浅埋易自燃煤层防灭火关键技术.pdfVIP

神华集团第三届矿长大会论文集技术篇一 浅埋易自燃煤层防灭火关键技术 安世岗 张福成 (神华神东煤炭集团，陕西神木，719315) 摘要对神东矿区煤层发生自燃灾害的原因及特点进行分析，从“降压、均压技术防 火”、“以快防火”、“以砂治火”、“氮气灭火”、“粉煤灰、凝胶材料灭火”等方面介绍了浅 埋易自燃煤层防灭火的技术措施。通过实例，分析了各种技术措施的应用及技术指标的比 较，利用科技创新提高矿井的防灾抗灾能力。 关键词通风阻力；自然发火；山沙注浆；均压技术；应用效果 O概述 煤炭是我国的主要能源，随着我国东部煤炭资源的逐渐减少，规模化开发西部煤炭资源成为保持 国民经济稳定发展的国家战略。 X108 神东矿区地处蒙、陕、晋交界，拥有特大型现代化安全高效矿井16个，产能2 t，是我 国目前唯一的亿吨级煤炭生产基地。矿区开采的煤种为低阶长焰煤，挥发分高(32％一37％)、燃 点低(2700左右)，最短自然发火期为18d，具有严重的自燃倾向性；煤层埋藏浅(30～230m)， 且为近距离煤层群开采，井田面积大，开采过程中漏风严重，所有这些条件极易造成煤炭自燃。 大量煤炭资源损失，造成严重的环境污染，使原本脆弱的生态环境遭受严重破坏，并且直接影响 神华神东煤炭集团有限责任公司(以下简称神东公司)现代化矿区的健康发展，甚至影响到我国 能源战略西移。 现有的防灭火技术在神东矿区应用受到一定的限制，譬如地表裂隙漏风严重，氮气难以滞留 注人区域，惰化效果差；凝胶流量小、工艺复杂，只适用于局部区域；聚合物泡沫成本高，只适 合局部堵漏；矿区地表多砂少土，传统的灌浆防灭火技术难以实施，采用一般的注砂防灭火技术 时砂子易沉淀堵管、磨管，耗水量大。千万吨矿井群的大规模开采若仍然沿用传统的矿井开拓及 通风设计，通风系统将极其复杂，阻力高达3000～4000Pa以上，漏风十分严重，极易发生自燃而 形成大范围的火区。 为此，针对井田面积大、煤层易自燃、埋藏浅、地表多砂少土、常规防灭火技术难以实施的特 点，神东公司通过防灭火理念与技术上的自主创新，研发了适应西部特大井田浅埋易自燃煤层火灾防 治的关键技术，其总体思路如下： (1)落实预防为主、综合治理方针，从矿井设计、采矿技术、防灭火材料及工艺等多方面人手 开展系统研究，消除煤炭自燃威胁。 (2)在矿井设计方面突破传统矿井设计模式，简化生产与通风系统，从系统上降低通风阻力、 ·247· 。_≥：．． 、， ■精细管理 科学发展 加快神华安全高效矿井建设 ～ -__·ii；j-__-．_．_____________--_____-_-．___-_．____-．．___-．．______--__-___．-··_····__···__·······‘·__·········-·__·_·······_·____···__——--··-·__-··一…～一… 减少漏风，实现“降压防火”。 (3)在采矿技术方面，通过提高生产系统可靠性提升装备水平，改进生产工艺，加快回采、回 撤、封闭各环节速度，最大限度地减少煤氧接触时间，实现“以快防火”。 (4)在防灭火材料及工艺方面，针对多砂少土的实际条件寻求技术可行、经济合理的新型防灭 火材料及工艺，研制悬砂的材料和制浆装备，达到消除煤炭自燃的蓄热环境和供氧条件，实现“以 砂治火”。 1 浅埋易自燃煤层防灭火关键技术 1．1 “降压防火”技术 1．1．1 取消多盘(采)区布置，简化开拓、通风系统，降低通风阻力 传统的大型或特大型矿井受地质条件、设计规范、采掘设备、有轨运输等因素制约，矿井的开 拓、通风系统复杂，盘(采)区、采掘工作面个数多，普遍为高阻力矿井(2000～4000Pa)，矿井内 外部漏风量大，极易发生自燃。 神东矿区开发初期也按多盘区设计，开拓生产系统较为复杂，矿井通风阻力高、内外部漏风量 大，已投产的大柳塔、补连塔等5对矿井相继出现了自然发火，矿井