特厚煤层松软顶板综采工作面自燃煤层火害防治研究
2021-08-16梁建国余小柳
科学技术创新 2021年24期
梁建国 余小柳
（1、晋能控股煤业集团潞新公司，新疆 哈密 839003 2、中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037）
随着煤炭开采深度不断增加，开采条件越来越复杂，自燃灾害愈发严重且相互叠加，治理难度不断加大[1]，绝大多数厚煤层都有自燃倾向性，且许多矿井为高瓦斯矿井[2]。在开采高瓦斯易自燃特厚煤层过程中面临着煤炭自燃以及自燃引起瓦斯灾害的严重威胁[3-4]，特别是工作面在特厚煤层松软顶板复杂赋存环境下，火害防治难度更大，因此本文针对综采工作面在特厚煤层松软顶板复杂赋存环境下火害防治展开研究。
1 工程背景
砂墩子煤矿位于新疆哈密市三道岭矿区后窑井田西部，井田内煤层赋存于侏罗系中统西山窑组（J2x），侏罗系中统西山窑组平均厚度331.22 m，含煤层13层，煤层总厚0～32.48 m，平均总厚20.19 m。
矿井目前开采煤层为4号煤层，4号煤层最大厚度在18.25 m，最小厚度在0.39 m，平均厚度在5.61 m，最大可采厚度18.25 m，最小可采厚度1.26 m，平均可采厚度6.89 m，属特厚煤层。
4号煤层顶板多为粉、细、中、粗砂岩，局部地段为砂砾岩，饱和状态下单向抗压强度仅个别为44.84 ～45.8 MPa，其余多为2.9 ～27.9 MPa＜29.42 Mpa，属不稳定型顶板；天然状态下单向抗拉强度仅个别为7.4 MPa、，其余多为1.2 ～4.9 Pa；软化系数仅个别为0.77 -0.91 ，其余多为0.06 ～0.68 ＜0.75 ，岩石质量等级为易软化的较软岩-极软岩，围岩稳固性差，其围岩多为细粒相粉、细砂岩，结构面为层理面，次为局部地段的节理及裂隙。
4号煤层具有自然发火倾向性，属Ⅱ类自燃煤层，自然发火期最短时间为36天。
