号煤层防治煤层自燃发火综合措施.docVIP

8号煤层防治煤层自燃发火的 综合措施 煤炭自燃的发展过程 煤炭自燃的发展过程可分为潜伏期、自热期和自燃期3个阶段。 1、潜伏期 自煤层被开采接触空气起至煤温开始升高所经过的时间区间称为潜伏期或自燃准备期。在潜伏期，煤与氧的作用是以物理吸附为主，放热很小。在潜伏期之后，煤的表面分子某些结构被激活，化学性质变得活泼，燃点降低，表面颜色变暗。 在潜伏期的长短取决于煤的分子结构、物理化学性质和外部条件。若改善煤的散热、通风供氧等外部条件，可以延长潜伏期。 2、自热期 随着时间增长，煤温度开始升高到达着火点所经过的时间区间称为自热期或自热阶段。经过潜伏期，被活化了的煤炭能更快的吸附氧气，氧化速度增加，氧化放热量较大，如果来不及散热，煤温就逐渐升高，当煤温逐渐升高到某一临界温度（一般为70℃ （1）氧化放热较大，煤温及其环境（风、水、煤壁）温度升高； （2）产生CO、CO2和碳氢类（CmHn）气体产物，并散发出煤油、汽油味和其他芳香气味； （3）有水蒸气生成，火源附近出现雾气，遇冷会在巷道壁上凝结成水珠（俗称巷道“出汗”）； （4）微观结构发生变化，如在达到临界温度之前，改变了供氧和散热条件，煤的增温过程就自然放慢而进入冷却阶段，煤逐渐冷却并继续缓慢氧化到惰性的风化状态，失去自然性。 3、自燃期 煤温度升高到燃点后，若供氧充分，则发生燃烧，出现明火和大量高温烟气，烟气中含有CO、CO2和碳氢化合物；若煤温达到燃点后，供氧不足，只产生烟雾而无明火，煤发生干馏或阴燃。煤炭干馏或阴燃与明火燃烧稍有区别，CO多于CO2，温度低于明火燃烧。 二、影响煤炭自燃的因素 煤炭需要具备四个条件：具有自燃倾向性的煤呈破碎状态堆积，且厚度大于0.4m;连续的供氧；有较好的蓄热条件；前边三个共存的时间大于煤的自燃发火期。 （一）影响煤炭自燃倾向性的因素 煤的自燃倾向性是指煤自燃的难易程度，它主要受下列因素影响： 1、煤的化学性质与变质程度 依据“煤一氧复合导引学说”的理论，煤的自燃与其吸氧量有关。吸氧量越大，自燃倾向性越大；反之，则小。据研究，无论何种煤，虽然化学成分不相同，但都有吸氧的能力，因此，任何一种煤都存在自燃发火的可能性。从科研和生产实践可知，煤的自燃倾向性随煤的变质程度增高而较低，褐煤燃点最低，其发火次数比其他煤多得多，气煤、长焰煤次于褐煤，但高于无烟煤，无烟煤发火性最低。 2、煤岩成分 暗煤硬度大，难以自燃。镜煤和亮煤脆性大，易破碎，自燃性较大。丝煤结构松散，燃点低（190℃--270 3、煤的含硫量 煤中的硫以三种形式存在，即黄铁矿、有机硫、硫酸盐。对煤的自燃倾向性影响大的是以黄铁矿形式存在的硫。黄铁矿容易与空气中的水分和氧相互作用，放出大量热，因此。黄铁矿的存在，将会对煤的自燃起加速作用，其含量越高，煤的自燃倾向性越大。 4、煤中的水分 煤中水分少时，有利于煤的自燃；水分足够大时，会抑制煤的自燃，但失去水分后，其自然危险性将会增大。 5、煤的空隙率和脆性 煤的空隙率越大，越易自燃。对于变质程度相同的煤，脆性越大，开采时易破碎，自燃容易。 （二）影响煤炭自燃的性质、开采因素 1、煤层厚度 煤层厚度越大，自燃危险性越大。这是因为厚煤层的开采，煤炭回收率低，煤柱易遭到破坏，采空区不易封闭严密，漏风较大等原因所致。厚煤层的开采目前有分层开采和一次采全高两种方法。分层开采时，下分层的回采巷道的掘进和回采作业均在假顶下进行，采煤和掘进过程都会与上分层的采空区发生漏风联系，自燃发火严重。放顶煤开采时，采空区范围大，遗煤多，工作面推进速度慢，发火较严重，但小于分层开采。 2、煤层倾角 煤层倾角较大，发火较严重。这是由于倾角大的煤层开采时，顶板管理较困难，采空区不易充实，尤其急倾斜煤层煤柱也难留住，漏风大。 3、顶板岩石性质 坚硬难垮落型顶板，煤层和煤柱上所受的矿山压力集中，易破碎，采空区充填不实，漏风大、且封闭不严，有利于自燃的发生。松软易冒落的顶板，采空区充填充分，漏风小，自燃危险性较小。 4、地址构造 受地质构造破坏的煤层松软、破碎、裂隙发育，氧化性增强，漏风供氧条件良好，因此，自然发火比煤层赋存正常的区域频繁得多。尤其有岩浆侵入的区域自然发火更多。 5、开采技术因素 开采技术因素是影响煤层自燃的重要因素。不同开拓系统与采煤方法，使煤层自然发火的危险性不同。因此，选择合理的开拓系统和采煤方法对防止自然发火是十分重要的。合理的开拓系统应保证对煤层切割少，留设的煤柱少，采空区能及时封闭；合理的采煤方法应是巷道布置简单，煤炭回收率高，推进速度快，采空区漏风小。 6、漏风强度 漏风给煤炭自燃提供必须的氧气，漏风强度极限大小直接影响着煤体的散热。有的学才认为,采空区漏风强度大于1.2m3/(min.m3)或小于0.06m3/(min.m2)时都不会发生自然火灾。