佳新煤矿1504工作面火区启封技术及发火规律的研究

论文摘要

煤矿自燃问题一直困扰着我国煤矿的安全生产,对高效高产的生产造成威胁,造成大量的资源浪费、财产损失及人员的伤亡。掌握煤炭自燃机理,研究煤层低温氧化规律是防治煤炭自然发火的基础[1]。由于煤及其组分的多样性,其氧化热解过程中可能发生的化学反应就非常复杂。矿井煤炭自燃火灾是煤矿重大灾害之一,近年来井下火灾事故频发,损失巨大,教训惨痛。火区一旦形成,进行火区封闭与启封危险性大,技术性强,稍有不慎,后果不堪设想。本文在广泛阅读低温氧化中外文献的基础上,采用理论研究、实验分析和现场实测三方面相结合的综合研究方法。在了解了高瓦斯煤层自燃特点的基础基础上根据各类防灭火技术的不同特点,综合现场情况,运用逐步锁风启封方法对1504工作面火区进行了安全启封。佳新煤矿主采煤层是属于高瓦斯易自燃煤层,在正常回采过程中,为了确保工作面安全回采,采取单一的防灭火措施已经不能完全有效的解决煤层自燃隐患,本文通过注氮、注胶、加快工作面推进速度、采用束管监测等综合防灭火措施,确保1504工作面的安全回采。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 问题的意义
• 1.2 国内外对煤炭自燃相关研究状况
• 1.2.1 国外对煤自燃的研究状况
• 1.2.2 国内对煤自燃的研究状况
• 1.2.3 煤炭自燃治理技术的研究现状
• 1.2.4 火区启封研究现状
• 1.3 主要研究内容、方法及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究方法和技术路线
• 2 煤的自然发火理论
• 2.1 煤的分类和结构
• 2.1.1 煤的分类
• 2.1.2 煤的分子结构
• 2.2 煤体自燃的特性参数
• 2.2.1 煤与氧的复合反应
• 2.2.2 自燃特性参数
• 2.3 采空区遗煤自然发火条件
• 2.3.1 遗煤的自燃过程
• 2.3.2 煤炭自燃的必备五要素
• 2.3.3 煤炭自燃的影响因素
• 2.4 煤的自燃倾向性的鉴定
• 2.5 高瓦斯煤层自燃发火特点及规律
• 2.5.1 高瓦斯自然发火的特点
• 2.5.2 高瓦斯自然发火的规律
• 3 煤炭自燃的甲期预报
• 3.1 高瓦斯煤层采空区发火的临界值确定
• 3.1.1 CO的优缺点
• 3.1.2 预报值的确定
• 3.2 气体释放量与温度关系测定
• 3.3 高瓦斯煤层自燃火灾束管检测系统
• 3.3.1 高瓦斯煤层火灾束管监测系统
• 3.3.2 束管监测系统工作原理
• 3.3.3 煤矿束管监测系统预报井下煤炭自燃存在问题
• 3.3.4 束管检测系统自动实现煤炭早期预报技术
• 3.4 本章小结
• 4. 发火工作面火区封闭及启封措施
• 4.1 佳新煤矿概况
• 4.1.1 矿井概况
• 4.1.2 1504作面概况
• 4.2 火区发火过程与状态的预判
• 4.3 1504工作面火区发火原因
• 4.4 火区综合管理
• 4.5 封闭火区的启封
• 4.5.1 火区启封条件
• 4.5.2 火区启封顺序
• 4.5.3 火区启封措施
• 4.6 本章小结
• 5 高瓦斯煤层防发火措施
• 5.1 采空区灌注胶体黄泥浆液降温封堵浮煤
• 5.1.1 添加JTJ胶体粘稠剂的浆液防灭火原理
• 5.1.2 注浆方法
• 5.1.3 注浆量的确定
• 5.2 注洒阻化剂防灭火
• 5.2.1 煤层注水添加阻化剂技术
• 5.2.2 采空区喷洒阻化剂技术
• 5.3 综放工作面采空区注氮惰化技术设计
• 5.3.1 氮气防灭火机理
• 5.3.2 制氮装备
• 5.3.3 注氮量的确定
• 5.3.4 注氮防灭火工艺系统
• 5.3.5 注氮流量计算
• 5.3.6 注氮量计算
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果