[00111454]浅埋薄基岩煤层综放开采防灭火技术体系研究

鄂尔多斯井田煤层埋深浅,易自燃,易造成高发煤自燃火灾。高发的煤自燃火灾严重制约煤矿高产高效技术的发展,而且灭火时经常有水煤气爆炸的危险;自燃火灾产生的有毒有害气体在井下巷道流动,给井下职工生命安全造成极大威胁,煤矿每年由于自燃造成的直接和间接经济损失近百亿元。 浅埋薄基岩厚煤层综放开采防灭火技术体系是针对鄂尔多斯煤层条件（浅埋薄基岩厚煤层）的防灭火工作而研究出来的新成果。此成果的技术原理有四部分： 1、利用煤炭科学研究总院的氧化升温装置对鄂尔多斯煤层中煤样进行氧化升温实验,确定浅埋薄基岩厚煤层自然发火标志性气体; 2、利用采空区自燃“三带”的划分技术,即通过综放工作面采空区埋管得到采空区内气体、温度、压力、漏风强度随工作面推进的变化情况,并根据综放工作面回采率计算出采空区内浮煤高度,通过计算分析得到采空区自燃“三带”分布图,可得出防灭火工作面最小推进速度; 3、利用示踪气体SF4测定采空区漏风技术,得出采空区漏风通道及漏风风速,并分析出浅埋薄基岩只存在冒落带和裂隙带; 4、利用FLUENT数值模拟软件,建立采空区漏风数值模型及物理模型,得到了漏风情况下采空区内流场及氧浓度分布情况,并模拟出封堵、注氮、封堵和注氮联合作用等措施对采空区流场与氧浓度分布规律的影响,最后可得出了最佳注氮量公式。 此成果的技术创造性和先进性表现在以下三个方面： 1、利用氧化升温实验及采空区“三带”划分技术得到了自然发火早期预测预报技术; 2、利用采空区SF4漏风测定技术及FLUENT数值模拟方法得到了浅埋深薄基岩煤层注氮防灭火技术; 3、利用上述两项创新技术分析得出特厚煤层综合防灭火关键技术体系。 此成果技术可应用于类似于鄂尔多斯煤层即浅埋薄基岩或厚煤层的防灭火工作,并已应用于内蒙古伊泰煤炭股份有限公司阳湾沟煤矿及鄂尔多斯多个煤矿,确保了阳湾沟煤矿及其它相似矿井的自然发火安全,并取得了巨大的社会及经济效益。