综放面回撤期间防灭火技术研究..doc

华亭煤电股份有限责任公司东峡煤矿 大倾角特厚易燃煤层倾斜分层综放工作面回撤期间防灭火技术研究 研究报告 工作完成日期：2009年12月 提交报告日期：2009年12月 目 录 1、前 言-------------------------------------------------- ------------------3 2、矿井及试验工作面概况----------------------------------------------4 3、停采线煤层自燃发火机理及规律分析----------------------------5 4、工作面回撤期间防灭火方案---------------------------------------13 5、结论---------------------------------------------------------------------35 1、前 言 东峡煤矿倾斜分层综放工作面均系超长、特厚、易燃煤层特大型综放面，综放面所采煤层系长焰煤，这是国内、外最易发火的煤层，在这种复杂条件下进行综放开采，工作面回撤期间具有严重的发火因素，其因素为：①工作面在停采线回撤段倾角高达39°～42°，特大倾角大幅增加了工作面的回撤难度和延长了回撤工期，工作面从停采开始注锚到回撤结束需时60天左右。②工作面采用倾斜分层综放开采，使采空区空间大，浮煤多，采空区浮煤易达到其自燃发火期而自燃；③采空区浮煤呈立体分布，黄泥灌浆时浆水沿底板流走，采空区上部浮煤易氧化自燃；④工作面上隅角瓦斯浓度较高，工作面风量较大，使采空区漏风大，氧化带宽，氧化带浮煤易氧化自燃；⑤工作面所采煤层瓦斯涌出特别不均匀，当煤层瓦斯压力增大时，容易造成工作面局部地方瓦斯超限，如果碰上工作面的机械火花，容易引起工作面瓦斯爆炸。⑥工作面一旦有明显的发火征兆，由于担心瓦斯爆炸，不允许开放式灭火，这就易造成工作面的封闭，使矿井遭受大的损失。 大倾角倾斜分层综放工作面在回采和回撤期间，回风隅角及工作面后放煤通道常出现一氧化碳浓度超限、瓦斯积聚现象。工作面回撤时，工作面机械设备多，搬出时间长等问题均增加了停采撤出期间防灭火工作的技术难度，如何有效防治工作面回撤期间的自燃火灾，确保工作面安全顺利回撤是矿井安全管理的难点和重点所在。本项目着重研究了“大倾角特厚易燃煤层倾斜分层综放工作面回撤期间这一特定自然生产条件下综合防灭火技术的应用情况。 2、矿井及试验工作面概况 东峡煤矿开拓方式为片盘斜井多水平开拓，矿井所采煤层煤质属于低灰、低硫、高挥发分的长焰煤，挥发分高达43.5％，属于高自燃矿井，煤层极易自燃发火，自燃发火期3－6个月，最短37天，煤的燃点298℃，挥发分较高，煤尘爆炸指数38.13%，爆炸时的火焰长度达400mm，矿井煤尘也给矿井的安全生产带来严重的隐患。矿井瓦斯等级属于低瓦斯矿井。 现装备2个综采放顶煤工作面，分别为大倾角综采放顶煤工作面1个，采用走向长壁倾斜分层开采，水平综放工作面1个，采用走向长壁水平分层开采，采煤工作面均采用全部跨落法管理顶板。回采巷道均采用锚网索联合支护技术进行支护。现有生产能力120万吨/年。 本项目研究时选择东峡煤矿34211-6综放工作面为实验工作面，该工作面生产水平位于+1140一+1075水平，为特厚易燃煤层大倾角综放面，倾斜长91m,走向长1200米，采用倾斜分层综采低位放顶煤采煤法回采,所采煤层为煤6-2，平均厚度18.5m。本分层厚度为6.5m，其中采2.5m、放4.5m。 东峡煤矿所采工作面系大倾角倾斜分层综采工作面，34211-6综放工作面系急倾斜、特厚、易燃煤层综放面，是最易发火的长焰煤煤层，根据煤炭科学研究总院重庆分院2007年7月对现采的煤样进行了煤层自燃倾向性和煤尘爆炸性鉴定工作，所采煤层属易自燃煤层，自燃等级为一类，煤的燃点298℃，煤尘爆炸指数37.24%。 3、停采线煤层自燃发火机理及规律分析 3.1煤层自燃发火机理 3.1.1煤的工业分析 煤炭科学研究总院重庆分院对东峡煤矿所采的煤6-2中试样进行了自燃倾向性鉴定，煤的工业分析主要对煤中的水分、灰分和挥发分进行测定，并根据水分、灰分和挥发分对固定碳、发热量和氢含量进行计算。本测试采用国际标准ISO348：1981（E）《硬煤分析试样中水分测定方法 ：直接容易法》、ISO562：1981（E）《硬煤和焦煤挥发分测定方法》、ISO1171：1981（E）《固体矿物燃料灰分测定方法》进行。 煤层属于低灰、低硫、高挥发分长焰煤，自燃发火期3-6个月，最短为37天，其结果如下： 对所取煤样进行了工业分析测试