近距离煤层群火灾治理方法技术

本发明专利技术涉及一种近距离煤层群火灾治理方法，包括如下步骤：在煤矿边界与露天剥挖区之间的2

Fire Control Method for Close-Range Coal Seam Group

The invention relates to a fire control method for a close coal seam group, which comprises the following steps: 2 between the coal mine boundary and the open stripping area;

【技术实现步骤摘要】
近距离煤层群火灾治理方法
：本专利技术涉及煤矿采空区火灾防治
，尤其涉及一种近距离煤层群火灾治理方法。
技术介绍
：近距离煤层由于上下煤层间距较小，煤层开采时受采动影响比较大。在下部煤层开采过程中，老顶初次来压、垮落后，发生周期性来压、垮落，引起顶部岩层产生冒落带、裂隙带和整体移动带，称后两者为破裂带。下部煤层顶部岩体垮落产生大量裂隙，使得冒落带和裂隙带中的裂隙成为空气渗流的主要通道，上部煤层供氧充分，易引起煤层自燃。据煤矿相关人员介绍，矿井综采工作面回采至距停采线约125m时，发现工作面回风流中CO最大值为400ppm，上隅角滞后架群约0.8m的3副支架后部测得CO最大值为2000ppm，检测手段为CO鉴定管。此间，随着工作面的继续回采，顶板垮落时CO增大；检修班检修期间，停采时则CO减小。在放假停工期间，工作面出现淡薄烟雾，巷道内疑有明火出现。矿井综采工作面日推进度约为13m，该工作面推采完毕后，构筑永久闭墙后CO消失，目前该闭墙内CO气体含量为零。出现这一情况后，矿方采取了以下措施：1)采用了700m3矿用移动式制氮机沿矿井辅运顺槽向采空区内压注氮气；2)在矿井工作面上、下隅角处设置挡风帘；3)降低了矿井工作面配风量；4)在矿井工作面上隅角处采用11KW正压风机向隅角正压通风。通过这些措施实施后，火区治理效果不明显，由于无法确定火灾隐患的原因，因此无法进行预防和治理。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种近距离煤层群火灾治理方法，能够对近距离煤层的自燃现象有效预防，并及时处理，防止出现火灾现象。首先，根据矿井现场实际勘察和矿方介绍的情况，结合井下与地面的情况初步对隐患原因及现状进行分析：1)矿井综采工作面的CO只在回采过程中有顶板垮落的情况下出现，遇到检修停采时则消失；而综采面目前已经回采完毕封闭，CO消失，表明CO气体不是来自于本工作面；2)矿井开采的3-1煤层赋存稳定，综采面推采进度快，回采率高，采空区内无浮煤，本煤层工作面采空区基本不存在自然发火的可能；3)矿井综采工作面辅运和回风顺槽、07面至10面辅运机头、矿井边界护巷内向顶部2-2煤施工的钻孔探测表明，2-2煤有明显的发火迹象；4)在距该煤矿回风井以南约150m外正在露天开采的小窑，其正在剥挖之前由于房柱式开采而遗留的2-2煤煤柱，该露天矿有几处正在燃烧冒烟；而小窑开挖的2-2煤与煤矿之前开采的2-2煤采空区连通；5)已经开采完毕的矿井综采面地表存在裂隙，地表距3-1煤顶板距离平均约为90m，和地表连通；6)矿井综采工作面上部的部分区域为以前小窑房柱式开采的2-2号煤层，这些区域开采残留了5m间隔的采空区和煤柱，存在自然发火的条件。为进一步分析CO产生原因，在矿井综采面的辅运顺槽内距副平硐约300m处向该巷道顶板上部的2-2煤打探测钻孔，打透后由孔内向外出气，测得孔内CO为6800ppm；然后在矿井综采面的辅运顺槽内距副平硐约250m处向该巷道顶板上部的2-2煤打探测钻孔，2-2煤与3-1煤的层间距约为32～35m，打通后，由孔内向外出气，测得孔内CO为4800ppm。综合以上情况，分析认为：1)该煤矿现正在开采的3-1煤着火可能性不大，开采工作面涌入的高浓度CO主要来源于外部火区；2)该煤矿开采工作面出现的CO主要来自上部2-2煤层小窑遗煤自燃，当回采工作面顶部冒落并与之沟通后，随采空区漏风涌入3-1煤综采工作面；3)邻近露天剥挖区的2-2煤高温明火与相邻开采范围内的2-2煤相沟通，产生大量高浓度的CO集聚，会随着工作面回采，涌入矿井内，严重影响工作面安全回采；4)煤矿开采范围内的顶部2-2煤是否存在自燃高温隐患尚不能排除。本专利技术根据矿井工作面回采时受2-2煤自燃影响出现CO严重超限的实际情况，后期回采各矿井工作面时，工作面进入2-2煤层下部时，2-2煤火区漏风距离更短，有害气体对工作面安全回采会造成更大的威胁。2-2煤平均煤厚为3.7m，2-2煤在井田范围内被小窑开采后形成的采空区范围较大，由于过去2-2煤过去小窑开采时没有留下开采时的图纸和文字资料，对井田范围内2-2煤采空区发火情况不清楚，火区位置模糊，给治理带来了巨大的困难。因此，本专利技术结合火区状况及现场实际情况，矿区防灭火重点工作是防止顶部2-2煤采空区遗煤自燃产生的CO涌入生产区域，制定“外部隔离、内部熄灭、均压防控”的总体治理思路。本专利技术设计了一种近距离煤层群火灾治理方法，包括如下步骤：(1)由于该煤矿难以掌控露天剥挖区的高温明火治理工作，因此需在煤矿边界的露天剥挖区之间的2-2煤采空区内形成一条胶体隔离带，从而降低2-2煤采空区形成的外部漏风，阻止2-2煤采空区高温火源产生的CO向矿井泄漏，同时阻止该高温火源向矿井井田内发展；(2)采用测氡探火技术，对该煤矿井田范围内2-2煤采空区可能存在的高温异常区进行探测，如发现高温区，则对其进行彻底治理，防止开采过程中顶部垮落后，2-2煤采空区高温氧化产生的CO突然涌入矿井内，造成人员伤害或财产损失；(3)通过该煤矿3-1煤巷道向顶部2-2煤采空区施工的钻孔注入惰性气体(N2或CO2)，降低该区域内的氧浓度，从而减少高温煤体氧化产生的CO，同时稀释CO浓度，防止高浓度CO突然涌入矿井内；(4)加强3-1煤巷道已开采区域的闭墙管理，降低矿井采空区形成的内部漏风，同时，防止2-2煤采空区的CO通过闭墙泄漏至矿井内；(5)通过3-1煤巷道向顶部2-2煤采空区施工的钻孔观测CO等气体，随时掌握其发展变化情况，并加强3-1煤巷道开采过程中的CO监测(尤其是开采至2-2煤采空区底部的区域时)；(6)建立防止CO突然涌入生产工作面的应急准备。其中，建立胶体隔离带步骤如下：1)钻孔布置采用煤矿注胶防灭火钻具进行钻孔，向上打入2-2煤采空区，钻孔深度为50m，孔间距15m；2)注胶系统在回风井建立30－60m3/h的临时灌浆站，沿总回风巷辅设灌浆管路，至3-1煤巷道或总回风巷内；3)注胶量根据2-2煤采空区采5m留5m的特点，注胶时每个钻孔注950m3复合胶体及0.15％复合胶体添加剂。其中，所述测氡探火技术包括如下步骤：1)使用测氡探火技术掌握井下2-2煤层高温区域和火区范围，为后期有重点针对性地防火处理提供重要依据；2)根据对井田内该区域的火区探测，若发现有多处高温氧化区，则对高温氧化区进行钻孔，钻孔间距为10m，设计20个钻孔，并在每个钻孔内注胶300m3。本专利技术的有益效果是：该近距离煤层群火灾治理方法通过分析针对2-2煤采空区制定“外部隔离、内部熄灭、均压防控”的总体治理思路，控制并减少矿井火灾、瓦斯爆炸等重大恶性事故的发生。具体实施方式：下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例：1.火区隔离在该煤矿3-1煤边界护巷或总回风巷内向2-2煤采空区布置注胶钻孔，通过钻孔灌注黄土(或粉煤灰)复合胶体，形成一条长约1000m，宽约30m的胶体隔离带。1)钻孔布置钻孔向上打入2-2煤采空区，钻孔深度约50m，孔间距15m，钻孔总数约1000m/15m＝70个，考虑1.3倍的富余系数，则钻孔总长度50×70×1.3＝455本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近距离煤层群火灾治理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在煤矿边界与露天剥挖区之间的2‑2煤采空区内建立一条胶体隔离带，降低2‑2煤采空区形成的外部漏风，阻止2‑2煤采空区高温火源产生的CO向煤矿泄漏，同时阻止该高温火源向煤矿井田内发展；(2)采用测氡探火技术，对该煤矿井田范围内2‑2煤采空区可能存在的高温异常区进行探测，如发现高温区，则对其进行彻底治理；(3)通过该煤矿3‑1煤巷道向顶部2‑2煤采空区施工的钻孔注入惰性气体，降低该区域内的氧浓度，从而减少高温煤体氧化产生的CO，同时稀释CO浓度，防止高浓度CO涌入矿井内；(4)对3‑1煤巷道已开采区域的工作面进行闭墙管理，降低矿井采空区形成的内部漏风，防止2‑2煤采空区的CO通过闭墙泄漏至矿井内；(5)通过3‑1煤巷道向顶部2‑2煤采空区施工的钻孔观测CO气体，掌握其发展变化情况，并加强3‑1煤巷道开采过程中的CO监测；(6)建立防止CO突然涌入生产工作面的应急准备。

【技术特征摘要】
1.一种近距离煤层群火灾治理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在煤矿边界与露天剥挖区之间的2-2煤采空区内建立一条胶体隔离带，降低2-2煤采空区形成的外部漏风，阻止2-2煤采空区高温火源产生的CO向煤矿泄漏，同时阻止该高温火源向煤矿井田内发展；(2)采用测氡探火技术，对该煤矿井田范围内2-2煤采空区可能存在的高温异常区进行探测，如发现高温区，则对其进行彻底治理；(3)通过该煤矿3-1煤巷道向顶部2-2煤采空区施工的钻孔注入惰性气体，降低该区域内的氧浓度，从而减少高温煤体氧化产生的CO，同时稀释CO浓度，防止高浓度CO涌入矿井内；(4)对3-1煤巷道已开采区域的工作面进行闭墙管理，降低矿井采空区形成的内部漏风，防止2-2煤采空区的CO通过闭墙泄漏至矿井内；(5)通过3-1煤巷道向顶部2-2煤采空区施工的钻孔观测CO气体，掌握其发展变化情况，并加强3-1煤巷道开采过程中的CO监测；(6)建立防...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢震，武福生，张明杰，佘九华，王启峰，李亚哲，何敏，夏友益，张海庆，王璐，郝东波，赖烈强，徐龙，刘万正，郝叶军，陈佩佩，
申请(专利权)人：天地常州自动化股份有限公司，中煤科工集团常州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32