[00658116]易燃煤层无煤柱开采自然发火预防及应急技术研究

1.项目内容：该课题将首次系统地对易燃煤层无煤柱开采自然发火的预防及应急技术进行研究，建立合理可靠的预防技术体系，研究快速有效的应急技术。该技术的研究将在煤层自然发火的预防及应急方面达到国内先进水平。综放面的防灭火投资很高，针对性不够强，往往难以取得预期的效果。该项目的完成，可以做到有的放矢，把有限的安全措施资金投入到最需要的地方，并发挥出最大的安全效益。该技术在易燃煤层无煤柱开采中推广应用，前景广阔。该课题预防体系的建立是技术关键，应急防灭火系统的建立，应急防灭火技术中相关快速钻机和快速灭火设备的开发。解决思路是紧紧围绕许厂煤矿煤层自然发火的特点，分析煤层自然发火的规律，确定煤层自燃危险区域，建立煤层自然发火预防体系。旨在对煤自然发火预防体系及防灭火系统、应急技术等关键技术进行研究，成功地对许厂煤矿煤层自然发火进行预防。根据煤层自然发火的特点，基于许厂煤矿现有防灭火技术及装备的情况，充分体现“以防为主，防治结合”的思想，以煤层自燃性实验测试和现场观测为基础，以煤层自燃性预测和自然发火早期 预报为前提，以压注惰气和胶体为主要防灭火手段的综合预防技术，确保矿井的安全生产。该课题拟采用实验模拟、理论分析和现场工业性试验相结合的研究方法。2.创新点：(1)通过煤样程序升温实验及其热重分析实验研究，测算出煤自然发火的相关特性参数，掌握了自燃过程中指标气体变化规律和特征温度点。(2)结合实验测定的煤自燃相关特性参数，易燃煤层无煤柱开采自燃危险区域判定技术，掌握了许厂煤矿综放自燃危险区域的基本分布规律，分析了其自然发火的特点和规律。(3)建立了以预防为主，早期预报为先导，胶体防灭火技术、快速防灭火技术结合的煤层自然发火预防及应急技术体系。(4)对易燃煤层自然发火应急技术进行研究，应用一次快速成孔钻具，成功解决了向采空区松散煤体快速施工钻孔的难题；研究了适合许厂煤矿惰气防灭火装置和移动式胶体压注机，成功的对局部小范围的地点进行快速处理。(5)对许厂煤矿大面积采空区漏风规律进行了测定分析，通过对井下风流的调整，有效的降低了采空区的漏风量。(6)对许厂煤矿大流量粉煤灰复合胶体防灭火系统进行了研究，提高了粉煤灰的利用率和防灭火效果。3.应用情况：该技术的研究将在煤层自然发火的预防及应急方面达到国际先进水平。综放面防灭火往往投资很高，而针对性不强，该项目却做到有的放矢，把有限的资金投入到最需要的地方，发挥出最大的安全效益。根据煤层自然发火的特点，基于许厂煤矿现有防灭火技术及装备情况，充分体现“以防为主， 防治结合”的思想，以煤层自燃性实验和现场观测为基础，以煤层自燃性预测和自燃早期预报为前提，压注惰气和复合胶体为主要防灭火手段的综合预防技术。对易燃煤层自然发火应急技术进行研究，应用一次快速成孔钻具，成功解决了向采空区松散煤体快速施工钻孔的难题；研究了适合许厂煤矿惰气防灭火装置和移动式胶体压注机，成功的对局部小范围的地点进行快速处理。对许厂煤矿大面积采空区漏风规律进行了测定分析，通过对井下风流的调整，有效的降低了采空区的漏风量。成功的对许厂煤矿煤层自然发火进行了预防，实现了在煤层自然发火期18天的条件下，6年来从未出现煤层自燃现象。该技术在易燃煤层无煤柱开采中推广应用，前景广阔。具有重要的社会效益和实用价值。对提高易燃煤层自然发火预防及应急技术具有重要的作用，使中国自然火灾的防治技术上了一个新台阶，带来了巨大的经济效益和社会效益。西安科技大学课题组还先后将该项目的研究成果在八一矿、汝淇沟矿、火石咀矿等矿易自燃煤层中推广应用，创造了较大的经济效益和社会效益。同属淄博集团济北矿区的三个单位也将学习应用该技术研究，同属易自然发火煤层的各个矿区也为煤层自然发火投入大量物品和资金，但由于综放面防灭火投资很高，针对性不强，难以取得预期效果。近年来国内先后有矿井煤层自然发火引起火灾。这也使易燃煤层无煤柱开采型矿井需要一个关于“易燃煤层无煤柱开采自然发火预防及应急技术”方面的成型的技术研究。而该技术研究恰恰符合了这一市场要求。