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青龙煤矿钻孔密集区域顺层抽放孔内煤层氧化处理研究
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作者:admin   更新时间:2018-02-04 

2016年下半年以来煤炭行业发展趋势正在回升,但全国各地煤矿生产安全事故频发。因此,煤矿企业应更进一步提高安全生产的技术水平。煤层氧化自燃不像煤矿其它灾害,其可控性较强,只要处理及时、方法可行,煤层氧化自燃现象就不会危及生产。本文通过对黔西能源开发有限公司青龙煤矿设计生产能力120Mt/a111803运输顺槽顺层钻孔抽放引起煤层氧化自燃的现象,分析煤层氧化自燃的原因,采取了降温、断氧、降压的处理方法,取得了较好的效果。

1概况

黔西能源开发有限公司青龙煤矿斜井开拓设计生产能力120Mt/a,井田范围内含煤共15层,可采煤层为M16、M17(局部可采)、M18煤层。现针对M18煤层111803煤工作面进行设计,采面位于1采区东翼,工作面走向长1000m,倾斜长200m,M18煤层平均可采厚度3.18m煤层倾向为2°14°坚固性系数0.150.18,煤层瓦斯含量17.9673 m³/t,煤层自燃倾向性等级为容易自燃,透气性系数为0.00180.7335㎡/(Mpa².d)。

2顺层抽放钻孔内煤层氧化的原因分析

在相同环境或相似环境条件下,有些煤层能够发生自燃而有些不易自燃,究其原因在于煤质存在差异,变质程度及发热量越高,发生氧化的可能性就越大[1]。青龙煤矿111803运输顺槽顺层(沿煤层倾向)抽放钻孔于2016815日开始施工2016118青龙煤矿通防部111803运输顺槽顺层抽放钻孔进行检测,发现大部分钻孔内均一氧化碳,最大值为335PPM,钻孔内煤层已发生氧化。造成钻孔内煤层氧化的原因,是由于本煤层原施工的穿层抽放钻孔、工作面超前预抽钻孔、局部强化排放钻孔的封堵达不到规定要求,导致钻孔内有大量空气、存在煤屑且钻孔内部具有良好的储热条件所致。

2.1空气供给

原施工的穿层抽放钻孔、工作面超前预抽钻孔、局部强化排放钻孔数量密度大,顺层抽放钻孔与其在煤层内部形成交叉,为氧气提供了通道,且封孔位置处于塑性变形区,造成水泥注浆封孔时存在如下问题:

1原施工的穿层抽放钻孔封孔未达到规定要求,使得顺层抽放钻孔与之交叉,水泥注浆能完全将穿层抽放钻孔封堵,造成局部漏气原穿层抽放钻孔角度未控制好,部分钻孔超出111803运输顺槽巷道轮廓控制线以外,形成未封堵空间。

2原施工的本煤层超前预抽钻孔局部强化排放钻孔封孔质量较差,导致顺层钻孔与超前预抽钻孔局部强化排放钻孔交叉或与裂缝导通,使得对顺层钻孔封孔不严实

顺层抽放钻孔因存在上述问题,导致封孔不严实,进行抽放时,钻孔内形成负压点,巷道内空气沿煤层裂进入钻孔,使得抽放孔内部发生氧化。

2.2钻孔内部煤屑

顺层抽放孔内煤屑主要来源施工时孔内没有完全排尽煤屑

2.3煤层内部储热环境良好

1在抽放钻孔内部,煤体温度一般在36℃以上,为内部煤层在低温环境下发生氧化提供有利条件,随着氧化的不断持续,钻孔内部温度呈上升趋势[2]

2)青龙煤矿M18号煤层赋存不稳定,部分抽放钻孔存在穿过岩层现象,钻头前移产生较的温度且不易降低,导致孔内温度偏高,使煤层内部具备了低温氧化条件

3)由于在封孔时存在漏气现象,在抽放过程中孔内形成负压,空气通过裂缝进入孔内拉动煤屑相互摩擦生热,使得孔内温度不断聚集为内部煤层创造了适宜的氧化环境

4)在煤层内发生了氧化反应,使得煤体温度不断上升,加快了煤体的氧化速度。