[發明專利]一種礦井火與地表火共存煤田火區淺部控氧窒息治理方法

有效

• 申請號: 201910697704.1
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110454211B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 仲曉星;賈新勇;朱賀;周濤;湯研;王德明;陳龍;白邊疆;候飛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;新疆維吾爾自治區煤田滅火工程局
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00;E21F3/00;E21F5/04;E21F15/00
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 田英楠;和歡慶

本發明公開了一種礦井火與地表火共存煤田火區淺部控氧窒息治理方法，屬于煤田火區治理技術領域，解決了現有技術中剝離工程量大、鉆孔施工量大、水漿充填量大，導致工期長、高效治理難的問題。本發明方法包括以下步驟：S1.對火區地表進行局部剝離，形成階梯型工作平臺；S2.通過淺部治理鉆孔注入充填料填充空洞區；S3.在平臺上對火區淺部高溫區降溫；S4.當淺部整體溫度降至100℃后，對淺部降溫區進行分層封堵，并對火區進行監測；S5.若出現溫度反彈對反彈區及其邊界再次進行封堵；S6.若再次出現溫度反彈現象，重復步驟S5；無反彈現象后，治理結束。本發明方法適用于礦井火與地表火共存的煤田火區的治理。

技術領域

本發明屬于煤田火區治理技術領域，特別涉及一種礦井火與地表火共存煤田火區淺部控氧窒息治理方法。

背景技術

煤田火災，是一種煤層大面積燃燒的災害，在燒毀大量煤炭資源、排放溫室氣體的同時，還導致大面積植被死亡，煤火燃燒產生的有毒物質(如As、F、Se、Hg等)對地下水資源造成污染。

當前我國主要存在的煤田火區多以井上下共存火區為主。該類火區主要是由礦井井下采空區煤燃燒引起，煤體燃燒產生的高溫煙氣由連通通道擴散至地表，引燃淺地表風化程度較高的露頭煤，形成井下-地表貫通型共存火區，該類火區具有燃燒深度深、火區井下與地表連通空間大、火區高差大的特點。

如圖2所示，常規的煤田火區治理方法是對火區直接灌注水漿的滅火方法，首先需要對山體進行整體剝離形成大區域作業平臺，然后在作業平臺上施工淺部與深部相結合的滅火鉆孔，對共存煤田火區淺部高溫區和井下深部高溫區進行灌漿，直至把整個治理區域充填滿為止，如圖2所示。這種方法治理礦井火和地表火共存火區，剝離工程量大(有時需要對山體進行整體爆破)、鉆孔施工量大(需要對深部和淺部高溫區都施工滅火鉆孔)、水漿充填量大(火區連通空間大，且完全充填)，導致工期長、高效治理難。

發明內容

鑒于以上分析，本發明旨在提供一種礦井火與地表火共存煤田火區淺部控氧窒息治理方法，用以解決現有技術中剝離工程量大、鉆孔施工量大、水漿充填量大，導致工期長、高效治理難的問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種礦井火與地表火共存煤田火區淺部控氧窒息治理方法，包括以下步驟：

S1.對火區地表進行局部剝離，形成階梯型工作平臺；

S2.在工作平臺上施工淺部治理鉆孔，通過淺部治理鉆孔注入充填料填充空洞區；

S3.在平臺上對火區淺部高溫區降溫，形成淺部降溫區；

S4.當淺部整體溫度降至100℃后，對淺部降溫區進行分層封堵，先壓注粘稠泥漿，再壓注封堵材料，所述封堵材料凝固形成封堵層，并對火區進行監測；

S5.若出現溫度反彈現象后對反彈區及其邊界外延15-20m的區域再次進行封堵，再對火區監測；

S6.若再次出現溫度反彈現象，重復步驟S5；無反彈現象后，治理結束。

進一步的，所述步驟S2中，填充料為火區附近的碎石、砂、土不燃固體，其直徑最大不超過鉆孔直徑的五分之二。

進一步的，所述步驟S2中，填充料體積比例為水：土：碎石為2:1:3，碎石直徑最大不超過鉆孔直徑的五分之二。

進一步的，所述步驟S3中，采用地表魚鱗坑注水和壓注泡沫對淺部高溫區進行降溫。

進一步的，采用五花眼布置方式在工作平臺上布置魚鱗坑。

進一步的，在淺部治理鉆孔地下端口以下壓注粘稠泥漿，高于淺部治理鉆孔地下端口的部分壓注封堵材料。