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煤层自燃条件与防灭火措施

暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70～

80℃以后温度升高速度骤然加快，当达到煤的着火点（300～350℃）

时，引起燃烧，这种现象称为煤层自燃。

1煤层自燃条件

煤体要发生自燃必须具备以下四个条件：

①具有低温氧化性，即有自燃倾向的煤以破碎状态存在；

②有大于12%氧含量的空气通过这些碎煤；

③空气流动速度适中，使破裂煤体有积聚氧化热的环境；

④在上述3个条件同时具备的状态下，持续一定的时间，使煤体

可以达到着火温度。

只要同时具备上述4个条件，煤炭自燃发火即可发生。但实际

中很难找出某两次煤炭自燃发火的发生条件是完全相同的。这样，

对煤炭自燃发火的条件就很难作出定量分析。

2防灭火措施

2.1矿井开拓、开采方面的措施

1)合理的开拓开采部署。生产实践证明,开采有自燃的煤层,正

确选择开拓开采方式,对防止煤层自燃有决定性作用。具体地说,

尽量简化巷道布置,减少辅助性巷道,采用岩石集中巷和岩石上山,

煤层内尽量少布置巷道,减少对煤体的切割。当巷道沿煤层布置时,

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应采取措施,尽量将暴露的煤体封闭,减少暴露煤体与空气接触。

每个工作面应尽量在发火期内开采完毕,以利采空区封闭。

2)合理的采煤方法。长壁式采煤法比短壁式采煤法巷道布置简

单,资源回收率高,有利于防止煤层自燃。开采有自燃的煤层,应尽

量采用长壁采煤法,工作面采用后退式回采,全部冒落法管理顶板,

煤层顶板易于冒落压实,可减少采空区漏风,有效地防止煤层自燃。

3)合理的开采顺序。对于煤层群为避免上、下煤层开采后的采

空区导通后漏风,引起煤层自燃合理的开采顺序。对于煤层群为避

免上、下煤层开采后的采空区导通后漏风,引起煤层自燃,应采用应采用

扒皮式开采。

4)无煤柱开采。煤层自然发火首先要有破碎的具有自燃倾向的

煤,无煤柱开采时,则可尽量减少采空区的浮煤和煤柱残煤,减少

煤层发火的可能性。回采工作面采用沿空巷道,采区上山不留煤柱,

实行回采工作面跨上山开采。

5)保持合理的工作面推进度。随着回采工作面的不断推进,采空

区不断冒落且逐渐被压实,采空区漏风也逐渐减少。实践证明,当

工作面推进到某一段距离后,漏风量减少到危险风量以下,此时采

空区不会出现煤层自燃。因此,回采工作面保持一个必要的推进度,

也是消除采空区自燃的一项必不可少的措施。

2.2矿井通风方面的措施

1)控风防火。矿井通风也是防灭火的一个重要措施。矿井通风

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等积孔过小,负压太大,会造成井下漏风严重,引起煤层自燃。有条

件的矿井应采用分区式通风,该系统不但适合于高瓦斯矿井,而且

可以降低矿井总风阻,一旦矿井发生火灾,便于控制风流,隔绝火

区。

2)均压通风。采用预防性均压通风方式,回采工作面和相邻巷道

之间之间两道一线尽量减少压差,实现均压通风,减少漏风。随着回

采工作面的推进,顶板不断冒落,密闭上方的密闭上方的悬空被压实,形成

隔离带。这样可以减少采空区漏风,将采空区的将采空区的三带减小,阻止

煤层自燃。

3)通风构筑物的设置。井下风门、调节风门等通风构筑物的设

置位置应合理,尽可能设在围岩坚固、地压稳定的地点,两道风门

采用闭锁装置,不同时打开,避免避免负压冲撞。

2.3防灭火措施

1)灌浆防灭火。根据技术上可行、经济上节省的原则,建立矿井

灌浆防灭火系统。当场地内黄土少,采用黄泥灌浆取土困难时,可

采用注凝胶和粉煤灰的防灭火方法。凝胶是一种高分子化合物,

粉煤灰可直接从邻近的火力发电厂取得,平时采取局部灌浆的方

式,当采空区发火时,则采取满灌。

2)阻化剂防灭火。可以采用机动性喷洒压注工艺系统,对采空区、

煤层巷道冒落孔洞、开采线、终采线和煤柱裂隙喷洒、压注阻化

剂,覆盖或包裹碎煤,封堵裂隙,阻止煤的氧化,起到防火作用。

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3)撒凝胶。对巷中的联络巷、断层带、工作面切眼、运输巷、

回风巷等灌撒凝胶,阻止煤层与空气接触,防止煤层氧化自燃。另

外,对发火严重的回采工作面,当工作面推进1个月后,在整个工

作面后方的采空区撒凝胶,形成凝胶隔绝带,对采空区起到封闭作

用,可有效阻止采空区