徐庄矿孤岛综采工作面采空区遗煤自然与防灭火技术研究

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随着综合机械化采煤工艺的不断发展,综采工作面在实现高产高效的同时,由于冒落高度大,采空区留有大量的松散遗煤,漏风严重,易引起采空区遗煤自燃火灾。而孤岛工作面采动压力较大,两顺槽隔离窄煤柱在频繁的应力扰动作用下被压裂、压碎,形成“多源多汇”漏风通道,使得相邻采空区内已氧化的遗煤具备自燃发火的条件。因此,孤岛综采工作面防灭火工作具有一定的特殊性和复杂性,是矿井内因火灾防治研究的重要课题之一。  本文以徐庄矿8215孤岛综采工作面特殊的开采环境为工程背景,以研究适用于本工作面的综合灭火技术方案为主要目标。通过对徐庄矿8煤的自燃特性实验研究发现,8煤低温氧化过程可分为缓慢氧化阶段和激烈氧化阶段,各阶段活化能E分别为12.1KJ/mol和47.8KJ/mol;在持续的120ml/min供气量(氧气浓度为20.947%)条件下,徐庄矿8煤的最短自燃发火期只有7天左右;建立了“以CO和C2H6/C2H4为主,C2H4为辅”的8煤自燃预测预报的指标性气体体系。基于前人的研究成果,建立了采空区的三维自燃发火数学模型,以采空区漏风渗流场和氧气浓度场为主要划分指标,以温度场为辅助指标,运用MATLAB软件对8215工作面采空区遗煤自燃“三带”的分布规律进行数值模拟研究。基于上述研究成果,充分考虑徐庄矿现有的防灭火技术装备,以8215孤岛工作面开采局部易自燃区域为重点,建立了8215孤岛综采工作面“以防为主,综合治理”的防灭火技术方案。
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