姚桥矿近距离易自燃煤层采空区自燃发火规律研究

近年来,近距离易自燃煤层在回采过程中发火次数明显增多,煤层自燃火灾事故是煤矿的主要灾害之一,严重威胁煤矿的生产安全。大屯煤电公司姚桥煤矿8煤与7煤属于近距离易自燃煤层,具有自燃倾向性。准确测定采空区煤层自燃“三带”,找出漏风分布规律,给出工作面回采最小安全推进速度,掌握近距离煤层自燃发火规律,对指导姚桥煤矿矿井防灭火和安全生产具有极其重要意义。本文采用理论分析,实验室实验,数值模拟以及现场测定相结合的研究方法,对姚桥煤矿近距离易自燃煤层安全回采技术做了一定的研究。分析了姚桥煤矿近距离易自燃煤层采空区遗煤自然发火的影响因素,归纳总结了姚桥煤矿近距离易自燃煤层采空区自然发火的特点和采空区自燃发火规律。以传热与传质、多孔介质流体动力学、计算数学等为理论工具,建立了近距离易自燃煤层采空区滤流场数学模型。应用网络解算理论,结合采空区漏风风阻计算公式,模拟采空区漏风场分布,确定采空区“三带”分布范围。采集煤样进行实验室实验研究,通过人工氧化实验,优选CO、C2H4两种气体为预报煤层自然发火的指标气体,提出了应用CO指标气体预报煤层自燃的判断方法。现场通过埋测温探头和束管检测,找出了采空区自燃“三带”,提出工作面安全回采的最小推进速度,并把测定结果与计算机模拟进行了比较,得出了模拟结果和测定结果基本是一致的。采用SF6示踪气体对采空区连通性进行了检测,找出了漏风通道。最后给出了姚桥煤矿近距离易自燃煤层安全回采防治技术措施,并建立了近距离煤层开采自燃火灾综合防控体系。