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南屯煤矿煤层预裂注阻化剂防灭火研究

2021-05-21张延松李志勇孙计全上官良良

煤矿现代化 2021年3期

马 旭,张延松,李志勇,孙计全,上官良良

(1.山东科技大学,山东青岛266590;2.山东能源集团南屯煤矿,山东邹城273515;3.山东能源集团兴隆庄煤矿,山东邹城272102)

0 引 言

南屯煤矿位于山东省邹城市西边,属于兖州煤业股份公司。煤层有自燃的倾向,自然发火期为3~6 个月。93下09 工作面概况:在2018 年12 月对该工作面进行了预裂注阻化剂试验。该工作面位于九采二分区中部,走向长度为382.3 m,斜坡长度为118.8 m,西部和南部与3下煤风氧化带相邻,东部是南渐兴村庄保护性煤柱,北侧是 93下07 工作面,南部 93下09 工作面采空区1 号联络巷。工作面的巷道将分别与原来的93上09 下顺通道、93上09 上顺通道连接。

物理阻化剂一般有很好的吸水性,在注入之后,水分蒸发,会降低煤周边的温度,从而应用比较广泛,常见的物理阻化剂有:NH4HCO3、NH4Cl、碳酰二胺、过硫酸钠、聚乙酸乙烯酯乳液[1-2]。但其热解会产生有毒有害气体,安全性差,不适合预注;Ca(OH)2成本低、材料易得,对高硫煤有较好的阻化效果,但其溶解度太低,且水溶液有较强的碱性,对井下机械设备腐蚀严重,不适合预注;抗氧剂A、MgCl2-抗氧剂A 等阻化剂不溶于水或部分不溶于水,无法用于预注;LDHs、DDS 等复合阻化剂阻化率高、阻化效果好,但成本较高或制备工艺复杂,不适宜在井下大量使用;MgCl2、CaCl2、NH4H2PO4等传统阻化剂,阻化效果较好,且价格便宜、安全性高,适合用于大量预注[3-4]。因此,本文选择 MgCl2、CaCl2、NH4H2PO4作为预注实验的阻化剂。

1 南屯煤矿93 下09 工作面预裂注阻化剂试验

1.1 阻化液制备

考虑到成本问题,现场预注时决定采用浓度为15%的MgCl2阻化液,阻化液的制备工艺见图1。……

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