文档介绍：同煤集团同煤大唐塔山煤矿公司
易燃超厚煤层综放面自燃综合防治研究

初步方案

大同煤矿集团公司
同煤大唐塔山煤矿有限公司
煤炭科学研究总院重庆分院
重庆大学
中国矿业大学

2006年3月26日
同煤集团同煤大唐塔山煤矿公司
易燃超厚煤层综放面自燃综合防治研究

1 矿井基本情况
矿井位于大同煤田东翼中东部边缘地带,在大同市西南,距市区约 30km。
井田范围东西走向长 ~,平均走向长 ,南北倾斜宽
~,平均倾斜宽 ,井田面积。
井田内可采贮量总计为万 t,其中主采 5(3-5)#和 8#煤层可采储
量万 t,占矿井可采储量的 %,按设计 1500 万 t,矿井服务年限
可达 140a。
井田内共有可采煤层 5 层,分别是山 4#,2#、3#、5#、8#煤层,其中主要
可采煤层为上组煤 5(3-5)和下组煤 8#煤层,按照盘区和煤层的接续程序,依次开
拓开采塔山区一、二盘区上组煤的 3-5#煤层和三盘区上组煤的山 4#煤层,其余
各盘区由山 4#,2#、3#、5(3-5)#煤层,最后开采下组煤 8#煤层。
全井田分两个水平开采,前期第一水平(+1070m)开采 3-5#及以上煤层,
并划分为 8 个盘区,一、二盘区分别布置综采放顶煤工作面。后期第二水平(+
1030m)主采 8#煤层。
据«塔山煤矿初步设计说明书»(安全专篇),煤尘爆炸性:各煤层均存在煤
尘爆炸危险性,爆炸指数一般为 37%左右。煤的自燃性:据«塔山煤矿初步设计
说明书»(安全专篇),山 4#煤层属容易自燃煤层;2#、8#煤层属不易自燃煤层;
3~5#煤层属自燃煤层,见表 1;另据小窑调查,多数矿井 3~5#煤层有自然发火
现象,堆积 6~12 个月即发热;自燃发火期为 24 个月。
表 1 煤层爆炸性、自燃倾向性鉴定结果表
煤层代号火焰长度加岩粉量有无爆炸性着火温度ΔT 自燃倾向性
mm % FT
山 4#煤 14 30 有 353 77 容易自燃
2#煤 15 20 有 366 28 不易自燃
3-5#煤 44 38 有 356 19 自燃~容易自燃
2
8#煤 70 49 有 358 28 不易自燃
2 工作面概况
该面 3-5#煤层厚度 13~22m,平均 17m,煤层倾角 3~10º 。直接底为深
灰色沙质泥岩,浅灰色含砂高岭岩,粉砂岩,夹不稳定煤层 6#层,含植物化石。
直接顶为灰黑色沙质泥岩,高岭岩,粉沙岩,局部含高灰煤,含植物化石。
该面位于一盘区第二个工作面,运输巷断面呈矩形,宽度为 , 高度
断面 , 回风巷呈矩形,宽度为 , 高度。工作面
长度 230m,走向长度 1450m,回采 ,放煤高度 ,设计年产原煤 600
万t,设计通风量 2000m3/min。
3 8102 综放工作面的特点和火灾防治的难点
8102 综放工作面的特点:一是 3-5#煤层自燃倾向性属自燃等级,在巷道掘
进过程中已经出现过自燃现象;二是煤层厚度大,平均煤厚 17m,局部最厚达到
23m,采放比达到 1:4,工作面推进速度慢。三是顶板比较坚硬,不易冒落,形
成的采空区空间大,一旦出现大面积冒顶,采空区积聚大量的瓦斯容易被压出,
一旦有火源存在,极易发生瓦斯爆炸;四是地面裂缝的封堵;五是密闭的巷道断
面大,能否承受大的冲击地压和防治密闭漏风;六是三条主要运输巷道均布置在
煤层,既不沿底板,又不沿顶板,设计服务年限长达 140 年,受采动影响,很容
易发生自燃。
8102 综放工作面火灾防治的难点:一是在抽采空区瓦斯的情况下,采空区
的防灭火和抑爆瓦斯爆炸问题;二是所建密闭要能承受采空区大面积垮落形成的
冲击地压。
4 主要研究内容
鉴于目前全矿防灭火基本参数不全,为全面了解和掌握各煤层自然发火基本
参数,便于指导 8102 综放工作面自然发火预测预报;同时由于矿井开采煤层的
条件不同,为有针对性地开展防灭火工作,需要解决以下几个方面的技术问题。
实验研究
采取塔山矿 5(3-5)#煤层煤样,并进行以下实验研究:
⑴对煤层煤样进行煤自燃倾向性、煤尘爆炸性鉴定;
⑵对煤层煤样进行升温氧化特性的实验,研究其煤层煤样的最短自然发火
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期的评定;
⑶煤层自燃潜伏期的研究;
⑷煤层自然发火标志气体的研究;