煤层自燃分析与防治

煤层自燃是煤矿一种严重的自然灾害,它严重威胁矿井安全生产,并造成资源和经济的严重损失.炭化程度高的无烟煤矿井,煤层自燃是极其少见的.福建省苏邦煤矿属无烟煤矿井,但是自1988年以来,共发生了六起煤层自燃事故,是什么原因造成如此情况呢?现根据该矿煤层自燃及处理情况分析如下:     

“绝壁绣花”保安全——记绿水洞煤矿攻克急倾斜煤层综采安全难题

正1999年,川煤集团广能公司绿水洞煤矿(简称绿水洞煤矿)克难攻坚,完成了25°到42°煤层的大倾角煤层综采技术难关,顺利克服了煤层倾角过大,综采工作面出现支架无法接顶、运输机无法推进及下滑、遇陷落柱、端头支架遇水无法推进等问题,实现了25°以上倾角的综合机械化采煤,并以此项技术获得了1999年"四川省科技进步一等奖"。之后,绿水洞煤矿秉承这种精神,又连续攻克了煤层倾角45°至50°的难题。     

“三软”突出煤层瓦斯治理技术与应用

郑煤集团公司位于河南豫西产煤区,地质条件特殊,属于“三软”煤层（顶板软、底板软、煤层软）且煤层瓦斯含量高。近年来,随着开采深度的增加,多数主力矿井由低瓦斯升级为高突瓦斯矿井,郑煤集团饱受矿井瓦斯灾害威胁,1996年以来共发生大小瓦斯突出达64次。2004年10月20日,在21岩石下山掘进工作面发生特大瓦斯爆炸事故,造成148人死亡。     

矿井通风系统改造的四大问题及对策

1引言 福建省天湖山能源公司的前身是天湖山矿务局,地处闽南三角州,公司共辖四对生产矿井,最早的建于1956年,最迟的建于1995年.煤层赋存条件复杂,煤层产状极为不稳定,地质构造十分复杂.     

基于瓦斯抽采钻孔的石门揭煤区域煤层地质精查方法

及时准确地探明石门揭煤区域煤层地质条件,对防治煤与瓦斯突出、保障煤矿安全生产具有重要意义。以石门揭煤区域煤层瓦斯抽采常规方案为模型,提出了利用瓦斯抽采钻孔探查目标煤层地质条件的基本原理和具体步骤:采用解析几何方法计算钻孔控制煤层底板(顶板)点三维坐标、煤层厚度和掘进工作面距煤层任意垂距时巷道掘进量,运用Matlab软件绘制煤层底板(顶板)等高线图、煤层等厚线图和石门揭煤三维地质模型,进而直观且定量地预测煤层产状、地质构造、煤层厚度等地质条件。阐述了基于瓦斯抽采钻孔的石门揭煤区域地质精查的基本流程:根据已知矿井地质资料对煤层地质条件做出预判,边探边掘,利用瓦斯抽采钻孔数据和Matlab绘图软件实现目标煤层地质条件的定量预测。实践证明该方法具有可行性和有效性。     

近距离煤层上行开采巷道优化布置及煤层卸压效果试验分析

为解决近距离煤层上行开采上煤层出现台阶状下沉问题,以西曲煤矿南三盘区近距离煤层群为研究背景,结合其煤层地质条件,采用理论计算对南三盘区近距离煤层群上行开采进行可行性判定,并建立数值和相似模拟模型,模拟留煤柱和错层位巷道布置开采,对上行开采煤层垮落形式和卸压效果进行试验分析。试验结果表明:煤层上行开采过程会导致上层煤位于垮落带内;采用留煤柱巷道布置上煤层出现台阶状下沉现象,错层位巷道布置上煤层连续下沉不会出现台阶状下沉;错层位巷道布置上行开采,上煤层卸压效果良好,无应力集中现象。研究结论可为类似条件上行开采和岩层控制提供参考。     

沿空送巷在矿井中的应用

一、概述 从1958年开始陔公司开采迄今有四十多年的开采历史,其主要开采煤层有D组和F组两组煤层。经过多年的开采,目前已转入下水平。在开采生产过程中,技术管理难度大,采区的生产能力小。尤其是F组煤层,煤层平均厚度为1.1-1.4米,倾角大约在70°-80°之间,其主要的采煤方法为高落结合     

水力割缝增透抽采煤层瓦斯原理及应用

煤层瓦斯抽采是避免煤矿瓦斯灾害发生的根本防治措施,水力割缝技术使煤体在割缝后应力松弛、卸压、破坏、破裂,以成倍或者十几倍地提高煤层的渗透性,继而对煤层瓦斯进行抽采,使瓦斯煤层变为低瓦斯或无瓦斯煤层,从根本上避免瓦斯灾害发生。从水力割缝技术切割煤层致煤层应力变化角度,将理论分析和数值模拟方法相结合,根据渗流力学平面径向流理论,分析给出水力割缝技术增透抽采瓦斯原理。以兖州东滩矿3号煤层为例,分析采用水力割缝技术前后煤层应力变化、渗透率变化规律。结果表明:大面积割缝后,应力重新分布,由均匀状态转变为非均匀状态分布,水平缝使煤层卸压,煤层应力普遍降低,在缝上部煤层局部形成拉应力区。割缝后渗透率是割缝前的4.34倍,渗透率大幅度增加,从而提高瓦斯抽采速度和最终抽采率。     

薛湖矿二_2煤顺层钻孔瓦斯抽放的数值模拟与分析

针对我国煤矿绝大部分煤层属于渗透率低,地质条件复杂、瓦斯抽采效果差的特点,运用了FLUENT仿真软件,结合渗流力学理论,以薛湖矿二2煤层为工程背景,模拟顺煤层钻孔抽采的煤层压力、煤层渗透率、抽采负压、钻孔直径、抽采时间等因素,分析顺煤层钻孔瓦斯抽采规律,为类似顺煤层钻孔抽采设计提供科学依据;通过三种尺寸顺层钻孔工业实验,并从施工难易程度和经济效果以及抽放率的角度,确立了采用Φ75mm钻孔的抽放工艺;同时采用高压注水增大煤层透气性的方式进一步提高煤层瓦斯的抽放量。     

自燃倾向煤层防火措施

安徽淮北矿业朱仙庄煤矿位于安徽省宿州市东13 km处,井田面积26.3 km2.1983年4月投产,原设计生产能力120万t/a,1988年改扩建为180万t/a,目前核定生产能力为245万t/a.矿井开采方式以综放为主,采煤机械化程度达到100％.矿井开拓方式是竖井石门水平开拓,井田划分一、二两个水平,地质条件复杂.朱仙庄煤矿主要可采煤层为10煤层(平均厚度2.3 m)、8煤层(平均厚度9.98 m)和7煤层(平均厚度1.5 m),煤层间距分别是75 m和20 m,倾角12° ～40°.     

深部近距离煤层上行开采覆岩运动及应力分布试验研究

为深入研究深部近距离煤层上行开采过程中岩层应力分布、断裂破坏及下沉变形特征,根据深部煤层开采的具体工程地质条件,建立了深部近距离煤层上行开采相似材料试验模型,对上行开采中围岩应力变化、覆岩运动及裂隙演化过程进行了模拟分析。获得了下煤层和上煤层开采过程中,围岩应力分布变化特点及分区特征、岩层裂隙富集区主要分布区域及其演化规律,煤层开采过程中切眼和煤壁附近岩层断裂角的变化特征,并得到了两煤层工作面相对位置不同情况下,岩层裂隙富集区演化特点、断裂角变化及下沉变形规律。研究成果为类似条件下煤层上行开采、瓦斯抽采提供参考。     

仙亭煤矿常见褶曲构造分析与采准巷道布置

仙亭煤矿设计生产能力为30万吨／年,97年核定生产能力为21万吨／年。主要开采上京井田F11断层下盘+660m以下的煤层,含煤地层为二迭系下统童子岩组第一、三段,可采及局部可采煤层有9层。井田内次一级褶皱紧密,褶     

攻克“三软”防治瓦斯关

河南省郑州煤炭工业（集团）有限责任公司（以下简称“郑煤集团”）所采煤层为豫西“三软”不稳定煤层。“三软”得名于其煤软、顶板软、底板软。“三软”煤层的煤呈粉末状,煤层硬度系数小于0．2,属极软煤层。煤层顶板为泥岩、炭质泥岩、页岩,松软易碎;煤层底板为泥岩、炭质泥岩,遇水膨胀;受滑动构造影响,煤层为全层构造煤（糜棱煤）,煤层致密,透气性极差。国家发展改革委员会制定的瓦斯抽采利用方案,曾将郑煤矿区所属三大煤田（荥巩、登封、新密）列为我国34个单一煤层严重突出矿区之首,称其为“国内煤与瓦斯突出最危险的矿区”。     

断层与瓦斯赋存分布规律的关系研究

用地质的观点研究煤层瓦斯赋存已获得实践检验,瓦斯赋存与地质因素密切相关。通过井下实测煤层原始瓦斯含量,选择各项煤层参数均达到要求的瓦斯含量数据,绘制瓦斯含量等值线,分析了两条断层之间煤层的瓦斯含量分布规律。绘制研究区域特定位置的煤厚、瓦斯含量剖面图,定性、定量地分析了断层对煤层产状、煤厚等煤层赋存条件的影响及其对瓦斯赋存规律的控制作用。结果表明,研究区域内的煤层及瓦斯分布受断层影响较大:沿煤层走向,煤厚呈现出"高-低-高-低"的变化,卸压带和应力集中带交互出现,瓦斯含量呈现"低-高-低-高-低"的分布规律;沿煤层倾向,随着埋深的增加,瓦斯含量呈现降低的趋势,小于8m/t的区域不断减少。     

贵州省煤矿瓦斯赋存规律研究

贵州省煤矿多处于复杂地质地形条件的山区,矿井中煤层瓦斯含量大,“高突”矿井数量占的比例较大,瓦斯灾害严重.选取煤层埋深这个矿区内影响煤层瓦斯含量变化的重要因素与煤层瓦斯含量之间的关系进行灰色分析和回归,通过研究复杂地质地形条件下“高突”矿并瓦斯含量与煤层埋深的实测数据,发现瓦斯含量与埋深符合对数函数规律,即随着煤层埋深的增加,瓦斯含量逐渐增加,增加的速率逐渐减小,直至煤层瓦斯含量不再增加.     

煤层注水预防冲击地压的研究

煤层注水防治冲击地压的方法简易、价廉、适应性广 ,同时具有降尘、降温及软化煤层功用 ,一举数得 ,可以作为冲击地压防治的首选措施。煤层注水防治冲击地压的机理以及注水过程中 ,对水在煤层中的运动规律还缺乏研究 ,因而工艺参数决定只能依靠经验 ,存在很大盲目性 ,必然影响防治效果。因此 ,笔者从水对煤物理力学性质的影响 ,对煤层注水防治冲击地压的机理等方面进行了分析和研究 ,认为煤层注水过程 ,实际上是水驱气的驱替过程 ,是有动界面的渗流力学问题 ,为此 ,进一步研究了水在煤层中的运动规律。研究的结果和有关数据 ,为制订煤层注水防治冲击地压的工艺参数提供依据 ,为有效地防治冲击地压的发生 ,提供了新的手段。     

数字图像技术结合小岛法在煤分形特征中的应用*

为探究煤的孔裂隙结构分形特征,以贵州富煤区4个煤层的煤样为研究对象,基于扫描电镜和低温液氮实验综合表征煤样的孔裂隙发育程度及连通性,应用Photoshop,Image-Pro-Plus图像处理技术对煤的SEM图像进行二值化处理及主要参数提取;结合小岛法计算煤样的孔裂隙分形维数值,并与扫描电镜、低温液氮实验分析结果进行对比。结果表明:经扫描电镜和低温液氮实验发现,4个煤层的孔裂隙连通性优先顺序依次为六盘水煤田3#煤层＞黔北煤田9#煤层＞黔北煤田8#煤层＞织纳煤田8#煤层;借助图像处理技术并结合小岛法对实验煤样的孔裂隙分形维数进行计算,各实验煤层分形维数由小到大依次为六盘水煤田3#煤层<黔北煤田9#煤层<黔北煤田8#煤层<织纳煤田8#煤层,该分形维数排序所反馈的煤样孔裂隙发育程度及连通性信息与前述2个实验结果相互印证,表明数字图像技术与小岛法分形相结合能真实、准确地反映煤的分形特征。     

不同裂隙对煤层热流耦合现象的影响

煤炭在构造应力的作用下会产生不同形状的裂隙,不同的裂隙会对煤层内的流动与传热产生影响。以阜新市高德煤矿为例,建立二维物理模型,采用两区域方法构造控制方程组,运用计算机软件对四种裂隙下煤层的流场和温度场进行数值计算。计算结果表明:不同裂隙对煤层流场的影响主要在空气流动侧,对煤层区域影响很小;不同裂隙对煤层温度场的影响主要在裂隙界面上,对外界空气和煤层内部的影响均很小;不同裂隙条件下煤层壁面平均努谢尔特数曲线的契合度随着瑞利数的增加而不断降低,相比标准界面,其他三种界面的煤层壁面平均努谢尔特数值基本一致。研究结果可为煤矿的安全开采提供理论性指导。     

急倾斜煤层开采中的垮落防治

急倾斜煤层开采过程中和开采之后,回采工作面及其采空区中的保护煤柱和煤层顸底板一旦发生垮落可能会造成特别重大的安全事故。如何防治急倾斜煤层开采过程中垮落事故,是急倾斜煤层开采矿井必须要解决的问题。     

解读《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》

国家安全监管总局2006年11月发布的AQ 1024-2006《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》,已于2006年12月1日正式实施了。作为强制性行业标准,该标准规定了突出矿井和突出煤层的鉴定方法、审批程序和鉴定报告内容等,进一步规范了突出矿井或突出煤层的鉴定行为和程序。