【正文】 1 第一部分 長灘煤礦礦井概述 準(zhǔn)格爾旗長灘陽圪楞煤炭有限責(zé)任公司長灘煤礦 （以下簡稱長灘煤礦） 行政隸屬準(zhǔn)格爾旗薛家灣鎮(zhèn) ，井田 位于準(zhǔn)格爾煤田南部詳查區(qū)的西部，在原詳查區(qū)的 9～走 2 勘探線之間西部邊緣。 該礦井是在原準(zhǔn)格爾旗長灘煤礦（簡稱原長灘煤礦）和原準(zhǔn)格爾旗陽圪楞煤炭有限責(zé)任公司陽圪楞煤礦（簡稱原陽圪楞煤礦）資源整合的基礎(chǔ)上，經(jīng)過兩次擴(kuò)界后成立的。重新擴(kuò)界劃定后的礦區(qū)范圍由 內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳 于 2020 年 6 月 2 日 以“ 內(nèi)國土資采劃字【 2020】 0095 號(hào)文 ”進(jìn)行了 批復(fù)， 批復(fù) 擴(kuò)界后的 井田 面積 為 ，礦 區(qū)保有地質(zhì)儲(chǔ)量 萬 t。 長灘煤礦曾進(jìn)行過多次技術(shù)改造和改擴(kuò)建，最近一次改擴(kuò)建初步設(shè)計(jì)是在原整合后的 km2 井田范圍內(nèi)由大同煤礦集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司承擔(dān)，于 2020 年 12 月編制完成《長灘煤礦改擴(kuò)建初步設(shè)計(jì)》，改擴(kuò)建后的礦井生產(chǎn)能力為 Mt/a。內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭工業(yè)局以“內(nèi)煤局字【 2020】200 號(hào)文”進(jìn)行了批復(fù)；內(nèi)蒙古 煤礦 安監(jiān)局對礦井改擴(kuò)建初步設(shè)計(jì)安全專篇進(jìn)行了審查，并以“內(nèi)煤安二處字【 2020】11 號(hào)文”進(jìn)行了批復(fù)。 2020 年 12 月，為提高煤炭資源回收率和煤礦機(jī)械化水平，鄂 爾多斯市人民政府同意原長灘陽圪愣煤礦和原長灘煤礦的資源整合申請，并以鄂府函【 2020】 404 號(hào)文上報(bào)內(nèi)蒙古 2 自治區(qū)煤礦整頓關(guān)閉領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室；內(nèi)蒙古自治區(qū)煤礦整頓關(guān)閉領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室于 12 月 30 日以“內(nèi)煤整辦字【 2020】”37 號(hào)文《關(guān)于同意準(zhǔn)格爾旗長灘陽圪愣煤礦和長灘煤礦資源整合的復(fù)函》同意兩個(gè)煤礦進(jìn)行資源整合，并依據(jù)現(xiàn)行的產(chǎn)業(yè)政策和安全生產(chǎn)方面的要求，為提高礦井生產(chǎn)規(guī)模、資源回收率和綜合機(jī)械化、安全生產(chǎn)水平，以及礦井安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，“兩礦整合后，生產(chǎn)能力須提高到 120 萬 t/a 以上，形成一個(gè)法人主體、一套 生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤工藝和達(dá)到安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦井”。 2020 年 6 月 2 日 ， 內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳 以“ 內(nèi)國土資采劃字【 2020】 0095 號(hào)文 ”對礦井整合后的礦區(qū)范圍進(jìn)行了 批復(fù) ，批復(fù) 后的 井田 面積 為 ，保有地質(zhì)儲(chǔ)量 萬 t。 鑒于礦井整合后的井田面積擴(kuò)大，煤炭資源儲(chǔ)量豐富，開采技術(shù)條件優(yōu)越，為進(jìn)一步提高礦井生產(chǎn)能力和安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，加快完成地區(qū)煤炭產(chǎn)業(yè)升級(jí)，帶動(dòng)當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，充分體現(xiàn)國土資源部關(guān)于礦井生產(chǎn)規(guī)模與資源儲(chǔ)量相匹配的指示精神， 2020 年 8～ 9 月，由大地工程開發(fā)有限 公司編制完成《長灘煤礦 120 萬 t/a 改擴(kuò)建礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案》及《安全設(shè)施設(shè)計(jì)》，并上報(bào)內(nèi)蒙古國土資源廳 ，同時(shí)建設(shè)單位又委托相關(guān)有資質(zhì)部門和機(jī)構(gòu)完成了礦井 120 萬 t/a改擴(kuò)建的環(huán)保、水保及地災(zāi)的評(píng)估及方案報(bào)告，內(nèi)蒙古國土 3 資源廳于 2020 年 12 月 29 日頒發(fā)采礦許可證，采礦許證號(hào)：1500000820651。批準(zhǔn)礦井生產(chǎn)規(guī)模為 120 萬 t/a。 第二部分 煤層 概況 一 、 煤的自燃 傾向性 地質(zhì) 勘探在區(qū)內(nèi)選了兩個(gè)鉆孔的樣品進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù) 22個(gè)原煤自燃樣品試驗(yàn)，煤的吸氧量在 ～ ，煤的自燃等 級(jí)為 Ⅰ ～ Ⅱ 級(jí)，有一半為容易自燃煤。 地質(zhì)報(bào)告中的煤樣分析結(jié)果見表 511。 煤樣分析結(jié)果表 表 511 原樣編號(hào) 化驗(yàn)編號(hào) 煤種 煤吸氧量 煤吸氧量 cm3/g 自燃等級(jí) 41M1 202012676 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 2 12677 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 3 12678 原煤 Ⅰ 級(jí) (容易自燃 ) 4 12679 原煤 Ⅰ 級(jí) (容易自燃 ) 5 12680 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 6 12681 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 7 12682 原煤 Ⅰ 級(jí) (容易自燃 ) 8 12683 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 9 12684 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 10 12685 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 61M1 12696 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 2 12697 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 3 12698 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 4 12699 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 5 12700 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 6 12701 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 7 12702 原煤 Ⅰ 級(jí) (容易自燃 ) 8 12703 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 4 61M9 202012704 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 10 12705 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 11 12706 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 13 12707 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 33M1 202012647 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 2 12648 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 3 12649 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 4 12650 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 5 12651 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 6 12652 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 7 12653 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 8 12654 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 9 12655 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 10 12656 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 11 12657 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 13 12658 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 73M1 202012719 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 2 12720 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 3 12721 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 4 12722 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 5 12723 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 6 12724 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 7 12725 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 8 12726 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 9 12727 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 10 12728 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 11 12729 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 12 12730 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 13 12731 原煤 Ⅱ 級(jí) (自燃 ) 14 12732 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 15 12733 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 16 12734 原煤 Ⅰ 級(jí)（容易自燃） 二 、煤層自燃資料來源 內(nèi)蒙古煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心（內(nèi)蒙古安科安全生 5 產(chǎn)檢測檢驗(yàn)有限公司） 2020 年 12 月 對我礦 5煤層、 6煤層煤塵爆炸性、煤自燃傾向性進(jìn)行了鑒定，鑒定結(jié)果 5煤層、6煤層煤塵有爆炸性， 煤屬于Ⅰ級(jí)容易自燃。 鑒于此，設(shè)計(jì)礦井各煤層均按容易自燃煤層進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計(jì)。煤層自燃發(fā)火期參照周邊準(zhǔn)格爾煤田內(nèi)的礦井資料，煤層自燃發(fā)火期一般為 40 天～ 60 天。 三 、設(shè)計(jì)擬采用的防滅火措施 設(shè)計(jì)井田內(nèi)各煤層均按容易自燃進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)相關(guān)礦井防滅火規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，借鑒周邊礦區(qū)的防滅火經(jīng)驗(yàn)，采取了以“預(yù)防為主，防治結(jié)合，針對難點(diǎn)，綜合治理”的主要措施有：合理進(jìn)行巷道布置、及時(shí)封閉采空區(qū)、灌漿防滅火、噴灑或壓注阻化劑、凝膠壓注堵漏、配備惰氣防滅火裝置、束管監(jiān)測等防治措施。 第 三部分 開采煤層自燃預(yù)測和防治措施 一、煤的自燃預(yù)測及分析 煤的自燃預(yù)測 （ 1）煤的炭化程度（變質(zhì)程 度） 根據(jù)有關(guān)資料，一般認(rèn)為煤的自燃傾向性，是隨炭化程度增高而減少的，事實(shí)上，同牌號(hào)的煤也有自燃難易之分，這是由煤的化學(xué)物理性質(zhì)的多樣性所決定的。 本井田 含煤地層為 下二疊統(tǒng)山西組（ P1s）和 上石炭統(tǒng)太原組上部（ C2t2），其中 5 上 、 5 號(hào)煤位于下二疊統(tǒng)山西組（ P1s）， 6 6 上 、 9 號(hào)煤位于 上石炭統(tǒng)太原組上部（ C2t2）， 煤種為中～高發(fā)熱量、低～中灰分、特低硫～中硫、特低磷、低燃點(diǎn)的長焰煤。 區(qū)內(nèi)各煤層的鏡煤最大反射率在 ％～ ％之間，平均為 ％， 煤的變質(zhì)程度為低變質(zhì)的煙煤 I 階段。本 區(qū)各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。 （ 2）煤巖成分 在絲煤、暗煤、亮煤、鏡煤四種煤巖成分中，具有纖維構(gòu)造而表面吸附能力很高的絲煤在常溫下吸氧能力特別強(qiáng)，著火點(diǎn)低，可以起著“引火物”的作用，所以含絲煤愈多，自燃傾向愈大。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告， 區(qū)內(nèi)煤呈黑色，風(fēng)化后呈褐色，條痕褐黑～黑褐色，呈暗淡的瀝青光澤，局部可見油脂光澤，絲炭發(fā)育的層段顯絲絹光澤。常見貝殼狀及參差狀斷口，外生和內(nèi)生裂隙不發(fā)育，脆性差。燃點(diǎn)一般為 300℃ 左右，燃燒試驗(yàn)為劇燃。殘灰呈粉狀～塊狀，灰白～灰色。煤風(fēng)化后煤質(zhì)疏松，呈土狀，燃燒時(shí)火焰不大。 （ 3） 煤 的含 硫 量 同牌號(hào)的煤中，含硫礦物愈多，愈易自燃。煤中所含硫鐵礦，低溫氧化時(shí)生成硫酸鐵和硫酸亞鐵，使煤體膨脹而變得松散，增大氧化表面積。硫鐵礦氧化時(shí)放出的熱量，也促進(jìn)煤炭自燃。 區(qū)內(nèi)各煤層原煤全硫含量在 ％～ ％之間，平均 7 為 ％。垂向上，下部煤層較上部煤層硫含量增高，依據(jù)GB/ 硫分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)全區(qū)為特低硫分～中高硫分煤，平均為低硫分煤。煤中硫成分以硫化鐵硫（ Sp,d）為主，有機(jī)硫次之，硫酸鹽硫甚微，煤層中硫鐵礦多以薄膜充填裂隙中，較易洗選。 （ 4）煤的水份 煤中所含水份 對自燃傾向影響比較復(fù)雜，近年來有人認(rèn)為，同一種煤水份愈多，著火溫度愈高，但當(dāng)它干燥（如不發(fā)生氧化）后，著火溫度又變?yōu)樽畹停惶炕潭鹊投荻嗟拿?，水份蒸發(fā)后，煤的自燃危險(xiǎn)性增加，這是因?yàn)樗菡舭l(fā)使煤的粉碎性增加，從而增大其吸氧面積；炭化程度高而水份少的煤，水份蒸發(fā)對煤的自燃危險(xiǎn)性影響不明顯。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告 ， 各煤層原煤水分一般波動(dòng)在 ％～％之間，平均為 ％；浮煤水分一般變化在 ％～％之間，平均為 ％。浮煤水分較原煤水分有所降低。其中 5 上 煤層一般波動(dòng)在 ％～ ％之間，平均為 ％，5 號(hào)煤層水分含量在 ％～ ％之間變化，平均為％。 （ 5）煤的破碎程度 煤的破碎程度越高，吸氧面積越大，自燃危險(xiǎn)性越高。 （ 6）煤的瓦斯含量、孔隙度及導(dǎo) 熱能力等物理性質(zhì)也是影響自燃傾向的因素。煤炭的孔隙率越大，越易 自燃；變 8 質(zhì)程度相同的煤，脆性越大，越易自燃。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，井田內(nèi)各煤層 常見貝殼狀及參差狀斷口，外生和內(nèi)生裂隙不發(fā)育，脆性差。 （ 7）煤層厚度、傾角、埋藏深度。 煤層厚度與傾角愈大，自燃危險(xiǎn)性愈大。 在厚煤層開采時(shí)，由于開采條件復(fù)雜，回收率較低，盤區(qū)煤柱 易遭破壞，采區(qū)封閉不嚴(yán)，漏風(fēng)較大等原因造成容易自燃。此外，煤是不良導(dǎo)熱體，煤層愈厚，愈易造成良好的熱積聚條件。煤層埋藏深度增加，煤的原始溫度增加，自然水份減少，也將使自燃危險(xiǎn)性增加。 （ 8）地質(zhì)構(gòu)造 煤層遭到地質(zhì)作用（如褶曲、斷層、破碎帶及巖漿侵入等）破壞的地點(diǎn)，自燃發(fā)火比較頻繁。原因是地質(zhì)構(gòu)造破壞處，煤質(zhì)較松，有大量裂隙；圍巖裂隙滲水，都使煤的氧化能力提高。巖漿侵入?yún)^(qū)，煤層受到局部干餾，煤的孔隙率增加，強(qiáng)度降低，自燃危險(xiǎn)性也可能增大。本井田地質(zhì)構(gòu)造簡單。 （ 9）圍巖性質(zhì) 煤層頂板堅(jiān)硬而裂隙發(fā)達(dá)，冒落后塊度 較大，采空區(qū)漏風(fēng)大，供氧條件良好。若底板也較堅(jiān)硬，則煤柱所受地壓大，易破壞，均有利于煤層自燃；如頂板松軟，冒落后采空區(qū)充填較致密，且能很塊壓實(shí)，則采空區(qū)遺煤的自燃危險(xiǎn)性大大 9 減少。 根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告， 煤層偽頂、直接頂?shù)装逡阅鄮r、砂質(zhì)泥巖為主，占 %，余為砂巖占 %，砂巖中以粉砂巖為主。巖石物理力學(xué)性質(zhì)測試結(jié)果表明： 5 號(hào)煤頂板泥巖自然狀態(tài)單軸抗壓強(qiáng)度 MPa，底板泥巖自然狀態(tài)單軸抗壓強(qiáng)度 MPa；煤層頂、底板圍巖強(qiáng)度較低，以較弱巖石為主，軟化系數(shù)均＜ ，屬易軟化巖石。巖體質(zhì)量一 般或中等，較穩(wěn)定 。 （ 10）開拓方式及采煤方法 盤區(qū)主要采用煤巷開拓，支護(hù)方式為錨（網(wǎng)）噴為主。 采煤方法對自燃發(fā)火的影響主要取決于采空區(qū)遺煤量及其集中程度、頂板管理方法、煤層切割情況、煤柱破壞程度以及采空區(qū)封閉難易程度等。本礦井各煤層的開采方法主要采用綜采放頂煤和普通綜采采煤方法。其中綜采放頂煤采空區(qū)的遺煤量比普通綜采大。 （ 11）漏風(fēng)條件 空氣流通不僅使煤氧化，同時(shí)又把氧化生成的熱量帶走。風(fēng)速很小，供氧量不足；風(fēng)速過大，熱量不能積聚，都不會(huì)發(fā)展成自燃火災(zāi)。因此，只有在既有風(fēng)流流通而又風(fēng)速不大的情況下，煤 才可能自燃。頂板冒落的采空區(qū)，煤巷冒頂、垮幫處，壓碎的煤柱等地點(diǎn)的漏風(fēng)，往往具備了這種自燃條件。 10 煤的自燃傾向性鑒定結(jié)果 依據(jù) 內(nèi)蒙古煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心（內(nèi)蒙古安科安全生產(chǎn)檢測檢驗(yàn)有限公司） 2020 年 12 月對我礦 5煤層、 6煤層煤塵爆炸性、煤自燃傾向性進(jìn)行了鑒定，鑒定結(jié)果 5煤層、 6煤層煤塵有爆炸性， 煤的吸氧量 ， 煤屬于Ⅰ級(jí)容易自燃。 綜合機(jī)械化開采煤層自燃的特點(diǎn) 本礦井主要采用綜采放頂煤和普通綜合機(jī)械化采煤法。 綜采的易發(fā)火區(qū)為“二道二線”（工作面運(yùn)輸?shù)?、回風(fēng)道、開切眼、停 采線）。 二、煤的自燃預(yù)防措施 （一） 開拓開采方面的措施 合理進(jìn)行巷道布置 根據(jù)井田開