采空区压注二氧化碳的危害及防火技术研究

采空区压注二氧化碳的危害及防火技术研究

0向火区压注料采空区文物煤自杀防治一直是煤炭安全生产过程中的一个难题。如果采空区有自燃和火灾，则注入火区的租户是一种常见的灭火方法。由于二氧化碳对煤炭氧化自燃有较好的抑制和惰化作用,并且具有安全性高、惰化快、成本低等特点,近年来广泛应用于采空区遗煤自燃的治理在注CO1大量二氧化碳注入,采空区气体静压下降采空区注二氧化碳防灭火技术的应用主要基于二氧化碳的惰化和降温两大特性。一方面,二氧化碳的相对分子质量高于空气分子,当大量二氧化碳注入到采空区后,在自重的作用下,二氧化碳对煤体形成覆盖,对采空区内氧气等气体形成挤出效应;并且大量注入的二氧化碳增加了采空区气体静压,从而降低了采空区的漏风量,使采空区氧气浓度有所下降,实现了对采空区煤体的惰化。另一方面,液态二氧化碳在气化过程中会从环境中吸收大量的热量,降低了采空区周围环境的温度,抑制了煤的氧化反应速度2污染样品制备2.1部位煤尘姚桥煤矿7271综采放顶煤工作面位于矿区西九采区,煤层自燃倾向等级为II类,煤层为自燃煤层,煤尘具有爆炸危险性。7271工作面走向长度358m,倾向长度260m,煤层倾角平均6°,煤层平均厚度为4.9m,割煤高度为2.5m。回采期间采区U型通风方式,材料道进风,溜子道回风,平均配风量约1293m在二氧化碳防灭火过程中,压注工艺主要分为井下移动式压注和地面液态压注2.2采空区注二氧化碳测试目前对采空区气体成分及含量的监测主要是使用束管监测系统进行气样采集,利用气相色谱仪进行分析,该系统可以测量采空区注入二氧化碳后各测点处气体成分浓度的变化情况。将矿用束管一端与采样点连接,另一端与抽气泵连接,通过电机带动抽气泵将预设抽采点的气体抽出,抽出的气样使用矿用采样球胆收集。2.3采样点样点设置通过在姚桥矿7271工作面回风顺槽和进风顺槽预埋束管进行采空区气体监测。采空区内的束管采样点布置位置见图2,在切眼位置共布置2个采样点,其中,靠近材料道侧切眼内50m处设置1个采样点,由3芯束管取样,编号为:1除了在开切眼位置布置测点外,当开采到30m处随着采煤工作面的推进,在工作面回风隅角位置及回风隅角靠近采空区内都设置了临时取样点,收集并记录回风隅角处的二氧化碳浓度变化。二氧化碳压注点选择在材料道(进风)一侧切眼上口位置,当工作面推进到30m的位置进行CO3加压注射效果分析3.1氧化碳压注效果分析9月30日当工作面推进至距开切眼30m处,连续压注二氧化碳17吨,压注后对各采样点所测二氧化碳浓度数据收集并整理如下:分析1(1)由于本次CO(2)根据2(3)工作面回风隅角处监测得到的CO(4)压注CO3.2加压注后，立即蒸发三种选定分布区域采空区束管监测点的氧气浓度随着采样点进入采空区距离的增大而逐渐下降,由于压注CO依据采空区自燃“三带”划分标准4压注二氧化碳流量法(1)对7271工作面压注二氧化碳后,二氧化碳浓度在1(2)注二氧化碳前氧化带范围为45~88m,注气之后氧化带范围缩小至34~57m,对比发现注二氧化碳后氧化带宽度减小了20m,缩短了遗煤从氧化带进入窒息带的距离及时间,有利于抑制煤炭自燃,说明向采空区压注二氧化对预防遗煤自燃是有效的。(3)采空区注入二氧化碳后,会改变采空区原有流场分布,减少采空区深部漏风、降低氧气浓度;压注二氧化碳流量的变化必