煤层自燃倾向性鉴定.ppt

Company Logo Company LOGO 应用矿井地质学 王万青 1.煤层自燃倾向性鉴定 2.煤层自燃勘查 3.自燃治理 4.煤层覆岩移动规律与开采沉陷 煤层自燃倾向性鉴定 1.1定义：煤层自燃倾向是指煤在常温下的氧化能力，也是煤发生自燃的潜在能力。 煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。 1.2国外鉴定煤自燃倾向性方法 国际上现在还没有鉴定煤的自燃倾向性的统一标准，不同地区和国家在不同时期采用不同的测试方法和指标。世界主要采煤国家采用的煤炭自燃倾向性测试方法都是在模拟煤自然发火的基础上，一般采用绝热氧化法和交叉点温度法等实验方法测算的煤氧化升温过程特征参数。这些参数包括：最低自热温度（SHT）、释热速率（HR）、煤自热升温速率（R70）、 交叉点温度（CPT）和活化能（E）等。 当前主要采煤国家自燃倾向性测试方法 目前我国采用动态物理吸附氧法，即色谱吸氧鉴定法来鉴定煤自燃倾向性。该方法是以每克干煤在常温（30℃）、常压（101325Pa）下的物理吸附氧量作为分类的主指标，将煤的自燃倾向性等级进行分类。 1.3方法对比 （1）国外所采用的鉴定指标都是与煤的氧化特性直接相关，如气体、温度、热释放速率、活化能等，采用物理吸氧量作为鉴定指标的只有中国。 （2）动态物理吸附氧法：原理不合理，忽略化学吸附和化学反应过程、以简单的单层吸附代替复杂的多层吸附、表面均一假设不成立 ；指标不科学，在指定的煤粒径范围内，吸氧量会有一定程度的变化，粒径分布的不同会造成煤自燃倾向性鉴定等级的改变；需要开展的实验多， 105℃高温干燥破坏了煤内部结构。 （3）煤的物理吸附氧量随粒径先增大，在120 目（0.15 mm）左右达到最大值，随后基本保持恒定；吸氧量随温度的降低而减少，且30℃时吸氧量大的煤样下降趋势也大。 2.煤层自燃勘查 综合物探方法：其中高精度磁测扫面确定自燃边界,二维地震剖面解释煤自燃层位。 磁法 3.自燃治理 形成煤田自燃火区必须同时具备合适的温度、氧气和煤层三要素,因而灭火工作也就针对这三个因素进行,并由此产生多种灭火方法。 目前最常用的有: a.?覆盖法:采用沙、黄土等细粒松散物覆盖煤田自燃区,隔绝氧气的供给; b.?剥离法:在煤层露头自燃区剥离掉正在自燃的煤层,去掉火种; c.?注水法:通过钻孔或裂隙注水,降低煤层自燃温度,使火熄灭; d.?注浆法:通过钻孔、裂隙或巷道注入泥浆,降低温度,切断煤与氧气的接触,达到灭火的目的。 1、清风堵漏，均压通风 2、插管喷注阻化液、埋管注胶 3、地面注氮 4、火区密闭 4.煤层覆岩移动规律与开采沉陷 在地下开采前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。局部矿体被采出后，在岩体内部形成一个采空区，导致周围岩体应力状态发生变化，引起应力重分布，从而使岩体产生移动变形和破坏，直至达到新的平衡。随着采矿工作的进行，这一过程不断重复。它是一个十分复杂的物理、力学变化过程，也是岩层产生移动和破坏过程，这一过程和现象称为岩层移动。 岩层移动形式? （一）弯曲，这岩层移动的主要形式。当地下开采后，从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲，直到地表。? （二）岩层的垮落（或称冒落）。当煤层采出后，采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时，岩层破碎成大小不一的岩块，冒落充填于采空区。此时，岩层不再保持其原有的层状结构。这是岩层移动过程中最剧烈的形式，通常只发生在采空区直接顶板岩层中。? （三）煤的挤出（又称片帮）。采空区边界煤层在支承压力作用下，一部分被压碎挤向采空区，这种现象称为片帮。由于增压区的存在，煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩，从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。? Company Logo Company LOGO