[00118845]瓦斯异常区瓦斯与煤自燃耦合规律及协同预控技术

1．应用领域和技术原理 项目应用领域为矿山安全工程技术。主要技术原理是：该项目针对鲍店煤矿瓦斯异常区,以73上09综采工作面瓦斯与煤自燃协同防治为工程背景,采用理论分析、实验测试、现场试验相结合的研究方法,在分析瓦斯异常区采空区煤自燃特点和规律的基础上,研究瓦斯异常与煤自燃耦合规律,研究矿井采空区自然发火监测预警系统,对采空区煤自然发火位置、范围和程度的分级预警。研究煤矿用胶体阻化防火技术、两端头堵漏的无机固化膨胀充填材料的配比,实现采空区浮煤阻化和惰化。 2.性能指标 （1）确定采空区瓦斯异常涌出的原因与特征分析,掌握瓦斯与煤自燃共存致灾机理,建立瓦斯异常区气体运移模型,研究得出瓦斯异常区多元气体浓度场的分布规律; （2）研究出一套适合瓦斯异常区的上隅角瓦斯超限治理技术体系; （3）实现采空区胶体喷洒阻化系统工艺,最大射程不小于15m; （4）研究开发形成无毒、无腐蚀性、膨胀性、抗压性及阻燃性于一体的矿用无机固化膨胀充填材料及最优化配比,确保充填材料膨胀系数2～5倍,初、终凝时间可根据现场条件进行调节,终凝后抗压强度3～8MPa。 3.成果的创造性、先进性。 （1）得到瓦斯异常区煤层采动覆岩裂隙演化与瓦斯涌出规律,研究出不同瓦斯含量对煤自燃特性的影响规律,掌握了瓦斯异常区瓦斯与煤自燃耦合致灾机制,实现了瓦斯异常区煤自燃多组分指标气体浓度场分布的有效预测。 （2）研究出适用于瓦斯异常区内采空区的胶体喷洒阻化装置及应用工艺,开发出矿用无机固化膨胀充填装置及其材料,建立瓦斯异常区煤自燃快速应急控制技术体系,实现了瓦斯异常区瓦斯-煤自燃耦合灾害的协同防控。 4.作用意义 自2015年3月开采到2015年6月,共安全推进475m,生产原煤56.2万t,按时价460元/t,实现产值2.6亿元。期间减少了瓦斯超限并杜绝煤自燃事故的发生,达到了该项目研究目标。