【正文】 電離室型、閃爍室型、半導(dǎo)體探測(cè)器型等。同位素測(cè)氡技術(shù)探測(cè)煤層火源位置及其范圍的應(yīng)用技術(shù)解決了煤層火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治技術(shù)的難題：1）采空區(qū)高溫異常區(qū)位置及范圍的確定；2）灌漿火火打鉆定位及火火參數(shù)的選擇；3）火區(qū)下采煤的開(kāi)拓開(kāi)采布署；4）封閉火區(qū)內(nèi)設(shè)備的啟封與搶險(xiǎn)中火火方案的選擇；5）大面積均壓火火參數(shù)的選擇；6）大面積煤田自燃火災(zāi)滅火方案及參數(shù)的選擇。 煤炭自然發(fā)火防治技術(shù)由于煤自燃是煤氧復(fù)合的結(jié)果，影響煤自燃的主要條件是煤的表面活性結(jié)構(gòu)濃度、氧濃度和溫度。目前常用的防滅火技術(shù)主要有如下幾類(lèi):惰化、堵漏、降溫等以及它們幾類(lèi)的綜合，共同發(fā)揮滅火作用，最終實(shí)現(xiàn)防滅火的目的。在礦井生產(chǎn)過(guò)程中更應(yīng)采取有效地開(kāi)采技術(shù)措施，防止發(fā)生煤炭自然災(zāi)害以保證礦井生產(chǎn)安全正常的進(jìn)行 [1]。（1）合理的進(jìn)行巷道布置1）對(duì)一些服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)的巷道應(yīng)盡量采用巖石巷道。布置在煤層中采用寬煤柱護(hù)巷。厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，分層區(qū)段平巷的布置過(guò)去有內(nèi)錯(cuò)和外錯(cuò)兩種方式，這兩種方式都容易造成煤炭自燃。外錯(cuò)式布置在下分層回采時(shí)煤柱頂煤冒落堆積也易于形成易燃帶。3)采用無(wú)煤柱護(hù)巷方式。采用無(wú)煤柱護(hù)巷時(shí)，取消了煤柱，也就取消了由此帶來(lái)的煤炭自燃隱患。因此，區(qū)段煤柱的無(wú)煤柱護(hù)巷方法應(yīng)大力推廣。（2）堅(jiān)持正規(guī)開(kāi)采和合理的開(kāi)采順序開(kāi)采工作要設(shè)法加快工作面推進(jìn)速度，提高采煤機(jī)械化程度，采用一切可能的措施提高采出率，避免在采空區(qū)中留下任何不必要的煤柱。否則，在開(kāi)采過(guò)程中會(huì)向前部工作面采空區(qū)大量漏風(fēng)，開(kāi)采結(jié)束后會(huì)在采空區(qū)留下孤島煤柱。（3）減少煤體破碎采掘工作面要破壞巖層的原始應(yīng)力狀態(tài)，產(chǎn)生應(yīng)力集中，即礦山壓力。所以，在煤炭巷道布置中，應(yīng)設(shè)法避免礦山壓力峰值，避免煤體受壓破碎。采區(qū)上（下）山如果設(shè)在煤層中，也要合理的選擇上（下）山煤柱尺寸。一般說(shuō)來(lái)，在工作面外部條件不變的情況下，散熱帶和氧化帶升溫的寬度在一個(gè)有限范圍內(nèi)波動(dòng)，并隨工作面一起推進(jìn)。 通風(fēng)方面的措施(1)合理的調(diào)配工作面風(fēng)量，減少采空區(qū)漏風(fēng)，縮短氧化帶寬度采空區(qū)氧化帶寬度在浮煤厚度和地溫一定的情況下，主要受采空區(qū)漏風(fēng)影響，而采空區(qū)漏風(fēng)量在特定工作面則主要取決于工作面供風(fēng)量。(2)密閉堵漏和噴漿堵漏措施為了杜絕或減少工作面及采空區(qū)漏風(fēng)，工作面采完后應(yīng)對(duì)采空區(qū)及時(shí)封閉。礦井全部準(zhǔn)備和回采巷道均布置在煤層中，如巷道產(chǎn)生裂隙，首先采取錨噴支護(hù)或二次噴射混凝土進(jìn)行封閉，如出現(xiàn)冒頂，則視冒高情況，采取掛網(wǎng)分層噴射混凝土措施，每層噴厚 50～100mm，直至噴平；若冒高大，可采取架設(shè)鋼支架和鋪設(shè)模板進(jìn)行砌譴并留注漿孔，然后進(jìn)行注漿封頂，以防止漏風(fēng)，導(dǎo)致煤層氧化自燃。在工作面回采過(guò)程中，工人往往會(huì)覺(jué)得風(fēng)簾礙事，經(jīng)常將風(fēng)簾扯下，為此，必須有專(zhuān)人負(fù)責(zé)風(fēng)簾的管理。但是，如果此通道太暢通，必然造成氮?dú)庠趨^(qū)內(nèi)擴(kuò)散速度加快，不利于采空區(qū)惰化。此外，在上隅角也應(yīng)掛風(fēng)簾，增大此處風(fēng)阻。（1) 惰氣防滅火 [19]惰氣防滅火技術(shù)是向火區(qū)注入惰性氣體，惰氣源目前發(fā)展起來(lái)的主要以注入氮?dú)夂投趸紴橹?，也可注入其它惰性氣體來(lái)降低火區(qū)的氧濃度，達(dá)到防滅火的目的。但惰性氣體對(duì)大熱容的煤體降溫效果不好，滅火周期較長(zhǎng)，火區(qū)易復(fù)燃，而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的堵漏風(fēng)工作也要求較高。但氮?dú)鉄崛菪。禍匦Ч?，一旦重新供氧，火區(qū)極易復(fù)燃。在封閉注氮過(guò)程中，要注意氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理及特點(diǎn)。它微溶于水，不助燃，地面大氣中氮?dú)饧s占整個(gè)大氣體積含量的 79%。把氮?dú)饧痈邏翰⒔档偷揭?℃，可使其液化。氮?dú)饧瓤梢匝杆儆行У膿錅缑骰?，又可以有效的預(yù)防采空區(qū)遺煤的自燃，使用注氮滅火有如下優(yōu)點(diǎn):恢復(fù)工作量小、不損壞設(shè)備等。注入氮?dú)鉁缁鹁褪菍?duì)井下的火區(qū)進(jìn)行封堵，盡可能地將液氮直接輸送到火點(diǎn)或自燃氧化帶內(nèi)，并在適當(dāng)?shù)奈恢昧粲锌煽刂频穆╋L(fēng)通道，以達(dá)到含高氧的火區(qū)氣體排出的阻化效果，使氮?dú)獬錆M(mǎn)火區(qū)空間，注入液氮后其滅火作用有：1)使火區(qū)內(nèi)的高氧氣體經(jīng)可控制的漏風(fēng)通道排出，使火區(qū)內(nèi)的氧大大降低；2)由于注入的液氮有一定的壓力，液氮汽化后使火區(qū)壓力增加，減少了向火區(qū)的漏風(fēng)；3)注入的液氮溫度低，一般 19～80℃，其汽化后吸收大量的熱(200℃環(huán)境溫度下，液氮汽化熱為 423kl/kg)，降低了火區(qū)的溫度；4)封閉火區(qū)注入氮?dú)?，使得火區(qū)氣體惰化，兼有抑制爆炸作用。氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)與其他常規(guī)防火火措施比較，具有下列特點(diǎn):1)注入氮?dú)馐狗罍缁饏^(qū)域缺氧惰化，其惰化程度取決于注氮量、純度及防治區(qū)域漏風(fēng)量的大小；2)造成防治區(qū)域正壓，防止或杜絕新鮮空氣流入，以保證防治區(qū)域的氮?dú)舛杌龋?)具有降溫作用，可吸收煤炭氧化自燃生成的熱量。（2) 惰泡防滅火惰泡防滅火是 60 年代興起的防滅火技術(shù)，進(jìn)入 80 年代以來(lái)，前蘇、法等主要產(chǎn)煤國(guó)家開(kāi)發(fā)了惰氣泡沫壓注技術(shù)防治采空區(qū)浮煤自燃，取得了較為顯著的成效，該技術(shù)能起到降溫，減少漏風(fēng)，降低采空區(qū)氧濃度等作用。三相泡沫集固、液、氣三相材料的防滅火性能于一體，利用粉煤灰或黃泥的覆蓋性、氮?dú)獾闹舷⑿院退奈鼰峤禍匦赃M(jìn)行防滅火，大大提高了防滅火效率。三相泡沫在采空區(qū)可向高處堆積，對(duì)低、高處的浮煤都能覆蓋，能夠避免注入的漿體從底部流失；注入在采空區(qū)的氮?dú)獗环庋b在泡沫中，能較長(zhǎng)時(shí)間滯留在采空區(qū)內(nèi)，充分發(fā)揮氮?dú)獾闹舷⒎罍缁鸸δ堋?灌漿防滅火該技術(shù)在我國(guó)有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井中用得較為普遍，也取得了良好的效果，成為防治井下內(nèi)因火災(zāi)的主要措施之一。其缺點(diǎn)是工程量大，泥漿脫水量較大，惡化工作環(huán)境，影響煤質(zhì)，并且流動(dòng)性強(qiáng)，泥漿都向底部流動(dòng)，對(duì)頂煤和煤柱自燃火災(zāi)效果不明顯。但黃泥灌漿需要大量的黃土，這需要?dú)У舸笃r(nóng)田，近年發(fā)展起來(lái)的有粉煤灰、頁(yè)巖泥漿、選煤尾礦泥、阻化泥漿等，除惰化外還兼有降溫，但對(duì)煤礦本身則微有污染。 膠體防滅火膠體防滅火技術(shù)能有效地控制煤層自燃火災(zāi)。凝膠防滅火有集固結(jié)水、降溫、阻化、堵漏和充填于一體的優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合膠體添加劑用量極小，粉煤灰復(fù)合膠體、復(fù)合膠體泥漿的添加劑用量?jī)H為 ～1 。智能化膠體防滅火系統(tǒng)是目前最合理先進(jìn)的注膠系統(tǒng)。系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好，不堵管、成膠時(shí)間可控、脫水少、耐高溫、堵漏和防滅火效果好、防滅火成本底等優(yōu)點(diǎn)。但它也存在一些問(wèn)題，如“凝膠”強(qiáng)度不高，充填高度過(guò)大時(shí)在自重的作用下脫水量增大，促凝劑氨味大，污染作業(yè)環(huán)境。 阻化劑防滅火阻化劑是抑制煤氧結(jié)合，阻止煤氧化的化學(xué)藥劑。阻化劑防火效果較好，但當(dāng)煤中水分蒸發(fā)，減小到一定程度時(shí)，阻化作用就會(huì)停止，轉(zhuǎn)而變?yōu)榇呋饔?，促進(jìn)煤的氧化與自燃。阻化劑多為化學(xué)物質(zhì)，表面活性劑，歸類(lèi)為鹽類(lèi)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與氧發(fā)生氧化反應(yīng)。目前，使用阻化劑藥劑主要為 CaC ,MgC , ZnC (鹵液或鹵片)，2l2l2l以及水玻璃和生石灰等。從經(jīng)濟(jì)效益上看， MgC ，比較便宜，2lCaC 和 NaCl 相對(duì)較貴，MgC 為鹽的副產(chǎn)品，貨源相對(duì)來(lái)說(shuō)比較充足。阻化液進(jìn)入煤層后，具有很好的包裹、充填作用，減少了煤層以及采空區(qū)浮煤之間的空隙，降低了浮煤與氧氣的接觸幾率，從而降低了煤表面的吸氧能力和表面氧化速度，起到了一定的阻化作用。實(shí)踐證明，氯鹽阻化劑在抑制煤層自燃火災(zāi)中起到了很好的作用，下面就氯鹽阻化劑的阻化機(jī)理做簡(jiǎn)要分析。從煤氧化自燃的基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程來(lái)看，可以說(shuō)是多種因素綜合作用的結(jié)果。其次，氯化物吸水鹽類(lèi)還是一種吸水能力很強(qiáng)的物質(zhì)，它能吸收大量水份并在煤體表面蒸發(fā)降溫，從而中斷或減緩自由基鏈反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。另外，通過(guò)對(duì)氯化物吸水鹽類(lèi)阻化劑阻化煤樣氧化過(guò)程分析也可以證實(shí)，加人吸水鹽類(lèi)阻化劑的阻化煤樣中，甲基和次甲基橋鍵的氧化速率與原煤樣相比明顯減慢；對(duì)醛、酮、酯類(lèi)碳基與醚鍵、醚氧鍵的氧化，都有一定的減慢作用；阻化煤樣中，次甲基鍵數(shù)量減少，主要由于 Cl 一發(fā)生取代作用的結(jié)果，醚氧鍵數(shù)量比原煤樣增多，說(shuō)明阻化劑阻止了煤分子中醚氧鍵的氧化斷裂；而碳基減少是由于煤分子與阻化劑中的醛基發(fā)生絡(luò)合作用的結(jié)果。 均壓防滅火均壓技術(shù)是通過(guò)均衡漏風(fēng)通道進(jìn)出口兩端的負(fù)壓，杜絕或減少通過(guò)有浮煤堆積區(qū)域的漏風(fēng)風(fēng)量，調(diào)整放頂煤下作面的局部通風(fēng)系統(tǒng)，最大限度地減少向采空區(qū)、停采線(xiàn)和開(kāi)切眼漏風(fēng)，從而有效地控制了采空區(qū)、停采線(xiàn)和開(kāi)切眼遺煤氧化；及時(shí)封閉采空區(qū)的聯(lián)絡(luò)巷、溜煤眼，工作面區(qū)域內(nèi)的風(fēng)門(mén)一律實(shí)現(xiàn)閉鎖，定期測(cè)風(fēng)測(cè)壓，其實(shí)質(zhì)是設(shè)置調(diào)壓裝置或調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)以降低漏風(fēng)風(fēng)路兩端的風(fēng)壓差，使漏風(fēng)風(fēng)路兩端的風(fēng)壓處于等壓狀態(tài)，即壓力差趨近于零。采用均壓防滅火措施時(shí)，必須經(jīng)常觀(guān)測(cè)風(fēng)壓差、風(fēng)量、空氣成分的變化情況以及發(fā)火預(yù)兆，根據(jù)實(shí)際情況，不斷調(diào)整壓差，有針對(duì)性地采取相應(yīng)的措施。根據(jù)工作面通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)工作面進(jìn)行均壓防火，減少采空區(qū)漏風(fēng)，防止自燃，其應(yīng)用條件為：（1)地表明顯向采空區(qū)漏風(fēng)時(shí)；（2)工作面推進(jìn)速度因故減慢或停止推進(jìn)時(shí)；（3)工作面或采空區(qū)出現(xiàn) CO 超限等自燃征兆時(shí)。輔助風(fēng)機(jī)設(shè)在工作面進(jìn)風(fēng)順槽入風(fēng)口聯(lián)絡(luò)巷附近(車(chē)場(chǎng)石門(mén))，在通風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)口處各設(shè)置一道板墻，墻中間設(shè)風(fēng)門(mén)。為保證調(diào)壓效果，輔助風(fēng)機(jī)安裝后要測(cè)出調(diào)壓工作面的風(fēng)量和輔助風(fēng)機(jī)兩側(cè)風(fēng)流的壓差。為觀(guān)測(cè)調(diào)壓效果，在調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)上安設(shè)壓差計(jì)，同時(shí)在回風(fēng)順槽安設(shè)風(fēng)壓傳感器，由安全監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)調(diào)壓區(qū)的壓力變化情況。因此，該技術(shù)對(duì)于閉區(qū)防滅火效果較好，但對(duì)于開(kāi)區(qū)防滅火卻很困難。此外，在均壓防滅火技術(shù)中，由于礦井實(shí)際條件的復(fù)雜多變性，致使在使用該技術(shù)時(shí)，常常因系統(tǒng)壓能的測(cè)定速度慢和精度低而大大影響該技術(shù)的使用效果。通過(guò)本章的介紹，可知煤炭自然發(fā)火是各種內(nèi)在因素和外在因素綜合作用的結(jié)果；在自燃危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方面主要有三種方法：自燃傾向性實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)法、綜合評(píng)判預(yù)測(cè)法、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法；可以通過(guò)指標(biāo)氣體分析法、測(cè)溫法、示蹤氣體法和測(cè)氡法對(duì)自然發(fā)火情況進(jìn)行預(yù)測(cè)；最后，進(jìn)行了自然發(fā)火防治方面的研究，可知主要的防治方法有開(kāi)拓開(kāi)采方面、通風(fēng)措施、惰化技術(shù)、灌漿技術(shù)、膠體防滅火、阻化劑防滅火以及均壓滅火技術(shù)。同時(shí)由于3 下 105 工作面采用綜采放頂煤開(kāi)采技術(shù)，工作面采空區(qū)遺煤多、漏風(fēng)嚴(yán)重，更加劇了自然發(fā)火的危險(xiǎn)性。半孤島采空區(qū)煤炭自燃火災(zāi)的特點(diǎn)主要有:1)火災(zāi)具有隱蔽性，人們無(wú)法直接觀(guān)測(cè)到，只能通過(guò)指標(biāo)氣體分析、測(cè)溫等其他間接手段來(lái)判斷地下火災(zāi)情況。3)由于面積大，火源點(diǎn)往往不止一個(gè)，而是多個(gè)地點(diǎn)同時(shí)或先后產(chǎn)生煤炭自然發(fā)火現(xiàn)象。 5)在距現(xiàn)有巷道和工作面較遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)火，很難觀(guān)測(cè)到采空區(qū)內(nèi)早期的煤炭自燃現(xiàn)象，能夠觀(guān)測(cè)到煤炭自燃時(shí)，火勢(shì)可能已蔓延開(kāi)來(lái)。08 ′30″～117176。56 ′00″～35176。井田東西寬 ，南北長(zhǎng) ，面積 64km2。本井田西距京杭大運(yùn)河滕州港 30km，京滬鐵路和 104 國(guó)道、京福高速公路從井田內(nèi)穿過(guò)。交通極為便利，見(jiàn)圖 。礦 井 共劃分為 4 個(gè)采區(qū)，工業(yè)場(chǎng)地南煤柱至 F14 斷層為一采區(qū)，工業(yè)場(chǎng)地南煤柱至 3 下 煤層沖刷帶為二采區(qū)，F(xiàn)14 斷層至礦井北邊界為三采區(qū)，3 下 煤層沖刷帶至礦井南邊界為四采區(qū)。采區(qū)開(kāi)采順序本著先近后遠(yuǎn)，先淺后深，先易后難的原則。首采區(qū)布置：1)采區(qū)儲(chǔ)量、煤層情況首采區(qū)內(nèi) 3 下 煤厚 ～，平均 ，可采儲(chǔ)量 萬(wàn)噸；3上 煤厚 0～，平均 ，可采范圍內(nèi)平均厚度 ，可采儲(chǔ)量 92萬(wàn)噸。初期開(kāi)采 3 上 煤層作為解放層，實(shí)行 3 上 煤層、3 下 煤層下行交替開(kāi)采，以 3 下 煤層為主，3 上 煤層為輔，有關(guān)情況如下：(1)首采區(qū)范圍首采區(qū)北翼邊界由 F14 斷層南移至 DF17 附近，采區(qū)北翼工作面走向長(zhǎng)度縮短了 1000 米，其余不變。三條集中下山主要布置在工廣煤柱內(nèi)，其中軌道下山、膠帶輸送機(jī)下山沿 3 下 煤層底板布置(距 3下 煤層底板 6 米左右)，專(zhuān)用回風(fēng)下山上段沿 3 下 頂板布置，下段布置在 3下 煤層中。3 上 、3 下 煤層工作面工作面順槽均通過(guò)中部車(chē)場(chǎng)與集中軌道下山與聯(lián)系，3 上 、3 下 煤層膠帶輸送機(jī)順槽與采區(qū)膠帶輸送機(jī)下山通過(guò)溜煤眼搭接，3 上 、3 下 煤層共用溜煤眼，溜煤眼高度 13～25 米。3 下 采煤工作面采用走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化放頂煤采煤。另根據(jù)礦井開(kāi)拓部署，確定礦井通風(fēng)方式采用中央并列抽出式，副井進(jìn)風(fēng)，主井(箕斗井)回風(fēng)。沖洗工作面的乏風(fēng)風(fēng)流經(jīng)工作面膠帶運(yùn)輸順槽、一采區(qū)回風(fēng)下山、865m水平北翼回風(fēng)大巷，由主井排至地面。為降低井下溫度，井下機(jī)電設(shè)備硐室盡可能獨(dú)立回風(fēng)，如井底主變電所和主泵房設(shè)獨(dú)立回風(fēng)巷，使機(jī)電設(shè)備的發(fā)熱量直接進(jìn)入回風(fēng)巷。2)本礦井瓦斯含量的確定井田瓦斯煤樣測(cè)定結(jié)果匯總見(jiàn)表 。但由于井田內(nèi)煤層埋藏深，構(gòu)造發(fā)育不一致，有可能造成瓦斯局部富集，采樣點(diǎn)之間瓦斯含量差別較大也說(shuō)明了這一情況，因此礦井生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)作好通風(fēng)工作，以防瓦斯聚集，發(fā)生瓦斯爆炸。但因煤系沉積之后，歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)期的風(fēng)化剝蝕作用，煤中的瓦斯得以大量排放；井田內(nèi)斷裂雖然較為發(fā)育，但多為開(kāi)放性和半開(kāi)放性的，故瓦斯含量不甚高，但不排除局部瓦斯積聚，本井田西鄰的田陳煤礦曾發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出。根據(jù)滕南礦區(qū)資料，各礦井自建井開(kāi)采以來(lái)，均為低沼氣礦井，但臨近礦井七五生建煤礦許樓井 2022 年由于煤倉(cāng)一放煤口長(zhǎng)期不用，煤層自燃引發(fā)局部瓦斯爆炸。滕東井田含煤地層為及下二疊統(tǒng)山西組(P11)和上石炭統(tǒng)太原組(C3)，共含可采和局部可采煤層四層，即 3 上 、3 下 、117 煤。由于 117 煤層埋藏較深且厚度較小，目前沒(méi)有開(kāi)采利用價(jià)值，僅作為本礦井的后備儲(chǔ)量加以利用。其平均純煤總厚，地層平均厚度 ，可采煤層含煤系數(shù)為 %。表 可采煤層一覽表（精查地質(zhì)報(bào)告） [20]3 上 煤層位于山西組中部，局部有分岔現(xiàn)象，下距 3 下 煤層～，平均 。底板一般為泥巖、砂質(zhì)泥巖。3 上純煤厚 0～，