【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的煤層地面漏風(fēng)較少。采空區(qū)遺煤（特別對(duì)于厚煤層）因不能完全回采而增中了煤的自燃危險(xiǎn)性。（2）開(kāi)采因素開(kāi)采因素對(duì)煤自燃的影響主要有2個(gè)方面，即通風(fēng)和煤破碎，沒(méi)有通風(fēng)或通風(fēng)充分的地方，煤自燃的可能性較低。而通風(fēng)不充分地方煤自燃的可能性較大。裂隙漏風(fēng)是不充分漏分，它創(chuàng)造了煤進(jìn)一步氧化的條件，而散熱條件并未被改善。所以，任何漏風(fēng)對(duì)煤炭自燃來(lái)說(shuō)都是很危險(xiǎn)的。（3）貯運(yùn)因素在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中，影響煤自燃的因素要為通風(fēng)不充分和干燥的低品級(jí)煤因雨淋和噴灑水產(chǎn)生潤(rùn)濕熱。第二節(jié) 開(kāi)采煤層自燃預(yù)測(cè)一、煤的自燃分析預(yù)測(cè)煤的自燃預(yù)測(cè)分析煤的自燃分析預(yù)測(cè)見(jiàn)下表： 煤的自燃分析預(yù)測(cè)表自燃因素基本特征本礦條件分析及說(shuō)明煤的炭化程度煤的自燃傾向性隨煤炭的變質(zhì)程度增高而降低。揮發(fā)份含量越高，煤層自燃發(fā)火傾向越強(qiáng)。一般說(shuō)來(lái)，褐煤易于自燃，煙煤中長(zhǎng)焰煤危險(xiǎn)性最大，貧煤及揮發(fā)分含量在12%以下的無(wú)煙煤難以自燃煤巖成分煤巖成分包括有絲煤、暗煤、亮煤和鏡煤。煤層中有集中的鏡煤和亮煤，特別是含有絲煤時(shí)，煤的自燃傾向性就大；而暗煤多的煤，一般不容易自燃未提供煤的組分及各煤巖成分含量及比例煤的含硫量含硫成分越多，吸氧能力愈大，越易自燃；含黃鐵礦、黃銅礦結(jié)構(gòu)較多，也具有自燃危險(xiǎn)性本礦各煤層的硫份有的大于1%。4＃：～％5＃：～％煤層自燃可能性大煤的破碎程度煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面積，煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性與風(fēng)化率大的煤易于自燃未提供煤的破碎程度指標(biāo)煤層硬度大，脆性與風(fēng)化率大，自燃可能性大煤的水分水分能加速煤的氧化過(guò)程，同時(shí)使煤體疏松，造成細(xì)微裂縫，加大吸氧能力，并降低著火溫度，但過(guò)多水分則可抑制煤的氧化作用各煤層的水份：4＃：～％5＃：～％水分對(duì)煤炭自燃影響較大溫度隨著溫度的升高，氧化作用加劇。溫度由30℃升高至60℃時(shí)，吸氧能力要增加3～10倍，如果溫度升高達(dá)到臨界值(70～80℃)，則開(kāi)始迅速氧化，并積極增高溫度，導(dǎo)致燃燒本井田屬正常地溫影響不大，控制作業(yè)、設(shè)備等發(fā)熱引起升溫地質(zhì)構(gòu)造煤層厚度與傾角較大，開(kāi)采時(shí)煤炭損失、破碎程度大，以及圍巖等受到破壞，形成裂縫，而煤層較厚還易于局部?jī)?chǔ)熱，礦自燃危險(xiǎn)性也愈大本礦煤層為緩傾斜薄及中厚煤層，礦區(qū)內(nèi)存在小斷層自燃可能性不大，開(kāi)采時(shí)減少煤損開(kāi)拓開(kāi)采條件及通風(fēng)方式礦井開(kāi)拓方式和開(kāi)采方法及通風(fēng)方式選擇不合理，往往造成丟煤多，煤柱破碎，漏風(fēng)嚴(yán)重，增加自燃的可能性本礦斜井開(kāi)拓、長(zhǎng)壁采煤法，中央分列式通風(fēng)盡量少丟煤及破壞煤柱，防止采空區(qū)漏風(fēng)煤的自燃條件（1）內(nèi)因火災(zāi)的形成必須具備以下四個(gè)條件：①具有自燃傾向性的煤，呈破碎狀態(tài)，并集中堆積；②通風(fēng)供氧；③蓄熱環(huán)境；④維持煤的氧化過(guò)程不斷發(fā)展的時(shí)間。要形成自燃，以上四個(gè)條件缺一不可，若采取措施破壞其中一個(gè)或兩個(gè)，乃至全部條件，便可有效的防止自燃。（2）煤層自燃發(fā)展過(guò)程的三個(gè)必要條件：①煤層具有自燃傾向性；②有連續(xù)的供氧條件；③熱量易于積聚。煤的自燃預(yù)兆煤的自燃通常經(jīng)歷：潛伏階段(低溫氧化階段)、自燃階段、著火階段、燃燒階段和熄滅階段，見(jiàn)下表煤的自燃階段及征兆階 段征 兆潛伏階段(低溫氧化階段)其特征比較隱蔽，煤重略有增加，煤被活化(化學(xué)活潑性增加)，著火溫度降低。潛伏階段的長(zhǎng)短取決于煤的變質(zhì)程度和外部條件。自然階段其特征是巷道內(nèi)或老塘及密閉內(nèi)空氣中氧含量降低，一氧化碳、二氧化碳含量逐漸增加，空氣濕度增大并成霧狀，在支架及巷道壁上有水珠，在自然階段末期溫度達(dá)100℃出現(xiàn)煤焦油味。著火階段其特征是放出大量一氧化碳、沼氣及其它碳?xì)浠衔锱c水分等。由于這個(gè)階段還沒(méi)有完全燃燒，所以二氧化碳還不明顯，火區(qū)溫度及巖石溫度顯著升高，在巷道還可以出現(xiàn)特殊的火災(zāi)氣味、煙霧燃燒階段其特征是生成大量二氧化碳，在高溫下，分解生成更多的一氧化碳，巷道中出現(xiàn)強(qiáng)烈的火災(zāi)氣體，煙及明火。火源附近溫度高達(dá)1000℃左右熄滅階段其特征是二氧化碳的濃度繼續(xù)增高，氧氣和一氧化碳則急驟降低，煙及火焰消失，災(zāi)區(qū)空氣及巖石溫度逐漸降低煤碳自熱時(shí)期的征兆：（1）煤炭自熱期的初期階段煤炭自燃過(guò)程的準(zhǔn)備期結(jié)束之后便進(jìn)入了自熱期的初期階段。在此階段的征兆有：1)煤溫有所上升但在臨界溫度60～80℃以下；2)空氣中的氧濃度降低；3)空氣中的相對(duì)濕度增大；4)出現(xiàn)CO2，CO氣體。（2）煤炭自熱期的后期階段煤炭自熱超過(guò)臨界溫度(60～80℃)，但尚未達(dá)到著火溫度出現(xiàn)明火的期間，為自熱后期階段。在此階段內(nèi)，煤溫可升高到100℃以上，火源點(diǎn)附近煤炭水份蒸發(fā)，開(kāi)始了干餾現(xiàn)象，生成多種碳?xì)浠衔?，出現(xiàn)的征兆：1)火源點(diǎn)附近的空氣濕度增大，出現(xiàn)霧氣，煤壁掛水珠，掛汗；2)出現(xiàn)煤炭氧化和干餾的產(chǎn)物，如CO、COCHC2HC2H5等；3)煤溫、水溫、空氣的溫度都有所升高；4)出水酸度增大。芳香族的碳?xì)浠衔餁馕?煤油味)是井下自然發(fā)火最可靠的征兆。這種氣味在距火源一定距離之外更為顯著，因?yàn)榉枷阕鍤怏w在冷卻之后才會(huì)發(fā)生濃郁的香味。二、煤炭自燃的綜合防治措施煤層自燃的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)（1）鑒于煤在低溫氧化階段產(chǎn)生CO，因此，CO是早期揭露火災(zāi)的敏感指標(biāo)。在礦井的采煤工作面回風(fēng)巷、掘進(jìn)煤巷等有自然發(fā)火的地點(diǎn)設(shè)置CO傳感器，若發(fā)現(xiàn)CO濃度超限，便可采用便攜式CO檢測(cè)儀追蹤監(jiān)測(cè)確定高溫點(diǎn)。（2）采用紅外探測(cè)法判斷高溫點(diǎn)的位置，紅外探測(cè)法其基本原理是根據(jù)紅外輻射場(chǎng)的理論，建立火源與火源溫度場(chǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而推斷出火源點(diǎn)的位置。（3）用鉆孔測(cè)溫輔助監(jiān)測(cè)。對(duì)頂煤破碎或有自燃危險(xiǎn)的地點(diǎn)，埋設(shè)測(cè)溫探頭，定期監(jiān)測(cè)溫度變化情況。（4）加強(qiáng)漏風(fēng)檢測(cè)。定期采用示蹤氣體法，檢查順槽漏風(fēng)量。對(duì)漏風(fēng)集中的區(qū)域加強(qiáng)觀測(cè)。預(yù)防措施（1）均壓通風(fēng)控制漏風(fēng)供氧。均壓通風(fēng)是控制煤層開(kāi)采中采空區(qū)等漏風(fēng)的有效措施。首先，要在保證沖淡CH風(fēng)速、氣溫和人均風(fēng)量的前提下，全面施行區(qū)域性均壓通風(fēng)，其調(diào)壓措施包括單項(xiàng)調(diào)壓和多項(xiàng)措施聯(lián)合調(diào)壓，具體實(shí)施中，首先形成工作面均壓，而后逐步擴(kuò)大到鄰近工作面采空區(qū)的區(qū)域性均壓。（2）噴漿堵漏、鉆孔灌漿。對(duì)煤層開(kāi)采中的可疑地點(diǎn)或已出現(xiàn)隱患地點(diǎn)進(jìn)行全封閉噴漿和打淺密集鉆孔注漿，是防止自然發(fā)火的2個(gè)有效措施。（3）注凝膠防滅火。采用注凝膠技術(shù)處理高溫點(diǎn)或自然發(fā)火是煤層開(kāi)采中防滅火的重點(diǎn)措施，其方法是將凝膠注入高溫點(diǎn)或火點(diǎn)的周?chē)后w中，其作用是既可以封堵漏風(fēng)通道，又可以吸熱降溫。 第四章 礦井防滅火措施第一節(jié) 開(kāi)拓開(kāi)采措施一、選擇合理的巷道布置與開(kāi)采程序水平運(yùn)輸大巷布置在煤層中時(shí)，采用錨噴支護(hù)或料石、混泥土、砌碹支護(hù)，支架后的空隙和冒落處必須用不燃性材料充填密實(shí)，或用無(wú)腐蝕性、無(wú)毒性的材料進(jìn)行處理。采區(qū)絞車(chē)房等硐室必須采用不燃性材料支護(hù)，設(shè)計(jì)采用砌碹或錨噴支護(hù)。開(kāi)采順序：根據(jù)礦區(qū)范圍和礦井的開(kāi)拓方式，全礦區(qū)為二個(gè)采區(qū)，煤層間的開(kāi)采順序：先開(kāi)采9號(hào)煤層、其次開(kāi)采10號(hào)煤層及11號(hào)煤層。二、選擇合理的采煤方法本礦采用長(zhǎng)壁后退式采煤法，回采率高，巷道布置簡(jiǎn)單，回采速度較快，有較好的防火性。煤層傾角平均在10176。，布置為走向長(zhǎng)壁工作面，有利于提高工作面生產(chǎn)能力；全部垮落法管理頂板，回采中若采空區(qū)遺煤較多，不利于防止采空區(qū)煤炭自燃。開(kāi)采時(shí)，要注意觀察，加強(qiáng)自燃征兆的早期識(shí)別工作，發(fā)現(xiàn)可疑情況及時(shí)采取措施，每個(gè)工作面回采結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行采空區(qū)及巷道密閉?；夭珊箜敯迦菀酌奥?，回采工作面采用全部冒落法管理頂板，本礦4＃、5＃煤層自燃傾向?yàn)棰蚣?jí)，即自燃煤層。一般來(lái)說(shuō)開(kāi)采煤層為自燃煤層易發(fā)生采空區(qū)的自燃。在回采過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)管理，盡量一次采全高，不留或少留頂?shù)酌?，減少采空區(qū)遺煤?？刂频V山壓力，減少煤柱破裂。三、提高回采率，加快回采進(jìn)度工作面采用采煤機(jī)落煤、裝煤，工作面可用刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，生產(chǎn)中需加強(qiáng)管理，確保適宜的回采進(jìn)度，可在空間上、時(shí)間上減少煤炭的氧化。急時(shí)清理運(yùn)輸巷道中因運(yùn)輸過(guò)程的撒落的煤炭，工作面盡量不要留煤皮(頂煤或底煤)，清干凈回采下來(lái)的煤炭，不讓其留滯在采空區(qū)，提高回采率?？傊侠淼牟擅悍椒軌蛱岣叩V井先天的抗自燃發(fā)火能力，多年來(lái)的實(shí)踐表明，降低煤層自燃發(fā)火的可能性要從以下幾個(gè)方面著手：（1）少丟煤或不丟煤；（2）控制礦山壓力，減少煤柱破裂；（3）合理布置采區(qū)；（4）回采時(shí)應(yīng)盡量避免過(guò)分破碎煤體；（5）加快工作面的回采速度，使采空區(qū)自熱源難于形成；（6）及時(shí)密閉已采區(qū)和廢棄的舊巷；（7）注意選擇回采方向，不使采區(qū)回風(fēng)巷過(guò)分受壓或長(zhǎng)時(shí)間維護(hù)在煤柱里。第二節(jié) 通風(fēng)系統(tǒng)措施一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)方法煤層自燃發(fā)火期是指在開(kāi)采過(guò)程中暴露的煤炭，從接觸空氣到發(fā)生自通風(fēng)因素的影響主要表現(xiàn)在采空區(qū)、煤柱和煤壁裂縫漏風(fēng)。自發(fā)火期，是自燃發(fā)火危險(xiǎn)程度在時(shí)間上的量度，發(fā)火期愈短的煤層自燃發(fā)火危險(xiǎn)程度愈大。統(tǒng)計(jì)確定煤層最短自燃發(fā)火期，對(duì)礦井開(kāi)拓開(kāi)采以及生產(chǎn)管理都有重要意義。實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)。這樣可降低礦井總風(fēng)阻，增大礦井通風(fēng)能力，減少漏風(fēng)，易于調(diào)節(jié)風(fēng)量；且在發(fā)生火災(zāi)時(shí)便于控制風(fēng)流，隔絕火區(qū)。本礦采用中央分列式通風(fēng)方式，各采掘面有獨(dú)立的進(jìn)、回風(fēng)系統(tǒng)。礦井采用抽出式通風(fēng)方法，工作面采用長(zhǎng)壁后退式回采雙“U”形通風(fēng)方式，采空區(qū)漏風(fēng)小，有利于防止煤層自燃。準(zhǔn)備采區(qū)時(shí)，必須在采區(qū)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)后，方可開(kāi)掘其他巷道。采煤工作面必須在采區(qū)構(gòu)成完整的通風(fēng)、排水系統(tǒng)后，方可回采。二、正確選擇通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置地點(diǎn)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)、風(fēng)門(mén)、風(fēng)墻等通風(fēng)設(shè)施，應(yīng)設(shè)置在圍巖堅(jiān)固、地壓穩(wěn)定的地點(diǎn)，還應(yīng)避免引起采空區(qū)或附近煤柱裂隙漏風(fēng)量的增大。回風(fēng)巷中的調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)應(yīng)盡量設(shè)置在離回風(fēng)側(cè)較近的一端，進(jìn)風(fēng)巷中的調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)應(yīng)盡量安設(shè)在離進(jìn)風(fēng)側(cè)較近的一端。 第三節(jié) 自燃發(fā)火觀測(cè)站設(shè)置對(duì)開(kāi)采具有自燃傾向性的煤層時(shí)，應(yīng)及時(shí)掌握自燃發(fā)火動(dòng)向，必須作好觀測(cè)點(diǎn)的建設(shè)，氣樣采集、分析、記錄和火災(zāi)的判斷。主要有以下原則：在全礦井的自燃危險(xiǎn)區(qū)建立自燃發(fā)火觀測(cè)站(點(diǎn))，進(jìn)行系統(tǒng)定期的觀測(cè)。觀測(cè)站(點(diǎn))應(yīng)設(shè)在礦壓較小的地點(diǎn)，至少長(zhǎng)10m一段支護(hù)規(guī)整、斷面不變，巷道內(nèi)無(wú)風(fēng)阻物。井下觀測(cè)站(點(diǎn))分為固定觀測(cè)點(diǎn)、移動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)和臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)。采區(qū)、工作面固定觀測(cè)站(點(diǎn))：在采區(qū)、工作面的回風(fēng)流建立一個(gè)觀測(cè)站(點(diǎn))，并符合井下測(cè)風(fēng)站的要求。其觀測(cè)站的位置應(yīng)使回風(fēng)觀測(cè)點(diǎn)能控制全部回風(fēng)流。移動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)：在工作面的進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)距工作面10～20m處設(shè)置，并隨工作面推動(dòng)而移動(dòng)的觀測(cè)點(diǎn)。臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)：發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，為縮小火區(qū)范圍以便準(zhǔn)確查找火源點(diǎn)而增設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)。本礦井監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置：（1）42207綜采、53204綜采自燃發(fā)火觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在工作面回風(fēng)順槽距回風(fēng)口20m處，采用CO檢知管監(jiān)測(cè)，工作面回風(fēng)順槽至少每天檢測(cè)一次。（2）當(dāng)?shù)V井有自燃發(fā)火區(qū)時(shí)，自燃發(fā)火觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置于密閉墻側(cè)，每班至少檢測(cè)一次。另外必須對(duì)井下工人進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，加強(qiáng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，做到預(yù)防為主。第五章 礦井防滅火系統(tǒng)第一節(jié) 注漿系統(tǒng)本礦在注漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)及管理方面必須嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》2011版的有關(guān)規(guī)定和《礦井防滅火規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容及《煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)。一、注漿材料 注漿材料的種類(lèi)：黃土、頁(yè)巖、礦井矸石、粉煤灰等。 注漿材料成漿性能指標(biāo)()應(yīng)達(dá)到如下規(guī)定： (1)沉降速度1～10mm／min； (2)臨界穩(wěn)定時(shí)間為20～60min； (3)塑性指數(shù)7～14(粉煤灰可小于7)； (4)粘度系數(shù)(1～2)103Pa．S； (5)氧化鎂膠體混合物含量20％～35％； (6)含砂量10％～30％(粉煤灰可小于10％)。 用矸石、粉煤灰作注漿材料時(shí)，須進(jìn)行氧化性能實(shí)驗(yàn)，其指標(biāo)應(yīng)達(dá)到如下規(guī)定： (1)氧化交叉溫度在300℃以上； (2)恒溫吸氧量小于0．1mL／g； (3)固定碳含量不大于8％，含硫量不大于1．5％，燒失減量不大于20％，發(fā)熱量不大于2000J／g。 頁(yè)巖、矸石必須經(jīng)破碎、濕式球磨機(jī)球磨，其粒度要求在5mm以下，％以下，％以上。 二、主要注漿參數(shù) 灌漿系數(shù) 防火灌漿系數(shù)為3％～12％，滅火灌漿系數(shù)相應(yīng)加大。 采用粉煤灰漿防火時(shí)，灌漿系數(shù)為5％～15％。 土水比 礦井防滅火注漿漿液的土水比應(yīng)為1 ：2～1 ：5。在回采工作面灑漿防火時(shí)，土水比應(yīng)為1 ：2～1 ：3，本礦設(shè)計(jì)土水比應(yīng)為1 ：3。注漿量礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力175萬(wàn)噸/年，礦井注漿量計(jì)算： Q＝KM（G/rc）（δ+1）＝（5000/）（3+1）＝／d式中：Q——礦井日注漿量，m3／d；k——灌漿系數(shù)；G——礦井日產(chǎn)煤量，；δ——土水比的倒數(shù)；3M——漿液制成率，取0．68；rc——煤的密度，／m3；制漿方法 本礦在制漿方法上可采用以下幾種方法：（1）黃泥漿的制漿方法 1）水力制漿 采用人工取土或機(jī)械取土，將土疏松，經(jīng)水力(水槍)沖刷混合成漿。當(dāng)采用水槍直接取土?xí)r，其供水壓力、水流量和臺(tái)數(shù)應(yīng)能滿(mǎn)足取土制漿的要求。水力制漿過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制土水比。 2）機(jī)械攪拌制漿 首先按要求在礦區(qū)工業(yè)廣場(chǎng)修建漿池，將黃土加水在漿池中攪拌成均勻漿液后即可輸入井下所需地點(diǎn)。漿池應(yīng)設(shè)2個(gè)以上，一個(gè)作注漿用，另一個(gè)進(jìn)行攪拌制漿，交替使用。漿池的容積應(yīng)能保證注漿量的要求。（2)頁(yè)巖漿和矸石漿方法頁(yè)巖漿和矸石漿的制漿方法相似，將頁(yè)巖和矸石破碎后，用濕式球磨機(jī)加水球磨成漿，進(jìn)入輸漿管路。（3)粉煤灰漿方法從周邊矸石電廠貯料場(chǎng)挖取粉煤灰，運(yùn)到礦井地面制漿站，將粉煤灰用專(zhuān)門(mén)的攪拌筒加水?dāng)嚢璩蓾{或用水槍沖攪成漿后直接進(jìn)入輸漿管路。