煤層自燃發(fā)火的原因及治理

1、煤層自燃發(fā)火的原因及治理朱仙莊煤礦位于宿縣礦區(qū)宿東向斜的北部，設計年產量120 萬 t ，1983年投產。主要可采煤層為 10煤層（平均厚度 2.3m），8 煤層（平 均厚度9.98m）和7煤層（厚度1.5m）。煤層間距分別是75m和20m, 傾角12°40°礦井瓦斯等級為高瓦斯礦井，礦井南翼 8層煤曾經發(fā) 生過瓦斯動力現象；礦井地壓大；煤塵有爆炸危險，爆炸指數在31.4% 50.81%之間；煤層具有自燃傾向性，發(fā)火期在3 個月左右，為一級自然發(fā)火礦井。從 1986年至 1998年共發(fā)生過 18次自然發(fā)火事故，不僅 威脅礦井安全生產，危及職工人身安全，而且打亂了礦井的正常生

2、產 秩序。特別是 1997 年“2.10事”故，造成礦總工程師、安全礦長、通風 區(qū)長等 8 人遇難，教訓十分慘痛。為此，朱仙莊煤礦痛定思痛，認真 地吸取了教訓，總結了經驗，強化了安全管理。實現了近 2 年無自然 發(fā)火事故。1 朱仙莊礦煤層自然發(fā)火情況及特點1.1 煤層自然發(fā)火的特點朱仙莊煤礦自1986年至1998年12a間先后共發(fā)生18次自然發(fā)火， 其中 17 次發(fā)生在 8 層煤，發(fā)火規(guī)律明顯，發(fā)火地點集中，在回采面收作線附近（7 次，占38.9%）和巷道施工或生產過程中漏頂及區(qū)段溜斜過煤段處（10 次，占55.6%）；每次發(fā)火的時間間隔越來越短， 自 1986年8月22日至1998 年1 月

3、19日，共發(fā)生自然發(fā)火 18次，平均每年發(fā)火 1.5次，每次發(fā)火時間平均 231d，1992 年 8 月 28 日和 1992 年 2 月 10 日和 1997 年 2 月12日，兩次發(fā)火的間隔僅為 2d。發(fā)火征兆較為明顯，有 CO,其濃度呈上升趨勢，有煤油味，出現煙霧，有高溫點及出現明火等。1.2 煤層自然發(fā)火的原因（1）生產接替緊張,打亂了生產布局,導致一個區(qū)段布置多個采 煤工作面同時進行回 采,采煤工作面之間的壓茬時間和壓茬距離均不夠,有些采煤工作面 的開切眼和收作線不可避免地落在高負壓區(qū),增加了采空區(qū)漏風。（ 2）礦井地壓大,巷道失修嚴重,巷道圍巖裂隙發(fā)育,封閉墻墻 體時常被壓壞,致使

4、采空區(qū)封閉困難。同時,因巷道失修嚴重,通風 斷面縮小,通風阻力增大,增加了采空區(qū)的壓差。（ 3）預測預報手段落后,對于高溫點不能及時發(fā)現,導致了火災 范圍擴大。 總之,煤層自然發(fā)火三個條件缺一不可,煤層本身具有自然傾向是內 因,有足夠時間的供氧條件和蓄熱條件是外因。2 防治煤層自然發(fā)火的措施2.1 加強組織領導 提高防火意識 針對近年來全礦區(qū)煤層自然發(fā)火事故的頻繁發(fā)生,威脅著礦井安 全,制約了礦井生產能力的發(fā)揮這一現實?；幢钡V業(yè)集團公司先后制 定了預防煤層自然發(fā)火 15 條措施,把防治煤層自然發(fā)火與瓦斯綜 合治理一并作為集團公司安全工作的重中之重來抓。集團公司、礦都 成立了防治煤層自然發(fā)火領導

5、小組，定期召開專題會，解決發(fā)火工作 所需的人、財、物。同時，開展多種形式的宣傳教育及培訓活動，提 高全員防火意識和防火技能。2.2 組織防火會戰(zhàn) 促進防火措施的落實 為把防治煤層自然發(fā)火工作放在重要議事日程來抓，切實把防火工作 落到實處，成立了以集團公司總工程師任組長，以集團公司通風、生 產副總、安監(jiān)局副局長、 朱仙莊煤礦礦長任副組長， 以集團公司生產、 通風、計劃、供應、工資、財務等單位負責人為成員的防治煤層自然 發(fā)火會戰(zhàn)領導小組，辦公室設在通防處，負責會戰(zhàn)的日常工作。制定 了會戰(zhàn)目標、會戰(zhàn)重點、會戰(zhàn)措施及獎罰方法和防火會戰(zhàn)工程量。半 年進行一次考核驗收，實現了會戰(zhàn)目標的給予獎勵；對完不成會

6、戰(zhàn)目 標或出一次高溫及發(fā)生事故的，視情節(jié)給予罰款或追究有關人員的責 任。2.3 實行齊抓共管 綜合治理（ 1）加強全礦高溫點的探查工作。礦成立專業(yè)精干的防火隱患探 查小組，認真做好防火的預測預報工作。特別是要做好全礦的高溫火 點的普查工作。對放頂煤工作面機、風巷及及上隅角的普查，主要采 用了遠紅外測溫儀、 CO 檢測報警儀和錐形管取樣等方法進行普查。實 踐證明，這些方法實用、 可靠，能夠查出所有自然發(fā)火不安全的隱患。 對查出的隱患點，實行掛牌、建檔、填圖管理；并根據隱患的危險程 度，采取相應的防火措施。（2）裝備礦井火災預報束管監(jiān)測系統，進行煤層自然發(fā)火的早期 預報。為更好地做好煤層自然發(fā)火的

7、預測預報工作，朱仙莊礦安裝了 礦井火災束管監(jiān)測系統。在開切眼、收作線等可能發(fā)火的地點埋管監(jiān) 測，進行煤層自然發(fā)火的早期預報，將高溫點隱患消滅在萌芽狀態(tài)。 對現有的氣相色譜儀進行技術改造，達到能化驗分析標志自然發(fā)火的 烯、烴、烷類氣體的要求。（3）加強采煤工作面均壓通風工作。從龍頭抓起，嚴把設計關， 避免將開采切眼和收作線布置在高負壓區(qū)內；同時，合理安排生產接 替和生產布局，保證上下分層采煤工作面壓茬時間大于 6 個月，壓茬 間距大于200m。對于高瓦斯工作面，要加強瓦斯抽放，減少配風量。 同時，要加強采煤工作面兩巷的維護，降低通風阻力，以降低其進、 回風側的壓差。（ 4）做好噴漿、堵漏工作。對

8、可疑地點或出現隱患地點進行全封 閉噴漿，隔絕空氣，控制煤層氧化， 是防治煤層自然發(fā)火的有效手段。 朱仙莊礦地壓大，封閉墻難以維護，漏風大，是導致自然發(fā)火的一個 重要原因。因此，對所有的永久封閉墻進行噴漿處理。噴漿范圍包括 墻面和墻前5m范圍內的巷壁，噴漿厚度不小于 110mm,每次噴漿結 束后，組織有關人員進行驗收，保證工程質量，從而取得了較好的效 果。（5）加強防火的灌漿和注氮工作。采煤工作面收作前,通風區(qū)必 須按規(guī)定把灌漿管路接到收作線，留好三通，并沿收作線向下 510m安設試通管路，經礦收作面領導小組驗收合格后，再移交給施工單位 使用。對 8 層煤所有的采煤工作面，必須實行隨采隨灌，對傾

9、斜較長 的采煤工作面，下部必須進行灑漿， 并重點落實采后集中灌漿的質量。 另外，根據工作面直接頂的穩(wěn)定性、 推進度及工作面漏風壓差等參數， 確定每次灌漿間距和灌漿量。一般情況下，工作面每推進25m，每次灌漿量不少于360m3。管好用好現有的井下移動式制氮機，制氮機設 專人進行維修與保養(yǎng)，備足其易損件。保證制氮氣純度不低于97%，并隨時可以向采空區(qū)注入氮氣和調往其它發(fā)火隱患地點進行注氮工作。（ 6）注凝膠防火。 注凝膠防火是一項投資少、 見效快的防火措施。 朱仙莊礦采取注凝膠防火技術處理了 84102 機、風巷， 8313 上風 巷及84132上風巷冒頂區(qū)的高溫和CO隱患，取得了非常明顯的效果。 84102 工作面為簡易放頂煤工作面，其機、風巷由于沿底板掘進，巷 道頂部為全煤，在施工過程中共發(fā)生40多處25m左右的冒頂。為此， 采取了在每處冒頂區(qū)，及時地打一個注漿