塔山特厚易自燃煤层影响因素分析-论文.pdf

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2、35No．2第35卷第2期山西煤炭2015年4月SHANXIC0ALApr．2015文章编号：1672—5050(2015)02—0085—02DOI：10．3969／j．enki．issn1672—5050sxmt．2015．02．027塔山特厚易自燃煤层影响因素分析苏娟(同煤集团技师学院，山西大同037003)摘要：煤自燃产生的危害是长久以来伴随煤矿生产的重大隐患，特厚煤层开采尤为突出，以塔山矿为例分析煤自燃机理与影响因素，控制灾害的发生，具有现实意义。关键词：特厚煤层；自燃；分子结构中图分类号：TD724文献标识码：A煤自燃是自然界存在的一种客观现象。

3、随着近吸附为主，影响潜伏期快慢的内因有煤的物理结年来特厚煤层放顶煤开采技术日渐成熟，煤自燃这构、化学性质、煤颗粒粒度，外因包括堆积或堆垒状一现象在特厚煤层开采中尤为显现。塔山矿C3—5态和风量；自热期的发生以煤氧化之问的化学反应号层煤，平均煤厚达到12m，使用ZF15000架型开为主，表现为反应加快、热量累计、温度缓慢升高；采，具有自燃倾向性。而塔山矿平均工作面走向长燃烧期的发生与否主要以通风条件为主，适合的氧度均达到2000m，开采时间长，容易引起煤层自气供给为燃烧提供了条件。燃，造成不安全生产，因此深入研究易自燃特厚煤2特厚煤层自燃影响因素分析层自燃影响因素，了

4、解特厚煤层自燃的规律，在此基础上制订相应的自燃防治措施，显得十分重要。1)煤质。煤的碳化程度和挥发分作为主要因素影响煤的自燃。碳化程度越低，含碳量越少，挥发份1特厚煤层自燃机理越大者，自燃性就越高。反之就越高。塔山矿属于石煤炭的自燃_ll是经过某些物理、化学反应交互作炭二叠纪煤层，煤质不如侏罗系煤层，碳化程度较用的过程。煤氧复合作用作为主流观点得到了认低，挥发份大，故易于自燃。究其深层次原因为碳化可，图1是煤自燃过程温度随时间变化关系曲线程度低的煤较碳化程度高的煤氧化反应热量更多。图。2)分子结构。煤是由不同的官能团和多种化学键结合的大分子物质，究其自燃的本质原因是

5、与煤的分子结构分不开的，研究表明煤自燃是否会发生与煤表面含氧官能团的数量和种类，以及煤的分子结构密切相关，含氧官能团增加，孔隙度变大，分子结构变得松散，越易自燃闭。而且煤中的次甲基醚键、od位碳原子带羟基和带支链亚甲基的次烷基键、与两个芳环相连的次甲基键等均为自燃的活性结构。图1煤自燃过程温度与时间关系3)水分。塔山特厚煤层开采，一般会预先给煤查阅相关文献得出无论煤层厚度的多少，煤自层注水，一来为了弱化煤的力学性质，增加顶煤回燃过程大致都可分为三个阶段：潜伏期(准备期)、收率，二来为了抑制煤层瓦斯的涌出和粉尘。却忽自热期、燃烧期；潜伏期的发生以煤氧之间的物理略了水分

6、对于煤自燃的影响，有关研究表明，煤中收稿日期：2015一O1—27作者简介：苏娟(1986一)，女，山西晋中人，硕士，助理讲师，从事矿山安全高效开采研究工作。086山西煤炭第35卷水分在一定范围内一方面可以起到加速氧化的作用，另一方面会起到阻化的作用。沾水后又重新干燥的煤较干燥的煤活化能增强，更易自燃。甚至有研究认为在潜伏期内引起温度上升不是放热而是由水分引起的。4)硫分。具有强烈的氧化还原性质，易于发生化学反应生成热量，可作为煤自燃的催化剂，提高煤的自燃氧化速率，而含硫量超过3％时，无论何1一回风巷；2-进风巷；3-工作面；4一采空区种煤质，包括元烟煤均为自燃倾向

7、性较大的煤层。图2塔山矿采空区三带划分图5)灰分。煤中灰分具有强耐火性，也会减少氧自燃条件，但此处岩石及浮煤尚未压实，空隙较大，化程度，降低发热量，延长潜伏期时间，减缓自燃的导致风速强，散热强，热量不宜储存，很难发生自发生速率。但目前还未有相关研究表明煤丧失自燃燃。特厚煤层冷却带一般长度为2～7m。与灰含量的关系。Ⅱ为氧化带。随着工作面的推进，跨落下的顶6)粒度。粒径对煤的自燃影响有三方面：a．煤板岩石与浮煤结合紧密，空隙变小，风流稳定流动，的热传导性由粒度的大小决定，粒径越小热传导性散热差，热量易积聚，容易自燃。特厚煤层冷却带一越强，自燃的发生率也越高；b．粒径越

8、小比表面积般长度为26～60m。越大，发生反应所需的活化能越小，越易自燃．c．粒Ⅲ为窒息带。风流减缓速度随着开采时间逐渐径越大比表面积越小，氧化储热量越小，越不易下降，在此带内，氧气浓度低至无法自燃，也成为自自燃。燃的隔绝带。3塔山采空区自燃规律4结束语规律，。分矿雩个带落法处理顶板，采空区自燃深入了解塔山特厚煤层自燃规律，得出影响自为冷x4，图2：燃的6桑，苫自I-nJ币q-~。在冷却带同内。由于浮⋯煤。厚一度。．具备．二防孬箍蕃⋯⋯一参考文献：[1】徐精彩，张辛亥，文虎．煤层自燃胶体防灭火理论与技术[M]．北京：煤炭工业出版社，2003．[2]彭本信．应用热