平頂山煤業(yè)集團(tuán)十一礦是開(kāi)采急傾斜煤層的礦井,井田內(nèi)所采的丁、戊、己三組煤層均發(fā)生過(guò)內(nèi)因火災(zāi),尤其是己組煤層屬厚煤層(3~20m)極易自燃(發(fā)火期18d)實(shí)驗(yàn)面己16—17—22080采面,煤層傾角(20°~28°)、煤層(4~15m),機(jī)、風(fēng)兩巷沿煤層底板掘進(jìn),掘進(jìn)期間兩巷多次發(fā)生冒頂,留有130多個(gè)高冒區(qū)(實(shí)為火災(zāi)發(fā)生隱患點(diǎn))該面為十一礦首次采用綜采放頂煤工藝的綜放面,為保證安全回采,決定采用以注氮為主的綜合防滅火技術(shù)。
結(jié)合國(guó)內(nèi)外注氮防滅火技術(shù)應(yīng)用的情況分析,注氮雖能迅速降低注區(qū)內(nèi)氧氣含量,是一種有效地抑制煤層自燃和滅火的技術(shù),但也存在著不足之處,一是降溫效果差,火滅后高溫煤體易復(fù)燃;二是容易受風(fēng)流、風(fēng)壓影響,流失性強(qiáng),停止注氮后其防滅火作用隨即消失;三是在撲滅兩巷高冒區(qū)上部空間瓦斯與下部浮煤共存的著火隱患效果不佳,經(jīng)平煤集團(tuán)公司國(guó)家職能部門討論,決定把“綜放面注氮及氮?dú)馓砑觿┮直罍缁鸺夹g(shù)研究”作為集團(tuán)公司重大攻關(guān)項(xiàng)目,該攻關(guān)項(xiàng)目放在儲(chǔ)量豐富、有著良好發(fā)展前景的十一礦試驗(yàn),試驗(yàn)工作面定在首次采用綜采放頂煤工藝的己16—17—22080采面。項(xiàng)目從2002年4月開(kāi)始,到2003年7月止,試驗(yàn)面回采結(jié)束,支架安全回撤,采面封閉,該項(xiàng)目達(dá)到了預(yù)期目的,收到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2003年11月8日經(jīng)科學(xué)技術(shù)廳組織專家鑒定,一致認(rèn)為,該項(xiàng)目在大傾角特厚易自燃煤層綜放面為首次應(yīng)用,其技術(shù)處在國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平之列,對(duì)于越來(lái)越多采用放頂煤工藝的自燃煤層綜采面和巷道火災(zāi)極有推廣價(jià)值。
項(xiàng)目?jī)?nèi)容簡(jiǎn)介
1.利用綜合方法劃分采空“三帶”,建立數(shù)學(xué)模型,利用束管和熱敏探頭組合成采集器;分頭埋入采空區(qū),可遠(yuǎn)距離連續(xù)檢測(cè)采空區(qū)不同部位,不同深度氧含量、溫度的變化,然后將各采集點(diǎn)上的數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,劃分出采空“三帶”既準(zhǔn)確又可靠,為科學(xué)合理的注氮,最佳注氮時(shí)機(jī)、注氮量提供可靠的技術(shù)依據(jù),僅此一項(xiàng),每年可節(jié)約注氮費(fèi)用10多萬(wàn)元,利用此種方法劃分采空“三帶”,國(guó)內(nèi)尚末見(jiàn)報(bào)。
2.利用打鉆孔埋束管考察測(cè)試支架上方“垂直三帶”發(fā)現(xiàn)支架上方存在“氧化帶”,這種新見(jiàn)解,合理地、科學(xué)地解釋了國(guó)內(nèi)外發(fā)生在綜采支架上部屢屢發(fā)生煤層火災(zāi)的現(xiàn)象。
3.通過(guò)對(duì)采空區(qū)漏風(fēng)流線的考察結(jié)果,提出綜放面采空區(qū)漏風(fēng)流線不是傳統(tǒng)“U”型的新見(jiàn)解。
4.對(duì)以氮?dú)鉃檩d氣,研制了低倍數(shù)的氮?dú)馀菽砑觿┑脑O(shè)備和工藝,用于巷道上部高冒區(qū)有瓦斯積聚和煤層自然火源,這種瓦斯與火共存的災(zāi)害隱患處理,數(shù)十次成功的消除了火災(zāi)隱患,對(duì)瓦斯起到了抑爆作用,為國(guó)內(nèi)外處理同類型隱患提供可借鑒的案例。
5.對(duì)以氮?dú)鉃檩d氣,研制了汽霧添加劑的設(shè)備和工藝,不但在處理巷道高冒區(qū)煤層初期火災(zāi)有著很好的效果,而且隋化了煤層氧化,利用插管方法處理支架上方煤層初期火災(zāi)效果明顯,特別是在采面結(jié)束,支架回撤時(shí),利用此法防治支呆上方煤層火災(zāi),效果更佳。
6.氮?dú)馀菽推F陰化添加劑的研制和使用工藝的研制,對(duì)井下現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施,效果明顯,完全克服注氮防滅火技術(shù)上的缺點(diǎn),提高了氮?dú)夥罍缁鸬淖饔?,為我?guó)在此項(xiàng)技術(shù)處在領(lǐng)先地位,為我國(guó)在注氮防滅技術(shù)上有了一個(gè)重大突破。