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复杂采空区下容易自燃煤层开采火灾防治技术与装备
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  • 公布年份:
    2015
  • 中图分类:
    TD752.2
  • 关键词:
  • 成果简介:
    煤炭是中国的基础能源,安全生产是国家的基中国策。中国煤炭开采以井工为主,56%的煤矿煤层具有自燃倾向性,煤自燃引发的矿井火灾超过90%。中国各矿区多采用近距离煤层群、浅埋藏厚煤层开采方式,由于小煤窑或上部煤层开采遗留大量煤柱和采空区,现有生产矿井在地层裂隙通导下大多漏风严重,形成多源漏风,其引发的复杂采空区下开采煤层自然发火及连带瓦斯灾害已经成为煤矿安全生产急需解决的重大技术难题。该项目在国家科技支撑项目和国家自然基金项目支持下,产学研联合攻关,攻克了复杂采空区下容易自燃煤层开采火灾防治技术难题,在典型矿区取得良好应用效果。主要创新成果如下:(1)首次提出了煤自燃阶段跃迁理论及其预警决策体系,建立了煤自燃隐蔽高温区域分析与圈定数值仿真模型,研发了煤自燃隐蔽(潜在)高温区域分析与圈定技术数值仿真系统,构建了煤自燃阶段跃迁理论及其预警决策体系。(2)自主研发了适用于多源漏风条件下、能与煤岩体有效黏合形成堵漏、阻燃隔离层的粘结性防灭火材料,保证了复杂采空区与生产区域间隔离阻燃层在采动垮落后的封闭有效性和可靠性。(3)创新研发了适用于容易自燃复杂采空区下开采的采掘工作面风压自动调节技术,解决了采区风压调压不精确、不及时的技术难题,有效控制多源漏风及采空区CO气体对生产区域的危害。(4)研发了非间隔连续拖管注氮防火装备与工艺,创新设计的拖管牵引方式将“滑动阻力转化为转动阻力”,使拖动长度从约25m提高到80m,确保注氮出口稳定保持在最佳位置,缩短了采空区惰化时间。该项成果建立了复杂采空区下容易自燃煤层开采火灾防治技术体系。该项目获国家授权发明专利5项、实用新型专利4项、软件著作权3项,在学术核心期刊和国际学术会议发表论文47篇(其中SCI检索4篇,EI检索18篇);项目核心成果曾获省部级科技进步奖4项。有关的专家评价和考察认为,核心技术成果达到国际领先水平。该项成果在河北、山西、内蒙、新疆等10多个煤炭主产区进行了推广应用,有效遏制了易自燃煤层矿井因采空区漏风引发的重大灾害发生,取得了直接经济效益41672万元,经济和社会效益十分显著。研究成果对提高中国煤矿安全生产水平具有重要示范和推动作用。
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