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山 脚 树 矿 22125工作面CO产生规律及防灭火技术研究 2014-10-27  PAGE \* MERGEFORMAT 9 22125工作面CO产生规律及防灭火技术研究 XXX （XXXXXXXXX，XX XX ****） 摘要：煤炭自燃一直是影响煤矿正常生产的重大灾害之一，如何防止开采煤层自燃，在此以山脚树矿22125工作面为例，通过实验并结合现场分析顺层抽放钻孔产生一氧化碳的原因，以及采取何种处理措施经济有效，对于其他本煤层抽放钻孔防止一氧化碳的产生有重要意义。 关键词：矿井；防灭火；煤炭自燃；氧化；封孔 前言 煤炭自燃火灾在矿井火灾中占有相当大的比重，随着煤矿开采时间的延长，资源逐渐减少，老空老巷增多，开采条件日趋复杂，给煤炭自燃的预防带来了难度，制约着矿井的生产安全；在煤炭自燃方面国内外一直在不断研究并实验，比如开采技术、均压、注浆、阻化剂、凝胶、注水、堕气等均取得了显著的成效并用于实践，但在实际生产中选择何种方法经济、合理、有效才是关键所在。 工作面概况 22125工作面北部为22155外上山、1370回风斜井、1370回风斜井探巷、224运输石门，西部为22123采空区，东部至+1270.0m标高，南部为F108断层，该工作面局部地段为21103采空区，其余为10#煤层原始应力集中区，底部为22189采空区、22189高位巷及22157采空区。该工作面一氧化碳主要来源于运输巷前段的顺层抽放钻孔内，该段煤层为10#层，共施工顺层钻孔96个，孔间距3m，倾角-1°~7°，方位275°；该段10#煤层前后外部条件差异较大，本次主要在该段内不同地点取煤样和气样通过实验对比分析，查找产生一氧化碳的原因以及选择防治措施的可行性、经济性和合理性。 煤层氧化原因分析 煤层的氧化自燃需要具备三个条件“可燃物、氧化剂、热源”，影响煤氧化自燃的因素还有“煤中的水分、煤中的含硫量”等，在查找原因和防止煤氧化自燃过程中更多的从自燃的各个条件及影响因素进行分析，结合实际情况，一氧化碳主要来源于抽放钻孔，因此还应分析钻孔是否存在穿入或接近老空区老巷的现象。通过井下实测一氧化碳浓度，分别选择22125运输巷前段10#层一氧化碳浓度高??两个地点7#（位于15#点前25m位置）、13#（位于23#点前29m位置）分流器和无一氧化碳的23#（位于29#点前8m位置）分流器取样实验，取1211瓦斯治理巷F#点后20m位置10#煤层作为对比样进行分析。 抽放钻孔分析 钻孔位置 已知22125工作面局部地段为21103采空区，其余为10#煤层原始应力集中区，底部为22189采空区、22189高位巷及22157采空区。所以对钻孔情况进行分析是排除老空区一氧化碳是否渗入抽放孔的首要条件；本次主要分析7#、13#分流器处前后钻孔的情况，23#分流器无一氧化碳，因此钻孔不作剖面分析。通过对7#、13#两个地点钻孔进行剖面分析，结果如图1： 从图中可以看出，以上两个地点前后的钻孔均未穿入老空老巷的现象，钻孔终点位置距老空区22157最近，最小距离为10m，据研究表明，顺层钻孔在连续抽放84 d左右，末端抽放负压不小于13 kPa的情况，抽放影响最大半径为3m[1]，因此排除了一氧化碳渗入抽放钻孔内的可能性。 2、氧化条件 打钻抽放瓦斯是降低煤层瓦斯的有效方法，在实际生产过程中往往会因为钻孔的封孔质量和抽放时间长而导致钻孔里产生一氧化碳，煤炭自燃需要具备三个条件：（1）可燃物，在钻孔中存在因打钻切割下来没有排尽的煤渣和打钻后煤层应力重新分布导致煤层破裂而产生的煤屑，这些煤渣、煤屑松软堆积和铺散开来与空气接触面积很大，容易发生氧化反应； （2）氧化剂，在抽放钻孔中存在的直接氧化剂为氧气，钻孔中的氧气来源于巷道中的空气，当巷道被掘出后，应力重新分布，煤层承受应力增大，随着时间延长，煤层裂隙增多，再加上封孔不严密，导致巷道中的空气流入低负压区域，形成连续供氧的条件； 图1 钻孔剖面位置分析图 （3）热源，资料统计，媒体内部温度一般在40℃以上，具备煤层低温氧化的条件。研究表明，由于顺层钻孔抽放钻孔内具备自燃发火的三个条件，只要连续抽放30~40 d，钻孔内的煤层就会发生氧化[2]。在生产过程中应提高打钻质量，排尽钻孔中的碎屑，提高封孔质量，减少对钻孔周围煤层的破坏，通过破坏煤氧化的条件来防止煤炭的氧化自燃。 在分析期间多次到现场仔细观察和查看，发现出现一氧化碳地段除了煤层破坏产生裂隙外，钻孔的封孔质量不好外，再加上抽放时间长了，煤体变得松软，巷道中的空气漏入钻孔内是导致煤炭氧化的主要原因之一。 实验分析 通过对井下对各个分流器及抽放钻孔中的一氧化碳浓度进行实测，选择一氧化碳浓度较高