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注氮抑爆防灭火技术在煤矿的应用

来源:环保网

平顶山煤业集团十一矿是开采急倾斜煤层的矿井,井田内所采的丁、戊、己三组煤层均发生过内因火灾,尤其是己组煤层属厚煤层3~20m极易自燃发火期18d实验面己16—17—22080采面,煤层倾角20°~28°、煤层4~15m,机、风两巷沿煤层底板掘进,掘进期间两巷多次发生冒顶,留有130多个高冒区实为火灾发生隐患点该面为十一矿首次采用综采放顶煤工艺的综放面,为保证安全回采,决定采用以注氮为主的综合防灭火技术

结合国内外注氮防灭火技术应用的情况分析,注氮虽能迅速降低注区内氧气含量,是一种有效地抑制煤层自燃和灭火的技术,但也存在着不足之处,一是降温效果差,火灭后高温煤体易复燃;二是容易受风流、风压影响,流失性强,停止注氮后其防灭火作用随即消失;三是在扑灭两巷高冒区上部空间瓦斯与下部浮煤共存的着火隐患效果不佳,经平煤集团公司国家职能部门讨论,决定把“综放面注氮及氮气添加剂抑爆防灭火技术研究”作为集团公司重大攻关项目,该攻关项目放在储量丰富、有着良好发展前景的十一矿试验,试验工作面定在首次采用综采放顶煤工艺的己16—17—22080采面。项目从2002年4月开始,到2003年7月止,试验面回采结束,支架安全回撤,采面封闭,该项目达到了预期目的,收到良好的经济效益和社会效益。

2003年11月8日经科学技术厅组织专家鉴定,一致认为,该项目在大倾角特厚易自燃煤层综放面为首次应用,其技术处在国内先进水平之列,对于越来越多采用放顶煤工艺的自燃煤层综采面和巷道火灾极有推广价值。

项目内容简介

1.利用综合方法划分采空“三带”,建立数学模型,利用束管和热敏探头组合成采集器;分头埋入采空区,可远距离连续检测采空区不同部位,不同深度氧含量、温度的变化,然后将各采集点上的数据与数学模型数据进行综合分析,划分出采空“三带”既准确又可靠,为科学合理的注氮,最佳注氮时机、注氮量提供可靠的技术依据,仅此一项,每年可节约注氮费用10多万元,利用此种方法划分采空“三带”,国内尚末见报。

2.利用打钻孔埋束管考察测试支架上方“垂直三带”发现支架上方存在“氧化带”,这种新见解,合理地、科学地解释了国内外发生在综采支架上部屡屡发生煤层火灾的现象。

3.通过对采空区漏风流线的考察结果,提出综放面采空区漏风流线不是传统“U”型的新见解。

4.对以氮气为载气,研制了低倍数的氮气泡沫添加剂的设备和工艺,用于巷道上部高冒区有瓦斯积聚和煤层自然火源,这种瓦斯与火共存的灾害隐患处理,数十次成功的消除了火灾隐患,对瓦斯起到了抑爆作用,为国内外处理同类型隐患提供可借鉴的案例。

5.对以氮气为载气,研制了汽雾添加剂的设备和工艺,不但在处理巷道高冒区煤层初期火灾有着很好的效果,而且隋化了煤层氧化,利用插管方法处理支架上方煤层初期火灾效果明显,特别是在采面结束,支架回撤时,利用此法防治支呆上方煤层火灾,效果更佳。

6.氮气泡沫和汽雾阴化添加剂的研制和使用工艺的研制,对井下现场的实施,效果明显,完全克服注氮防灭火技术上的缺点,提高了氮气防灭火的作用,为我国在此项技术处在领先地位,为我国在注氮防灭技术上有了一个重大突破。

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