危险区域判定
• 4.1 采空区浮煤自燃极限参数确定
• 4.1.1 采空区极限氧浓度
• 4.1.2 采空区极限漏风强度
• 4.2 李嘴孜矿3232（3）采空区“三带”划分
• 4.2.1 采空区自燃三带划分指标
• 4.2.2 采空区三带划分过程
• 4.2.3 3232（3）综采面采空区三带划分图
• 4.3 李嘴孜矿3232（3）综采面采空区自燃危险区域划分研究
• 4.4 本章小结
• 5 李嘴孜3232（3）面自然发火防治技术研究
• 5.1 预测预报
• 5.2 工作面防火措施
• 5.2.1 工作面初采期间防火
• 5.2.2 工作面安装综采支架时后部采空区自燃预防
• 5.2.3 工作面正常回采期间防火
• 5.2.4 工作面在停采期间采空区自燃预防
• 5.2.5 工作面撤架结束后防火措施
• 5.3 防灭火材料及系统
• 5.3.1 胶体材料的性能
• 5.3.2 灌浆注胶防灭火系统
• 5.4 工作面注氮管理
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录