淺談煤礦采空區(qū)自然發(fā)火原因分析及防治措施

（徐礦集團陜西能源化工有限公司 陜西寶雞721000）

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安全生產(chǎn)一直放在煤礦生產(chǎn)的首位，煤礦開采之后形成的采空區(qū)，是煤礦重點防護的重點，對于煤礦的采空區(qū)，需要防止自然發(fā)火的發(fā)生，本文概述了采空區(qū)自然發(fā)火的原因，同時根據(jù)自身在煤礦安全領(lǐng)域工作的實踐情況，總結(jié)了預(yù)防自然發(fā)火隱患的措施，希望為采空區(qū)自然發(fā)火的防治，提供一定的參考意見。

煤礦采空區(qū)自然發(fā)火防治措施

1 引言

采空區(qū)自然發(fā)火直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)，因此，預(yù)防采空區(qū)自然發(fā)火非常重要，目前，采空區(qū)的自然發(fā)火主要受采場配風(fēng)、相連巷道漏風(fēng)、瓦斯抽放及采場地質(zhì)條件等綜合作用影響，本文就采空區(qū)自然發(fā)火的原因進行了分析，并總結(jié)了相關(guān)自然發(fā)火的預(yù)防措施。

2 采空區(qū)地質(zhì)條件是造成自然發(fā)火的基礎(chǔ)

隨著采煤工作面的不斷推進，形成了采空區(qū)，采空區(qū)在漏風(fēng)的作用下，沿工作面推進方向，形成了三個區(qū)域，分別為冷卻帶，自燃氧化帶和氧氣室息帶，在這三個區(qū)域中，冷卻帶靠近采煤工作面，雖然氧氣濃度高，但是由于采空區(qū)風(fēng)量大，風(fēng)速高，因此，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不能積聚而使發(fā)生氧化的遺煤升溫，因此在冷卻帶不能發(fā)生遺煤自燃現(xiàn)象，自燃氧化帶在冷卻帶以里，是浮煤自然發(fā)火的易發(fā)地點，自燃氧化帶的寬度受開采煤層厚度、采場風(fēng)量及對本煤層的瓦斯抽放量等因素影響，煤層越厚、采場風(fēng)量、瓦斯抽放量越大，自燃氧化帶寬度越寬。采空區(qū)自燃氧化帶浮煤自燃，是采場發(fā)生自然發(fā)火事故的主要原因，氧氣室息帶處在采空區(qū)深部，在采空區(qū)深部因漏風(fēng)阻力大及瓦斯、其他氣體涌出等原因原因，氧氣濃度較低，處于該區(qū)域的遺留在采空區(qū)的浮煤不能發(fā)生氧化反應(yīng)。

3 采空區(qū)自然發(fā)火的原因

3.1 采空區(qū)遺煤

采空區(qū)遺煤是發(fā)生自然發(fā)火的最基本的條件，綜采工作面在準(zhǔn)備(全部沿煤巷掘進)及回采時，由于受頂板及煤質(zhì)的制約，不同程度的留有一定量的頂煤，頂板冒落破碎后造成采空區(qū)存在大量浮煤。

3.2 瓦斯抽放量過大

受對采場瓦斯抽放鉆孔、頂板瓦斯道、地面立孔等瓦斯抽放作用的影響，采空區(qū)形成工作面，采空區(qū)抽放鉆孔的漏風(fēng)通路，造成采空區(qū)局部供氧條件，如果瓦斯抽放量過煤層頂板為復(fù)合層頂板，則極易造成瓦斯道、抽放鉆孔孔底，附近區(qū)域發(fā)生自然發(fā)火隱患

3.3 工作面的設(shè)置不合理

各礦在布置工作面時普遍留有輔助切巷，這樣就破壞了煤柱的完整性，采場運、順尤其是入風(fēng)道硬幫煤柱，因受采場動壓作用產(chǎn)生裂隙，透氣性增強可吸附大量氧，易造成初期氧化升溫，如果在進入采空區(qū)之前不能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施進行處，含有大量氧氣并有較高溫度的煤體進入采空區(qū)后，在采空區(qū)環(huán)境中同很快氧化升溫發(fā)生自燃。

3.4 不合理的開采措施造成自然發(fā)火

采場開切眼、兩順高頂煤幫等地點存在高溫發(fā)火隱患，沒有采取措施進行處理而進入采空區(qū)采場開切眼附近頂?shù)装迕罕┞稌r間較長，同時工作而在備采、安裝期間采場一般配風(fēng)較小，巷道頂、底板及兩幫煤體具備初期氧化條件，如果初采期間工作面推進速度較慢，且配風(fēng)量大，極易造成開切眼附近煤體發(fā)生自然發(fā)火事故。

3.5 對礦井采面通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化工作沒有完全到位

系統(tǒng)風(fēng)流不穩(wěn)定，同時對主要通風(fēng)設(shè)施管理不善，造成采空區(qū)漏風(fēng)量加大。

4 采空區(qū)自然發(fā)火防治方法

我們通過分析以往采空區(qū)自燃事件的因由，并結(jié)合自身的生產(chǎn)經(jīng)驗，總結(jié)出煤炭在滿足下列幾點條件時，能夠有效防止采空區(qū)自然發(fā)火的發(fā)生。

4.1 減少采空區(qū)漏風(fēng)量

建立與采場采空區(qū)相關(guān)連的舊巷密閉、煤倉等漏風(fēng)通道檢查檔案，經(jīng)常進行觀測、檢查，隨時掌握各處漏風(fēng)通道的入、排漏風(fēng)狀態(tài)，合理調(diào)整采場范圍內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，降低采場入、同風(fēng)側(cè)壓差，及時維修與采空區(qū)相關(guān)連密閉，減少漏風(fēng)量;沿采空區(qū)漏風(fēng)通道上風(fēng)側(cè)密閉注氮。

4.2 實時監(jiān)測瓦斯抽放量

頂板瓦斯道、尾巷抽放因抽放時間長，抽放量大在采空區(qū)及易形成自燃條件，因此采用此種抽放方法必須要慎重，首先要合理選擇頂板瓦斯道位置，避開斷層、裂隙等構(gòu)造帶，同時在抽放期間要加強對抽放氣體的檢測，如果抽放管路氧氣濃度上升必須停止工作。

4.3 合理設(shè)置工作面

開采設(shè)計要滿足礦井防火的需要;簡化巷道布置系流:合理安排開采順序;規(guī)范巷道設(shè)計布置，盡量減少各類聯(lián)絡(luò)巷，使區(qū)段巷道進行一些簡單化的布置，在工作面同采前對切眼附近頂?shù)装?，煤壁裂隙等進行防火處理，噴灑阻化劑，噴漿處理;在采場運、同順超前支護段巷道向煤壁施工注漿鉆孔，向煤體內(nèi)注入阻化劑，達到防火降溫作用。

4.4 減少采空區(qū)留煤

加快采場同采速度，對工作面運、同順附近進入采空區(qū)浮煤采取防火處理，尤其是對運順附近浮煤應(yīng)采取噴灑阻化劑措施。工作面過斷層時，必然要沿斷層方向在采空區(qū)形成一條遺煤帶，如果遺煤帶處在易自燃區(qū)域內(nèi)，更易引發(fā)自燃，因此工作面過斷層時必須要在斷層附近采取防滅火處理措施。

4.5 降低采空區(qū)漏風(fēng)量

減少采場運同順向采空區(qū)注砂步距，通過注砂濕潤、覆蓋采空區(qū)易自燃區(qū)域浮煤，同時阻隔采空區(qū)漏風(fēng)通路，降低采空區(qū)漏風(fēng)量。

5 結(jié)論

采煤工作面必須要采取減少采空區(qū)漏風(fēng)，消除巷道高溫氧化點同時對進入采空區(qū)的浮煤采取防火處理等綜合防滅火措施，這些預(yù)防措施，歸根結(jié)底需要加強通風(fēng)管理隊伍的管理，提高采空區(qū)安全管理的意識，并且不斷提高管理隊伍的業(yè)務(wù)水平，才能夠熟練的解決因地質(zhì)或通風(fēng)條件的變化而出現(xiàn)的各類事件。只有如此，才能從根本上對采空區(qū)自然發(fā)火采取有效的措施，進而避免此類事故的發(fā)生。

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淺談煤礦采空區(qū)自然發(fā)火原因分析及防治措施

■陶偉

TU998.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-413-2

陶偉（1983～），男，2006年畢業(yè)于昆明理工大學(xué)安全工程專業(yè)，中國礦業(yè)大學(xué)安全工程專業(yè)工程碩士在讀，工程師，徐礦集團陜西能源化工有限公司安全生產(chǎn)部通防主管，研究方向為礦井通防管理。