[01339711]西庞煤矿采空区遗煤复采综合防灭火技术研究

项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况： 《采空区遗煤复采综合防灭火技术研究》项目属煤矿安全领域。 我国有许多煤矿厚煤层初次开采时都留有顶煤,致使采空区遗量很大,有些矿井采空区松散遗煤可达数米。随着资源的日益枯竭,采空区遗煤复采对维持煤矿企业的生产接续,回收利用宝贵的煤炭资源,有重要意义。 项目的主要研究内容及取得的主要成果： 1)通过对未氧化原煤样及预氧化复采煤样的升温氧化对比实验,以及原煤与预氧化煤样红外光谱研究,分析得到复采煤自燃规律、重要自燃特性参数,及复采煤自燃的指标志气体随温度变化规律。 2)采用SF6作为示踪气体,测定了西庞煤矿采空区遗煤复采工作面的漏风规律,得到了复采工作面漏风裂隙的分布规律,为工作面自燃危险区域的判定奠定了基础,为复采工作面煤层自燃的防治供了重要依据。 3)建立了复采工作面煤层中流场—浓度场—化学反应场—温度场相耦合的数学模型,根据漏风测定结果及煤自燃参数的实验研究,确定了重要参数及边界条件。 4)通过数值模拟得到了复采工作面煤层内浓度场及流场分布规律,首次实现了原长壁采煤工作面采空区遗煤采用长壁工作面复采时自燃危险区域的判定和自燃预测问题,预测结果与实际情况吻合良好,对自燃防治起到了重要作用。 5)研究出利用酸性和含多种离子的矿井水为原料的高分子胶体和复合胶体防灭火材料,适应了许多矿井水为酸性并含大量离子情况注胶防灭火的需要。 6)根据复采工作面自燃的特点及规律,制定出以胶体防灭火技术为主的复采工作面防灭火技术方案。 7)提出了采用注复合胶体堵塞漏风,预防初采时工作面切眼、顺槽、停采线等部位的较大漏风空隙,采用高分子胶体充填其它较小的漏风通道,以及局部温度升高区域的复采自燃防治技术方案,解决复采防灭火技术难题,保障了复采过程安全。 项目特点： 采空区遗煤复采需要将已经密闭的采空区重新打开,在老空区内再次掘进巷道形成工作面进行开采。由于复采的煤体已经破碎,工作面顺槽掘进期间即开始向已经氧化的松散煤体中供氧,就有自燃危险;工作面形成以后,复采面的采空区和工作面圈闭的整个煤体中都存在漏风,自燃危险很大。复采煤自燃规律与初次开采大不相同,自燃预测预报和预防更加困难,成为严重威胁复采安全的重要因素。目前,国内外尚无针对采空区遗煤复采自燃预测、预警及防治方面的系统研究报道。 项目推广应用情况： 复采防灭火技术研究成果已经在邢台西庞煤矿的3个采煤工作面,在四川白皎煤矿等多个复采工作面应用,有效预防了为层自燃,取得了良好的效果。项目的实施,仅在西庞煤矿应用已经取得了1.6亿元的利润,并保障了安全生产,其经济和社会效益十分明显。