[發(fā)明專利]一種預(yù)防近距離煤層群開采上下層采空區(qū)煤自燃的方法

在審

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• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107642375A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳玉國;周春山;王俊峰;張玉龍;唐一博
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: E21F5/08
• 分類號: E21F5/08
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司14101
• 代理人: 李富元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦火災(zāi)防治領(lǐng)域，特別是一種預(yù)防煤層埋藏淺，煤層間距近的煤層下層煤層群在開采及回采過程預(yù)防近距離煤層群開采上下層采空區(qū)煤自燃的方法。

背景技術(shù)

近年來，國家煤炭產(chǎn)業(yè)按照“控制東部，穩(wěn)定中部，大力發(fā)展西部”的發(fā)展思路，大力推進(jìn)西部大型煤炭基地建設(shè)，重點(diǎn)建設(shè)一批千萬噸級的現(xiàn)代化礦井。西部地區(qū)煤炭資源豐富，煤層易自燃，埋藏淺（埋深一般不超過300m），煤層傾角小（一般為0-3度），且為近距離群開采，下層采動易造成上下層采空區(qū)連通或直通地表，使得地表漏風(fēng)嚴(yán)重，采空區(qū)煤炭自燃十分頻繁；同時礦區(qū)開采范圍大，工作面開采強(qiáng)度大導(dǎo)致采空區(qū)范圍大加劇了采空區(qū)煤自燃的防治難度，嚴(yán)重影響了礦井的高效開采，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和重大的社會影響。據(jù)不完全統(tǒng)計，西部礦區(qū)近10年來發(fā)生了300次以上導(dǎo)致工作面封閉的煤自燃事故，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)百億元。

國內(nèi)外通常采用注氮?dú)狻姙⒆杌瘎⒊Ｒ?guī)注漿等防滅火技術(shù)來預(yù)防采空區(qū)煤自燃。采用注氮?dú)饧夹g(shù)，氮?dú)饩哂卸杌饏^(qū)、擴(kuò)散范圍廣的特點(diǎn)，但氮?dú)庖纂S漏風(fēng)流飄逸，其滅火降溫能力弱，且西部礦區(qū)埋藏淺，采空區(qū)面積大，地表漏風(fēng)嚴(yán)重，難以形成封閉空間，因此注氮起不到降低采空區(qū)氧深度來預(yù)防采空區(qū)煤自燃的目的；采用噴灑阻化劑腐蝕井下設(shè)備和危害工人健康，且阻化劑擴(kuò)散范圍有限，難以進(jìn)入上層采空區(qū)，因此防滅火效果十分不理想。常規(guī)注漿方法一般采用在礦井井口設(shè)立注漿站，通過輸漿管路將漿液送到井下注漿鉆孔進(jìn)行上下層采空區(qū)注漿，注漿時間為隨著工作面的回采進(jìn)行注漿，在預(yù)防淺埋深近距離煤層群開采上層及本層大面積采空區(qū)煤自燃方面存在以下問題：1）由于西部礦區(qū)煤層為近水平煤層，且開采走向長度大，因此常規(guī)注漿的漿液流動性差，流動范圍有限，不能有效覆蓋遺煤預(yù)防采空區(qū)煤自燃；2）西部礦區(qū)礦井井田范圍大，且埋藏淺，工作面距離礦井井口遠(yuǎn)（大于10km），導(dǎo)致常規(guī)注漿的輸漿倍線小，導(dǎo)致常規(guī)注漿過程注漿壓力小，容易堵塞注漿管路，注漿實(shí)施困難；3）由于西部礦區(qū)開采淺埋深近距離煤層群，煤層層間距離小，下層采動時極易引起上層采空區(qū)遺煤自燃，而常規(guī)的上向孔注漿鉆孔實(shí)施困難，工程量大，漿液難以達(dá)到上層采空區(qū)預(yù)防遺煤自燃，效果極差。因此，以上方法往往不能有效地預(yù)防淺埋深近距離煤層群開采上層及本層大面積采空區(qū)煤自燃，給礦井防滅火帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何在開采近距離煤層群下層煤時，有效預(yù)防近距離煤層群開采上下層采空區(qū)遺煤自燃，提高礦井防滅火效果，確保礦井安全生產(chǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種預(yù)防近距離煤層群開采上下層采空區(qū)煤自燃的方法，按照如下的步驟進(jìn)行

步驟一、確定近距離煤層群上層和下層采空區(qū)煤自燃發(fā)火防控重點(diǎn)區(qū)域；

步驟二、對近距離煤層群上層采空區(qū)煤自燃發(fā)火防控重點(diǎn)區(qū)域在近距離煤層群開采下層煤層前進(jìn)行地表鉆孔注漿，徹底覆蓋上部采空區(qū)遺煤；

步驟三、在近距離煤層群下層開采500m后和開采結(jié)束后15天內(nèi)，對近距離煤層群下層采空區(qū)煤自燃發(fā)火防控重點(diǎn)區(qū)域采用在聯(lián)絡(luò)巷密閉注漿孔注漿和回風(fēng)順槽預(yù)埋注漿管注漿。

作為一種優(yōu)選方式：步驟一中，近距離煤層群上層采空區(qū)煤自燃發(fā)火防控重點(diǎn)區(qū)域為上層工作面開切眼和回撤通道附近，近距離煤層群下層采空區(qū)煤自燃發(fā)火防控重點(diǎn)區(qū)域為下層工作面開切眼、回撤通道、靠近下層工作面開切眼的進(jìn)回風(fēng)側(cè)300m范圍、靠近下層工作面回撤通道的進(jìn)回風(fēng)側(cè)300m范圍。