[发明专利]一种急倾斜煤层开采采空区煤炭自燃防控方法

说明书

本发明公开了一种急倾斜煤层开采采空区煤炭自燃防控方法，该防控方法主要由四部分组成：早期预测、自燃的预防、自燃的预报、火灾应急处理。本发明构建了急倾斜煤层开采自燃防控体系，建立了以预防为主，早期预报作先导，注氮、注浆为核心，其它防灭火技术相结合的急倾斜煤层开采自燃防控体系；为预防急倾斜煤层自然发火、提高急倾斜煤层开采的安全性有十分重要的作用。

技术领域

本发明属于煤炭自燃防控技术领域，特别是涉及一种急倾斜煤层开采采空区煤炭自燃防控方法。

背景技术

煤自燃是自然界存在的一种客观现象，已经存在了数百万年。急倾斜煤层在我国已探明的储量中占4％，在国有重点煤矿中其产量比重占5％。全国有70个煤田开采急倾斜煤层，主要开采急倾斜煤层的矿井有100多个。近30年来我国开采急倾斜煤层应用过的采煤方法达20多种，由于急倾斜煤层的埋藏特征和急倾斜煤层开采方法的特征，决定了急倾斜煤层在开采过程中比缓倾斜煤层和倾斜煤层更加容易自然发火，急倾斜煤层自然发火的防治更困难，并且当采空区已经发火，也往往难以隔离处理。尤其在开采下区段时，上区段采空区的火源会冒落到下区段，此时由于下区段正在回采，也不便于及时灌浆，因此，研究急倾斜煤层采煤工作面及采空区自然发火防治尤为重要。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种急倾斜煤层开采采空区煤炭自燃防控方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种急倾斜煤层开采采空区煤炭自燃防控方法，该防控方法主要由四部分组成：早期预测、自燃的预防、自燃的预报、火灾应急处理；

所述早期预测包括确定煤层自燃危险程度、确定自燃火源时空分布，所述确定煤层自燃危险程度包括煤层自燃倾向性鉴定、煤样人工氧化实验，所述确定自燃火源时空分布包括自燃充要条件存在区、自燃发火期统计分析；

所述自燃的预防包括降低煤的自燃倾向性、减少可燃物、降低火区氧浓度、使自燃条件存在时间小于自燃发火期，所述降低煤的自燃倾向性为灌注阻化剂，所述减少可燃物的目的是提高回采率，所述降低火区氧浓度包括均压技术、注入氮气、堵漏技术，所述使自燃条件存在时间小于自燃发火期的目的是加快工作面推进速度；

所述自燃的预报包括确定预报方法、建立检测和分析系统、建立检测制度，所述确定预报方法为测温法、指标气体分析法，所述建立检测和分析系统为制定火灾处理方案；

所述火灾应急处理包括建立火区控制系统、降低火区温度、控制火区范围、降低氧浓度，所述降低火区温度采用注水技术，所述控制火区范围为封闭技术，所述降低氧浓度采用注氮技术、减少漏风。

其中，所述的加快工作面推进速度的依据为：

划分采空区为散热带、氧化升温带、窒息带，上述散热带、氧化升温带、窒息带的划分条件：

散热带：

式中：—实际漏风量，m³/s；

—煤炭自燃最大漏风量，m³/s；

h—采空区遗煤厚度，m；

h_min—煤炭自燃采空区遗煤最小厚度，m；

窒息带：C＜C_min；

式中：C—采空区氧气浓度，m³/m³；

C_min—采空区煤炭自燃最低氧气浓度，m³/m³；

氧化升温带：