[发明专利]一种综合预防矿井孤岛工作面煤自燃与冲击地压的方法

说明书

一种综合预防矿井孤岛工作面煤自燃与冲击地压的方法，先对孤岛工作面采取均压堵漏措施；然后分别对工作面和停采线处的邻近采空区进行氧气浓度测试，获得基于自燃“三带”的预防煤自燃安全推进速度和工作面预防煤自燃最长回采时间；对比分析冲击地压未保护区内预防冲击地压和煤自燃的安全推进速度，采取合理措施确保预防煤自燃的最低推进速度小于预防冲击地压的最快推进速度，确定其安全推进速度范围；确定冲击地压保护区回采时间，获得基于回采时间的保护区防煤自燃安全推进速度，优化其防煤自燃安全推进速度；重复未保护区安全推进速度的确定方法，确定保护区安全推进速度范围。该方法可同时预防孤岛工作面煤自燃与冲击地压的发生，实用性强。

技术领域

本发明涉及矿井复合灾害防治领域，尤其涉及一种矿井内煤自燃与冲击地压的综合治理方法。

背景技术

随着矿井生产的集约化发展，漏风大、遗煤多等问题使得采空区自燃发火频繁。同时随着我国煤炭开采深度的不断加大，地应力不断增高，采场结构越来越复杂，冲击地压灾害频次、强度和破坏程度也均呈上升趋势。特别是在复杂特殊地质条件下孤岛工作面(三面都是采空区的工作面)开采过程中，采动应力集中、地质构造影响、推进速度、漏风通道复杂等因素综合作用，使得具有煤炭自燃和冲击地压灾害双重威胁的孤岛工作面的灾害防治工作面临着极大困难。

当前采空区煤自燃防治方法有均压防灭火、阻化剂防火、凝胶防灭火、惰气防灭火技术等；冲击地压防范措施有开采保护层、超前钻孔卸压、深孔卸压爆破等。井下单方面考虑的防灭火方法和冲击地压防范措施丰富且多样，但综合预防煤自燃和冲击地压的技术方法很少。这是由于防冲击地压和防煤自燃两者本身存在很多矛盾关系，为了防冲击地压，要求工作面回采的速度越慢越好，这样对空间扰动小，工作面的应力也有足够时间释放，发生冲击地压危险就小，如果推进速度过快，工作面应力来不及释放，容易累积，一旦释放就是大规模的冲击地压事故；但为了防治采空区煤自燃，又要求工作面推进速度越快越好，工作面开采过去留在采空区的遗煤，会与空气里的氧气发生反应，反应时间越长，产热越多，越容易自燃，工作面开采过去后，后方采空区上部的煤岩体会落下来，填充整个采空区，距离工作面近的采空区压得不实，越往采空区深部压得越实，越不容易与氧气接触反应，因此如果回采推进速度慢则决定了该工作面后方近的采空区这种不实的状态存在时间长，与氧气反应时间久，发生煤自燃可能性大；而推进速度快的话，这部分采空区就很快的甩在采空区深部，与氧气接触时间短，发火的可能性就小。因此，如何解决这个矛盾，是矿井煤自燃和冲击地压综合防治的关键。

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决上述存在的矛盾，控制好孤岛工作面的回采速度，即确定合理正确的速度，保证孤岛工作面即不发生冲击地压事故又不发生煤自燃事故，本发明提了一种矿井内煤自燃与冲击地压的综合治理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种综合预防矿井孤岛工作面煤自燃与冲击地压的方法，包括以下步骤：

步骤一、对孤岛工作面实施均压堵漏措施；

步骤二、对孤岛工作面采空区进行氧气浓度测试，依据所测得氧气浓度，划分孤岛工作面采空区的自燃“三带”的范围，得到氧化带的具体长度，结合所采煤层的自然发火期，计算出基于孤岛工作面采空区自燃“三带”的预防煤自燃最低推进速度，即为基于孤岛工作面采空区自燃“三带”的预防煤自燃的安全推进速度；

步骤三、对停采线处上下邻近采空区进行氧气浓度测试，获得停采线处上下邻近采空区的最高氧气浓度，依据获得的最高氧气浓度，得到该区域遗煤最短自然发火期，确定孤岛工作面预防煤自燃的最长回采时间即为不超过该区域遗煤最短自然发火期；

步骤四、依据孤岛工作面开采防冲击地压专项设计文件，确定该孤岛工作面未保护区和保护区基于防冲安全的初始预防冲击地压安全推进速度，即该孤岛工作面的初始最大防冲击地压安全推进速度；

步骤五、对比步骤二中所得到的基于孤岛工作面采空区自燃“三带”的预防煤自燃的安全推进速度与步骤四未保护区初始预防冲击地压的安全推进速度，