深井高地温工作面煤自燃特点及预控方法研究

马砺^1,2,3，任立峰^1,2，王乃国⁴，韩力⁴

1. 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室2. 西安科技大学安全科学与工程学院3. 山东兖矿集团博士后工作站4. 山东新巨龙能源有限责任公司

摘 要：为解决深井开采地温高易导致煤层自燃的难题,研究了高地温工作面煤层氧化放热特性及预控方法。采用傅里叶变换红外光谱仪和大型自然发火试验装置,分别测试了高地温对煤活性官能团和自然发火期的影响;现场观测了龙固矿井2302高地温综放工作面采空区自燃危险区域。研究结果表明:地温为42℃时,煤自然发火期相比地温为20℃时缩短25 d;高地温使煤表面活性官能团数量及中间活性产物数量增加,氧化放热性显著增强;氧化升温带范增长。针对高地温对供氧、蓄热条件及其氧化放热性的影响,提出了采用堵漏和注氮气减少煤体氧化,阻化泡沫阻化煤体,压注液态二氧化碳和注胶抑制煤温升高结合的防火方法。通过在巨野矿区的现场应用,该方法有效控制了高地温综放工作面采空区煤体自燃。

关键词：高地温;煤自燃;氧化特性;自然发火期;