[01039120]松软煤层综放面自然火灾预测及防治技术研究

项目内容：课题组利用国内最大的煤自然发火实验台(装煤量15t)，对南屯煤样进行了实验研究，首次真实地模拟了从常温至450℃以上煤自然升温的全过程，掌握了煤自燃高温区域的发生、发展及其动态变化过程；为判定实际条件下的煤自然发火期、发火区域及其动态发展变化的过程提供了依据。建立了基于浓缩吸附的检测方法，解决了发火初期微量指标气体可测性的难题，并通过对煤自燃过程中各种指标气体及其比值随煤温的变化规律分析，提出了适合于现场使用的煤自燃程度判定指标，改善了现有指标气体预报技术的缺陷，实现了煤层自燃火灾的早期预报。利用实验测定的煤自燃相关特性参数，结合现场可测参数，提出了采空区遗煤自燃极限参数的计算方法，构建了松软煤层综放面自燃危险区域判定的必要条件，并根据采空区氧化升温区的宽度和煤自然发火期，提出了能引起自燃的最小推进速度测算方法。结合南屯矿实际，建立了以预防为主，早期预报为先导，复合胶体防火技术、快速防灭火技术相结合的松软煤层综放面自然发火防治及应急技术体系，利用现有粉煤灰灌浆系统，建立了多功能粉煤灰灌浆注胶系统，能够实现大流量地压注稠化胶体、复合胶体、凝胶、粉煤灰固化材料等多种新型防灭火充填材料，大大提高了粉煤灰浆的灭火效率和粉煤灰的利用率；创建了适合于南屯煤矿实际条件的液态CO<,2>防火火系统，确定了其合理的参数及现场应用工艺。课题形成了一套适合于综放开采的煤层自燃火灾预测及防治技术保障体系，增强了矿井抵抗火灾的能力，保障了安全生产，取得了较好的社会效益，研究成果已推广应用于山东、安徽、内蒙古、宁夏、新疆等全国14个主要产煤省的上百家煤矿企业，取得了显著的经济效益和社会效益。