急倾斜特厚煤层封闭工作面火区综合治理技术研究

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作者王旭东
来源中国矿业大学
出版年2016
摘要
随着煤炭需求量激增,急倾斜煤层开采比重逐渐增大。尤其是水平分层综采放顶煤技术的应用实现了急倾斜特厚煤层的高产高效开采。但该技术同时导致采空区遗煤量增大、地表重复性塌陷严重、漏风裂隙发育,极易引发采空区自然发火,且火区高温范围大难消除、深部和上部火源隐蔽。工作面频繁因火封闭,造成巨大的经济损失。本文针对乌鲁木齐矿区的急倾斜特厚煤层封闭综放工作面火区治理,对急斜特厚煤层水平分层综放开采时影响煤自燃的因素进行分析,可知该类煤层综放采空区遗煤自然发火的主要原因是采空区中立体空间分布遗煤与地表裂隙漏风耦合作用,且易发火区域主要在采空区顶板侧。在对防灭火机理分析的基础上,根据急倾斜特厚煤层水平分层综放采空区自然发火规律和封闭火区治理难点,形成了“圈火区、堵漏风、惰火区、消高温、防复燃、验效果”的整体治理思路;提出以快速施工灭火钻孔立体式灌注高效三相阻化泡沫降温防复燃为主,以地表回填和井下锚喷堵漏风、注惰气惰化采空区、注惰液冷却采空区、火区燃烧状态检测为辅的综合治理技术体系。通过煤氧化自燃指标气体实验优选出适合的指标气体,并结合作者在屯宝矿、宏达矿、潞新一矿等封闭火区治理项目中成功应用于现场的封闭火区燃烧状态综合判定指标,对火区治理效果进行检验,保证封闭火区的安全启封。最后,对文中提出的综合治理技术体系进行工程实践应用,实现了火区的有效治理和安全启封,为类似火区治理提供借鉴经验。

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