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复杂条件下厚煤层孤岛采煤工作面自然发火预控关键技术与实践

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成果主要完成人

曹东京、梁开山、付晓光、郝喜庆、赵春雷、曹世利、董海生、张 盛

项目概况

“复杂条件下厚煤层孤岛采煤工作面自然发火预控关键技术与实践”是枣庄矿业集团高庄煤业有限公司与山东科技大学共同承担的科技项目。本项目所属科学技术领域为煤矿安全类。 本项目针对高庄煤矿厚煤层孤岛采煤工作面开采特殊实际,结合井下的现场生产实际情况,采用理论分析、实验研究、数值模拟、现场实测和实施相结合的方法,探究厚煤层孤岛采煤工作面遗煤氧化特性和采空区漏风规律,并提出切实可行的堵漏风工作。建立了基于氧化动力学方法的煤自燃倾向性测试系统与最短自然发火期数学模型,建立孤岛工作面温度和标志性气体“双预警”预测预报体系和工作面煤自燃分级预警指标体系;利用能位测定结合单元示踪检测法探究孤岛工作面近距离煤层采空区漏风分布规律,并研发了新型矿用喷涂堵漏材料,优化改进了气动双液喷涂技术,形成了采堵一体化的“采-喷-堵”协同堵漏风工艺;基于高精度光学传感器检测技术,研发了适于煤矿井下长期、实时在线的采空区气体监测装备,形成了沿空侧采空区气体动态实时监测系统;构建基于PFC-CFD的孤岛工作面采空区自燃“三带”预测方法,对孤岛工作面采空区氧气浓度分布进行数值模拟,对综采开采工作面漏风规律进行分析研究;从“预防、预报、预控”三个阶段入手,构建厚煤层孤岛工作面安全高效开采综合防灭火技术体系,实现了厚煤层孤岛工作面采空区灾害的智能监测预警和实时专业防控。