2023年淺談特厚煤層下分層工作面采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的防治

PAGEPAGE5淺談特厚煤層下分層工作面采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的防治礦井火災(zāi)是煤礦生產(chǎn)主要災(zāi)害之一，井下火災(zāi)比地面火災(zāi)危害更大。煤礦多數(shù)火災(zāi)是自燃火災(zāi)，尤其開采特厚煤層礦井時，采用分層開采綜合機械化采煤方法，隨著上下分層采后工作面的增多，下分層工作面采空區(qū)面積不斷增大，遺煤自然發(fā)火的現(xiàn)象也不斷發(fā)生，而且較其他礦井火災(zāi)有更大的隱蔽性、危害性，嚴(yán)重威脅著井下職工的生命平安以及礦井的平安生產(chǎn)。因此，針對遺煤自然發(fā)火的原因，根據(jù)工作面實際情況采取行之有效的防治措施，是防治遺煤自然發(fā)火的關(guān)鍵。１采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的原因〔１〕煤炭的自燃性能是采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的根本因素。一是煤炭的自燃性能夠發(fā)生化學(xué)變化而產(chǎn)生熱量且不易散出，因而逐漸積聚形成高溫；二是煤炭與氧氣接觸后，氧能使煤炭與之發(fā)生氧化作用產(chǎn)生熱量，熱量積聚時溫度不斷升高，逐漸促成煤炭自然發(fā)火；三是煤炭自燃后，氧再助燃，使火勢繼續(xù)擴大形成火災(zāi)?！玻病巢煽諈^(qū)內(nèi)遺留的大量遺煤為自然發(fā)火奠定了良好的物質(zhì)根底。由于下分層工作面放頂煤回收率低、丟煤多，造成采空區(qū)內(nèi)留有大量遺煤，而且煤體呈破碎狀態(tài)，增大了與氧接觸的面積，使遺煤更易氧化，加速了遺煤的氧化生熱進程，從而增加了自然發(fā)火的可能性。〔３〕漏風(fēng)通道的存在為遺煤自然發(fā)火提供了良好的供氧條件。分層開采不僅導(dǎo)致上下分層工作面之間存在漏風(fēng)通道而直接漏風(fēng)，而且相鄰工作面之間的隔離煤柱由于集中壓力大，其完整性遭到嚴(yán)重破壞，使煤柱壓裂壓碎，導(dǎo)致相鄰工作面采空區(qū)之間相互連通，從而形成了良好的漏風(fēng)裂隙，為采空區(qū)創(chuàng)造了良好的漏風(fēng)通道，為遺煤自然發(fā)火提供了良好的連續(xù)充足供氧條件，進一步增大了遺煤自然發(fā)火的可能性?！玻础巢煽諈^(qū)漏風(fēng)是遺煤自然發(fā)火的決定因素。根據(jù)煤炭自然發(fā)火的規(guī)律性，采空區(qū)漏風(fēng)量大小決定著遺煤自然發(fā)火低溫氧化階段和自熱階段，也就是說決定著引起發(fā)火的內(nèi)熱源溫度能否到達自然發(fā)火界限。如果漏風(fēng)量太大遺煤氧化熱量不易積聚，漏風(fēng)量很小那么氧化條件不良，這兩種漏風(fēng)情況均不易發(fā)生自然發(fā)火。漏風(fēng)量大小可從礦井通風(fēng)網(wǎng)路中的漏風(fēng)阻力定律得知，即：ｈ＝Ｒ漏×Ｑ漏ｎ〔１〕式中：ｈ為漏風(fēng)風(fēng)路兩端的風(fēng)壓差；Ｒ漏為漏風(fēng)風(fēng)路的風(fēng)阻；Ｑ漏為漏風(fēng)量；ｎ為漏風(fēng)風(fēng)流的流態(tài)指數(shù)，ｎ＝１～２，層流時為１，紊流時為２。根據(jù)漏風(fēng)阻力定律可得：Ｑ漏＝■〔２〕通過分析式〔２〕可知：當(dāng)漏風(fēng)風(fēng)路的風(fēng)阻Ｒ漏趨近于無窮大或漏風(fēng)風(fēng)路兩端的風(fēng)壓ｈ差趨近于零時，那么漏風(fēng)量就接近于零，即：漏風(fēng)量決定于漏風(fēng)風(fēng)路兩端的風(fēng)壓差和風(fēng)阻。因此，抑制遺煤自然發(fā)火的技術(shù)措施就是盡可能增大漏風(fēng)風(fēng)阻和降低漏風(fēng)風(fēng)路兩端的風(fēng)壓差。〔５〕采礦技術(shù)決定著自然發(fā)火的根本因素和決定因素。采礦技術(shù)包括開拓方式、開采方法和通風(fēng)方式，采礦技術(shù)是煤炭自然發(fā)火的外在因素，采礦時假設(shè)采取正確的開拓方式、科學(xué)的采煤方法和合理的通風(fēng)方式，并加強生產(chǎn)技術(shù)管理，就可以提高回采率，加快回采速度，減少煤體破壞和漏風(fēng)等，從而能夠有效地防止煤炭自然發(fā)火，防患于未然。２防治采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的措施根據(jù)對采空區(qū)遺煤自然發(fā)火原因的分析，雖然煤炭的自燃性能不可能改變，但可以通過合理有效的措施改變其外部助燃條件，到達防治遺煤自然發(fā)火的目的。實踐證明，采取以下措施可以有效地防治下分層工作面采空區(qū)遺煤自然發(fā)火?！玻薄臣訌姺彭斆汗ば蚬芾?，提高放頂煤回收率，減少采空區(qū)內(nèi)碎煤的存在。下分層工作面割煤必須嚴(yán)格執(zhí)行“一刀一放〞的正規(guī)循環(huán)作業(yè)，切實加強放頂煤工藝作業(yè)，降低煤炭損失，提高煤炭回收率，使采空區(qū)盡可能少丟煤。減少采空區(qū)的遺煤，可以減少自然發(fā)火的物質(zhì)根底，從而降低自然發(fā)火的可能性?！玻病尺x擇合理的采煤方法，提高回采速度。倉房式、房柱式和刀柱式的采煤方法，掘進率高，但回采率低，對預(yù)防自然發(fā)火不利；長壁式采煤方法回采率高，巷道布置也比擬簡單，便于采用高速度的采煤機械加快回采速度，縮短回采期，可保證工作面煤炭在自然發(fā)火期前回采完畢。內(nèi)容總結(jié)

〔1〕淺談特厚煤層下分層工作面采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的防治

礦井火災(zāi)是煤礦生產(chǎn)主要災(zāi)害之一，井下火災(zāi)比地面火災(zāi)危害更大

〔2〕淺談特厚煤層下分層工作面采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的防治

礦井火災(zāi)是煤礦生產(chǎn)主要災(zāi)害之一，井下火災(zāi)比地面火災(zāi)危害更大

〔3〕〔５〕采礦技術(shù)決定著自然發(fā)火的根本因素和決定因素

內(nèi)容總結(jié)

（1）淺談特厚煤層下分層工作面采空區(qū)遺煤自然發(fā)