束管监测系统对采空区“三带”划分的研究与应用.docx

束管监测系统对采空区“三带〞划分的研究与应用 摘要：在煤矿的平安生产中，经常会发生煤层自燃现象，这严重影响了煤矿的平安生产和正常运转本章介绍了利用束管监测系统划分采空区“三带〞对合理调整采煤工作面回采推进度，合理确定束管埋管间距，防治煤炭自燃发火具有指导意义关键词：束管监测；氧化；“三带〞划分煤矿的采空区在具备一定的条件时，就会造成煤炭氧化自燃，严重的情况会造成井下火灾和瓦斯爆炸等事故的发生，给煤矿的财产和工作人员都带来很大的平安隐患鉴于以上情况，加强采空区煤炭的低温氧化规律研究，特别是采煤工作面采空区煤的氧化规律的研究是十分必要的一、矿井概况石嘴山一矿井田位于卓子山—贺兰山煤田，石嘴山向斜的东南翼，井田东北部由第Ⅰ勘探线外300m与二矿相邻，西南至第Ⅶ勘探线，浅部以九层煤露头为界，深部以二层煤+600m底板等高线为界，井田走向4.34km，倾斜宽1.19km，面积5.18km含煤地层为石炭—二迭纪，含可采及局部可采煤层9层，其中可采煤层6层，可采煤层总厚29.4m煤层倾角16～35，浅部倾角较大，深部倾角较缓，为缓倾斜近距离煤层群按照成煤时代及煤层间距，自然地分上下两个煤组矿井六个开采煤层经各种鉴定得出结论：各个煤层都有自燃发火的可能性，而且发火期为3—9个月。

二层煤最短发火期为60天，矿井各煤层煤尘也都经鉴定得出结论：都有爆炸的可能性煤尘爆炸指数40.1%～53.33%4321综采工作面上部回顺位置位于+600水平，全长约1500m，下部运顺位置位于+532水平，全长约1511.5m切眼位置下部位于35区+532水平二层煤下山下口以南673m，上部位于35區+600水平35区4#运输石门以南345m预计停采线下部位于43区+532水平1#石门以南65m上部位于43区+600水平4321回撤石门走向长1511.5米，倾斜长163米，面积246374.5m，煤层倾角170，煤层厚度2.99m，煤层自燃发火期为3—9个月，煤尘爆炸指数40.72%，瓦斯绝对涌出量0.6m3/min，采用综采方式开采二、采空区气体成分变化规律测定〔一〕测点的布置工作面自然氧化“三带〞现场实测方案采用沿回顺向采空区布点的测定方案，采空区每隔30米布置1个测点，共布置3个测点〔二〕分析测试正常情况下每日早班测取一次数据，如有异常，那么根据具体情况调整测试周期通过束管系统直接抽取采空区气体送入色谱仪分析，同时记录每日工作面推进度，以便计算测点进入采空距离，测试分析的气体成分为：O2、CO、CH4、CO2以及C2H2、C2H4、C2H6。

三、采空区气体成分变化规律分析〔一〕采空区O2浓度分析采空区O2浓度实测结果如表1所示由于4321工作面开采范围内煤岩层中断层、裂隙、小褶曲发育煤、岩层受挤压严重，煤、岩层破碎，顶板压力显现明显，煤帮易片帮、直接顶易脱层冒落当工作面推进60米到80米的时候，由于采空区漏风较大，氧气浓度逐渐降低继续推进到115米以后，氧气浓度都下降到12%，推进到距离测点130米以后，氧气浓度都下降到8%以下的窒息浓度而进入自燃惰化区域根据二采区具体的气体成分及参考国内外的划分依据，金能公司二采区采空区氧化“三带〞及O2浓度为标准划分，其浓度值分别：不燃带：>18%；自燃带：8%～18%；窒息带：根据采空区O2浓度的分析，工作面采空区“三带〞的范围应是从工作面向采空区的距离：不燃带0～50，自燃带50～130m，窒息带>130m〔二〕采空区CO浓度实测分析实测结果说明：CO的浓度分布，与采空区“三带〞的测试结论一致〔三〕采空区其他气体实测分析比照来看，采空区CO2浓度实测浓度的结论与CO实测分析的结论根本一致，在距工作面采空区50米到130米的范围内，煤炭氧化最剧烈，浓度也比较高采空区C2H2、C2H4、C2H6浓度结果均为0。

〔四〕结论根据采空区气体成分变化规律可知：1〕工作面采空区自燃“三带〞的范围：不燃带0～50，自燃带50～130m，窒息带>130m2〕各测点在距工作面50～130m处，气体出现波峰，说明在此范围内，有自热养护的发生3〕工作面月进度>130m不会发生自燃，因为最短发火期为89天4〕由于该工作面实施了采空区上隅角瓦斯抽放，采空区漏风大，对该工作面“三带〞有一定影响5〕影响工作面自然发火的主要因素是推进速度及采空区漏风的大小参考文献：方法研究[J].煤炭科学技术，2021〔10〕.【2】李应辉，葛新玉.防治孤岛工作面采空区自然发火措施研究[J].能源技术与管理，2021〔04〕.【3】白星磊.孤岛工作面采空区自然发火防治措施[J].煤矿平安，2021〔02〕.。