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(shè)計年產(chǎn)量120 萬 t ，1983年投產(chǎn)。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(jīng)發(fā) 生過瓦斯動力現(xiàn)象；礦井地壓大；煤塵有爆炸危險，爆炸指數(shù)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(chǎn)，危及職工人身安全，而且打亂了礦井的正常生

2、產(chǎn) 秩序。特別是 1997 年“2.10事”故，造成礦總工程師、安全礦長、通風(fēng) 區(qū)長等 8 人遇難，教訓(xùn)十分慘痛。為此，朱仙莊煤礦痛定思痛，認(rèn)真 地吸取了教訓(xùn)，總結(jié)了經(jīng)驗，強(qiáng)化了安全管理。實現(xiàn)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(diǎn)1.1 煤層自然發(fā)火的特點(diǎn)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(diǎn)集中，在回采面收作線附近（7 次，占38.9%）和巷道施工或生產(chǎn)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(xiàn)煙霧，有高溫點(diǎn)及出現(xiàn)明火等。1.2 煤層自然發(fā)火的原因（1）生產(chǎn)接替緊張,打亂了生產(chǎn)布局,導(dǎo)致一個區(qū)段布置多個采 煤工作面同時進(jìn)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(fù)壓區(qū),增加了采空區(qū)漏風(fēng)。（ 2）礦井地壓大,巷道失修嚴(yán)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(yán)重,通風(fēng) 斷面縮小,通風(fēng)阻力增大,增加了采空區(qū)的壓差。（ 3）預(yù)測預(yù)報手段落后,對于高溫點(diǎn)不能及時發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致了火災(zāi) 范圍擴(kuò)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(nèi) 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(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo) 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(chǎn)能力的發(fā)揮這一現(xiàn)實?；幢钡V業(yè)集團(tuán)公司先后制 定了預(yù)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(tuán)公司安全工作的重中之重來抓。集團(tuán)公司、礦都 成立了防治煤層自然發(fā)火領(lǐng)導(dǎo)

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(xùn)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(jìn)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(tuán)公司總工程師任組長，以集團(tuán)公司通風(fēng)、生 產(chǎn)副總、安監(jiān)局副局長、 朱仙莊煤礦礦長任副組長， 以集團(tuán)公司生產(chǎn)、 通風(fēng)、計劃、供應(yīng)、工資、財務(wù)等單位負(fù)責(zé)人為成員的防治煤層自然 發(fā)火會戰(zhàn)領(lǐng)導(dǎo)小組，辦公室設(shè)在通防處，負(fù)責(zé)會戰(zhàn)的日常工作。制定 了會戰(zhàn)目標(biāo)、會戰(zhàn)重點(diǎn)、會戰(zhàn)措施及獎罰方法和防火會戰(zhàn)工程量。半 年進(jìn)行一次考核驗收，實現(xiàn)了會戰(zhàn)目標(biāo)的給予獎勵；對完不成會

6、戰(zhàn)目 標(biāo)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(guān)人員的責(zé) 任。2.3 實行齊抓共管 綜合治理（ 1）加強(qiáng)全礦高溫點(diǎn)的探查工作。礦成立專業(yè)精干的防火隱患探 查小組，認(rèn)真做好防火的預(yù)測預(yù)報工作。特別是要做好全礦的高溫火 點(diǎn)的普查工作。對放頂煤工作面機(jī)、風(fēng)巷及及上隅角的普查，主要采 用了遠(yuǎn)紅外測溫儀、 CO 檢測報警儀和錐形管取樣等方法進(jìn)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(diǎn)，實行掛牌、建檔、填圖管理；并根據(jù)隱患的危險程 度，采取相應(yīng)的防火措施。（2）裝備礦井火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行煤層自然發(fā)火的早期 預(yù)報。為更好地做好煤層自然發(fā)火的

7、預(yù)測預(yù)報工作，朱仙莊礦安裝了 礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)。在開切眼、收作線等可能發(fā)火的地點(diǎn)埋管監(jiān) 測，進(jìn)行煤層自然發(fā)火的早期預(yù)報，將高溫點(diǎn)隱患消滅在萌芽狀態(tài)。 對現(xiàn)有的氣相色譜儀進(jìn)行技術(shù)改造，達(dá)到能化驗分析標(biāo)志自然發(fā)火的 烯、烴、烷類氣體的要求。（3）加強(qiáng)采煤工作面均壓通風(fēng)工作。從龍頭抓起，嚴(yán)把設(shè)計關(guān)， 避免將開采切眼和收作線布置在高負(fù)壓區(qū)內(nèi)；同時，合理安排生產(chǎn)接 替和生產(chǎn)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(qiáng)瓦斯抽放，減少配風(fēng)量。 同時，要加強(qiáng)采煤工作面兩巷的維護(hù)，降低通風(fēng)阻力，以降低其進(jìn)、 回風(fēng)側(cè)的壓差。（ 4）做好噴漿、堵漏工作。對

8、可疑地點(diǎn)或出現(xiàn)隱患地點(diǎn)進(jìn)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(hù)，漏風(fēng)大，是導(dǎo)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(jìn)行噴漿處理。噴漿范圍包括 墻面和墻前5m范圍內(nèi)的巷壁，噴漿厚度不小于 110mm,每次噴漿結(jié) 束后，組織有關(guān)人員進(jìn)行驗收，保證工程質(zhì)量，從而取得了較好的效 果。（5）加強(qiáng)防火的灌漿和注氮工作。采煤工作面收作前,通風(fēng)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(shè)試通管路，經(jīng)礦收作面領(lǐng)導(dǎo)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(jìn)行灑漿， 并重點(diǎn)落實采后集中灌漿的質(zhì)量。 另外，根據(jù)工作面直接頂?shù)姆€(wěn)定性、 推進(jìn)度及工作面漏風(fēng)壓差等參數(shù)， 確定每次灌漿間距和灌漿量。一般情況下，工作面每推進(jìn)25m，每次灌漿量不少于360m3。管好用好現(xiàn)有的井下移動式制氮機(jī)，制氮機(jī)設(shè) 專人進(jìn)行維修與保養(yǎng)，備足其易損件。保證制氮?dú)饧兌炔坏陀?7%，并隨時可以向采空區(qū)注入氮?dú)夂驼{(diào)往其它發(fā)火隱患地點(diǎn)進(jìn)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(shù)處理了 84102 機(jī)、風(fēng)巷， 8313 上風(fēng) 巷及84132上風(fēng)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(jī)、風(fēng)巷由于沿底板掘進(jìn)，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