胡家河矿易自燃煤层开采火灾防治技术研究

发布时间：2017-11-01 12:32

  本文关键词：胡家河矿易自燃煤层开采火灾防治技术研究

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【摘要】：胡家河煤矿开采的4~#煤层属高瓦斯易自燃煤层,矿井自然发火灾害严重。本文以胡家河煤矿为研究对象,通过实验室实验、现场测试、理论分析和现场应用等方法步骤,对该矿井自然发火防治进行了系统研究。采用煤自燃倾向性氧化动力学测定方法,获得了煤自燃倾向性指数,判定4~#煤层的自燃倾向性等级为Ⅰ类,属于容易自燃煤层。通过煤自然发火的指标气体测定,选定了CO作为预报煤的自燃状况的主要指标性气体,并选用C_2H_4和C_2H_2作为预报煤的自燃发展状态的指标气体,为煤炭自然发火进行早期预报。根据采空区自燃“三带”相关理论体系,利用束管监测系统和气体分析系统,确定了采煤工作面自燃“三带”的分布范围,并结合工作面回采及顶板垮落情况,预测了采煤工作面自燃危险区域,同时确定了最小推进速度为4.1m/d,为工作面防灭火管理提供了依据。根据前述基础研究成果,结合矿井实际情况,设计了采煤工作面综合防灭火方案,提出了黄泥灌浆、注氮气、注三相泡沫、注凝胶、汽雾阻化等相结合的综合防灭火手段,并确定了各个措施的施工条件、方案和工艺参数。通过现场实际应用,分析研究CO等指标气体浓度等参数,对综合防灭火方案和措施的防灭火效果进行了评价。
【关键词】：煤层自燃 综放工作面 采空区 火灾防治
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 选题背景及研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 论文研究内容12
• 1.4 研究方案及技术路线12-14
• 1.4.1 研究方案12
• 1.4.2 技术路线12-14
• 2 矿井概况14-18
• 2.1 矿井位置、范围与生产规模14
• 2.2 含煤地层及煤质14-15
• 2.2.1 煤系地层14-15
• 2.2.2 可采煤层煤质及特征15
• 2.3 开拓布局及采煤工作面布置15-16
• 2.4 矿井通风与瓦斯16
• 2.4.1 矿井通风情况16
• 2.4.2 矿井瓦斯情况16
• 2.5 冲击地压情况16-17
• 2.6 周边小窑与历史发火情况17
• 2.7 本章小结17-18
• 3 煤自燃基础参数测定18-28
• 3.1 煤自燃倾向性的氧化动力学测定18-21
• 3.1.1 引用标准18
• 3.1.2 测定原理18
• 3.1.3 测定仪器18-19
• 3.1.4 测定步骤19-20
• 3.1.5 判定指标20-21
• 3.1.6 胡家河煤煤样测定结果21
• 3.2 煤自然发火指标气体测试21-27
• 3.2.1 指标气体优选原则21
• 3.2.2 实验设备21-22
• 3.2.3 实验过程22
• 3.2.4 指标气体分析22-26
• 3.2.5 实验结论26-27
• 3.3 本章小结27-28
• 4 工作面采空区自燃“三带”划分28-37
• 4.1 回采工作面概况28
• 4.2 采空区“三带”划分方法28-29
• 4.3 采空区“三带”现场测试29-35
• 4.4 采空区“三带”划分结果35-36
• 4.5 本章小结36-37
• 5 采煤工作面综合防灭火系统设计37-46
• 5.1 设计依据37-38
• 5.1.1 技术标准37
• 5.1.2 煤层自燃参数37
• 5.1.3 工作面危险区域37-38
• 5.2 设计思路38
• 5.3 综合防灭火系统38-45
• 5.3.1 黄泥灌浆系统38-39
• 5.3.2 注氮气防灭火系统39-41
• 5.3.3 三相泡沫灌注系统41
• 5.3.4 注凝胶系统41-43
• 5.3.5 汽雾阻化系统43-44
• 5.3.6 自燃预测预报系统44-45
• 5.4 本章小结45-46
• 6 防灭火方案应用和效果分析46-59
• 6.1 回采期间防灭火方案及应用46-54
• 6.1.1 黄泥灌浆措施46-47
• 6.1.2 注氮气措施47-49
• 6.1.3 注三相泡沫措施49-50
• 6.1.4 灌注凝胶措施50-52
• 6.1.5 汽雾阻化措施52
• 6.1.6 封堵漏风措施52-53
• 6.1.7 保证推采进度措施53
• 6.1.8 监测和检查措施53-54
• 6.2 回撤期间防灭火方案及应用54-57
• 6.2.1 工作面支架布置概况54-55
• 6.2.2 回撤设备和时间55
• 6.2.3 末采回撤期间防灭火措施55-57
• 6.2.4 工作面封闭措施57
• 6.3 综合效果分析57-58
• 6.4 本章小结58-59
• 7 结论59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 附录64

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