[01477653]近距离煤层开采上部采空区自燃规律及防治技术的研究与应用

近距离煤层开采,给采空区自燃的预测和防治带来一系列新的问题,主要表现在：①下煤层开采时,因采动影响使上、下煤层的采空区容易串通,因而上、下煤层的采空区漏风规律较为紊乱;②下部煤层顶部岩体垮落产生的冒落带和裂隙带中的大量裂隙,会成为上部采空区漏风的有效通道,结果导致上部采空区供氧充分,所以近距离煤层开采时上部采空区的自燃危险性极强;③下煤层开采时,上部采空区中的水将通过裂隙排出,且在漏风作用下上部采空区中原受水浸泡的煤将进一步风干,风干的水浸煤比表面积大大增大,而地表和下煤层采空区裂隙的不确定性,会造成上部采空区风干水浸煤自燃位置难以预测,这就使得上部采空区自燃火灾的治理更加困难。苏家沟煤矿的煤层属于浅埋煤层,其4-2中、5-1上、6-1上煤层的层间距仅为25m左右,因此下煤层采空区的塌陷裂缝、裂隙将会沟通上部煤层的采空区,最上煤层的采空区塌陷裂缝、裂隙个别地方可能会沟通地表。因而,在5-1上、6-1上煤层开采过程中,其煤层上部采空区中的遗煤在采空区漏风的作用下将会干燥、氧化、升温和自燃,尤其是采空区中的遗煤都经过了水浸,干燥后的孔隙率增大,更易氧化和自燃。因此,苏家沟煤矿5-1上、6-1上煤层开采时上煤层采空区的自燃火灾防治尤为重要。本项目针对苏家沟煤矿近距离煤层开采上部采空区遗煤自燃预防和控制的问题,研究得出4-2中、5-1上、6-1上煤层水浸煤干燥后的自燃特性;5-1上、6-1上煤层开采时,近距离上煤层采空区漏风通道及其漏风点与漏风量的测定方法,以及上煤层采空区遗煤干燥与自燃规律;5-1上、6-1上煤层开采时,近距离上煤层采空区自燃危险区域以及自燃发火标志性气体及其临界值,并据此建立起以标志性气体检测为主要手段的近距离上煤层采空区自然发火预测预警方法;探索出5-1上、6-1上煤层开采时,近距离上煤层采空区自然发火综合防治技术,并形成系统的综合防灭火技术体系,保障了工作面的安全、高效生产。该项目成果可进一步推广应用到公司所属类似条件矿井以及国内其他类似条件矿井,具有非常显著的推广应用前景。