煤矿井下采空区防灭火方法探析

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1、煤矿井下采空区防灭火方法探析摘要：采空区火灾是矿井下较为常见的灾害之一。为此，针对采空区火灾的实际情况认真地分析了影响自然发火的因素，详细地阐述了开采技术、有效的通风和监测、预防性注浆、均压防火、阻化剂防火、凝胶防灭火、氮气等技术用来进行综合防灭火工作收到了良好的效果，促进了矿井的安全生产。中国2/vie　　关键词：煤矿；采空区火灾；综合防灭火；探析　　中图分类号：TB　　文献标识码：A　　doi：10.19311/j.ki.16723198.2017.02.100　　0前言　　煤矿火灾事故给矿工的生命财产造成了巨大的损失，而且在矿井火灾中最为严重的是回采工作面的采空

2、区遗煤自燃的情况，由于采空区遗煤自燃是一个缓慢发展的过程，在这个过程中人们通常在早期很难发现明显的征兆，这就会给矿井的防灭火工作带来许多不利条件和环节，如何克服上述困难是困扰矿井防灭火工作的一个技术难题，国内许多煤炭院所针对这种情况展开了技术研究取得可喜成绩，本论文重点对防灭火常用技术进行了详细阐述，已达到抛砖引玉的作用。　　我们先认识下煤的燃烧，煤的自燃过程一般分为3个阶段：（1）准备期；（2）自热期；（3）燃烧期。煤的自燃准备期是指空气与有自燃倾向性的煤炭相互接触时不稳定的羧基（-COOH）与羟基（-OH）氧化物就会形成，初始阶段人们既不能够观测到周围环境的温度变

3、化情况，也观测不到煤炭自身温度的明显变化，在煤炭的着火点降低、煤炭重量略有提高，化学特性变得活泼的前提下煤炭经过缓慢地氧化过程。煤的自燃期是指煤炭自燃在经历了第一阶段的潜伏期后其氧化速度迅速提高，二氧化碳（CO2）、水（H2O）、一氧化碳（CO）等化学物质由不稳定的氧化物分解而成。煤炭的温度随着煤氧化生成的热量的增加而迅速提高，煤炭的温度超过其自热临界温度时就会有迅速上升的趋势。煤的干馏现象随着氧化过程的加快而迅速上升，氢气、碳氢化合物、一氧化碳等芳香族类可燃性气体就会大量生成。煤的氧化进程发展到一定程度集聚的热量不能得到及时扩散，导致温度上升到煤的着火点而使煤层自燃

4、。不同的煤层自燃程度也不相同，通常用煤层自燃倾向性来度量煤的自燃难易程度。所谓煤层自燃倾向性是指煤在常温下的氧化能力，是煤的一种自然属性。　　煤的自燃倾向性与煤的变质程度（变质程度越高自燃倾向性越小）、煤的水分（水分越大自燃倾向性越低）、煤岩成分（煤岩硬度越大自燃倾向性越小）、煤的含硫量（含硫量越大自燃倾向性越高）、煤的粒度（粒度越小自燃倾向性越大）等有关。然而在实际工作中并不是煤层自燃倾向性越高的煤矿越容易发火，因为除了煤炭本身的自燃倾向性以外，煤层的开采条件、煤层地质构造、通风方式、开拓方式都对煤层的自然发火危险程度具有重要的影响。　　1对煤层自然发火产生影响的因

5、素分析　　1.1煤的自燃倾向性　　作为煤炭产生自燃的基本条件煤的自燃倾向性是由煤炭处于日常温度条件下的氧化能力所决定的，它是煤炭的一种自然属性。并且它的强弱程度直接影响着煤层自然发火的危险程度。　　1.2煤层地质赋存条件　　厚煤层、急倾斜煤层、地质构造破坏带自然发火危险度高，主要因为厚煤层很难全部回采、余留大量浮煤和煤柱、回采时间长远远超过煤层的自然发火期（暴露的煤炭从接触空气到发生自燃的时间段）；急倾斜煤层、地质构造破坏带容易煤炭自燃，煤层在挤压、张拉的条件下产生了大量的裂隙为破碎的煤体吸收氧气、发生氧化创造了有利的条件。　　1.3开拓开采条件　　自然发火危险性较小

6、的情况多发生在煤柱留设少、切割煤层较少的石门、岩巷开拓的环节。方便打钻注浆灭火的情况发生在岩巷进入采区的厚煤层开采时。回采时间的长短、煤炭回收率高低是采煤方法对煤炭自燃影响的外在表现。遗留煤炭越多的采煤方法越容易引起自然发火，在长壁式采煤方法中的留刀柱支撑顶板，留煤皮假顶，以及利用水力进行采煤的时候，均不利于防止自燃火灾的发生。一个回采工作面回采速度慢，拖延的时间越长，煤层自燃的危险性就越大，控制灾情的难度就越大。　　1.4通风方式　　煤壁和煤柱裂隙以及采空区漏风是矿井通风影响煤炭自燃的外在表现，即使在漏风量非常小的情况下，长期的漏风将导致两巷和工作面断层、变薄带跳面

7、的地方极易发生自燃。　　2防止矿井采空区自燃的技术　　2.1开采技术　　在长期的煤矿开采实践中人们得出了一个重要结论，即在对于如何预防煤炭自燃火灾发生中起决定作用的是科学合理的开采方法与开拓系统。以最大的回采率、最小的煤层暴露面、容易隔离的采空区、最快的回采速度来要求开采和开拓方式是煤炭自燃严重的矿井预防煤炭自燃发火的基本要求。预防采煤工作面采空区遗留煤炭自燃的开采开拓方法主要有采用岩石集中巷和岩石上山、区段巷道采用重叠布置、区段巷道分采分掘布置、高效快速无煤柱的采煤方法。　　（1）为了尽一切力量预防煤层自燃，通常我��可以采用加快工作面回采速度、以