矿井防灭火设计

第五章矿井防灭火

第一节概况

一、煤的自燃倾向

2煤层的自燃发火倾向，从大兴井田96―9号孔中取样化验结果：原煤着火点在345℃～385℃之间，其还原样和氧化样的着火点之差在20～35℃之间。结论是煤样自燃倾向性等级为Ⅲ属不易自燃煤。但是2002年7月1日，中国煤炭科学研究总院抚顺分院通风防灭火实验室对本矿2煤层和3煤层的自燃倾向鉴定结果为：2煤层、3煤层的煤样自燃倾向等级均为二类自燃。随着开采范围的扩大，若局部通风系统不合理，密闭没有及时施工，也可造成煤层自燃发火。如2002年11月副井以北300m处、-43m以上采空区发生自燃发火，造成重大经济损失应引起足够重视，今后应切实加强通风管理，保证矿井的安全生产。从上面叙述，可以看出钻孔中取样与井下取样化验结果是有差别的，14上煤层、16煤层自燃发火倾向现阶段难以准确鉴定，只有在井下开拓中采样化验结果更为真实，而且按照有关规定，煤矿必须每年采样化验。

二、设计拟采用的防灭火措施

本矿井扩大区主采煤层为薄煤层，设计采取了以预防为主，防治结合，针对难点，综合治理的方针。主要措施有：开拓开采技术措施、通风安全技术措施、喷洒或压注阻化剂、束管监测等防治措施。

第二节开采煤层自燃预测和防治措施

一、煤的自燃预测及分析

1．煤的自燃预测

（1）煤的炭化程度（变质程度）

煤的炭化程度是煤的自燃倾向性的决定性因素，炭化程度越高，含

氧游离基的含量越少，自燃的危险性越小。

本井田煤的成因类型是腐植煤，为区域变质作用形成的Ⅰ～Ⅱ变质阶段的气煤。据煤的炭化程度分析，本井田各煤层均具有自燃危险性。

（2）煤的岩石学成分

煤的岩石学成分有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤，它们有不同的氧化性。具有纤维构造而表面吸附能力很高的丝煤在常温下吸氧能力特别强，着火点低，可以起到“引火物”的作用。所以含丝煤越多，自燃倾向越大。相反，含暗煤多的煤，一般是不易自燃的。

据详查（最终）地质报告，各煤层的有机组分中，均以镜质组为主，丝炭含量较少。显微煤岩类型均以暗亮煤为主；各煤层的宏观煤岩类型，以半暗和半亮煤为主。

根据以上煤的岩石学成分分析，各煤层不易自燃。

（3）煤的水分

煤层的自燃危害性往往和煤的湿润程度，甚至空气的相对湿度有关。

煤中水分少时，有利于煤的自燃；水分足够大时，则会抑制煤的自燃，煤中水分蒸发后，其自燃危害性会增加。而且，水分对变质程度低的煤的自燃过程影响要比变质程度高的煤影响大。

（4）煤的含硫量

同牌号的煤中，含硫铁矿越多，越易自燃。

据详查（最终）地质报告，可采煤层原煤硫平均含量2.25～2.68%，14上煤层最低，为低硫煤。硫分中主要成分是黄铁矿为主。

煤的含硫量较高，对自燃的危害性较大。

（5）煤炭的孔隙率和脆性

煤炭的孔隙率越大，越易自燃；变质程度相同的煤，脆性越大，越易自燃。

据精查地质报告，本井田煤层孔隙较少，煤层较软，因此，对孔隙率和脆性自燃的危害性较小。

（6）煤层厚度和倾角

煤层厚度或倾角越大，自燃危害性越大。因为开采厚煤层或急倾斜煤层、倾斜煤层时，煤炭回收率低，采区煤柱易破坏，采空区不易封严密和漏风较大所致。

据详查（最终）地质报告，本井田地层倒转，倾角较陡，一般为45°～90°。14上煤厚0.51m～1.92m，平均1.22m，为薄及中厚煤层。16煤可采范围内厚0.53m～0.92m，平均0.73m，为薄煤层。

本井田煤层厚度和倾角对自燃的危害性较大。

2.煤的自燃倾向性鉴定结果

2002年7月1日，中国煤炭科学研究总院抚顺分院通风防灭火实验室对本矿2煤层和3煤层的自燃倾向鉴定结果为：2煤层、3煤层的煤样自燃倾向等级均为二类自燃。根据东部扩大区详查（最终）地质报告14 16煤层自燃发火倾向现阶段难以准确鉴定，但根据上述分析，参上煤层、

考邻近矿井开采实践，暂按有自然发火煤层考虑。建议井下开拓中采样化验，出具鉴定结果。

二、煤的自燃预防措施

内因火灾的主要发生地点一般有：煤层巷道或回采工作面的碎煤堆放处，回采工作面开切眼、停采线处；沿空留(送)巷的沿空侧存在漏风，易发生煤炭自燃；采区水平巷道、回采工作面溜煤眼和阶段煤柱存在裂痕形成漏风通道，旧火区管理不当造成防火密闭、砂门漏风易引起火复燃；掘进回采过程中遇到未充实的旧巷道、旧火区、旧采区、但存在漏风通道时，易发生煤炭自燃。所以，应根据不同情况分别采取不同防范措施。

1.开拓开采技术措施

（1）合理安排开采顺序，采区开采顺序遵循先近后远，先上后下的原则，避免形成“孤岛”工作面。

（2）加快回采进度，提高回采率。

（3）工作面采用后退式开采，回采过程中不得留设或丢失顶煤；浮煤要清理干净；不得留设设计外煤柱，尤其是遇到断层时。

（4）回柱放顶前应回尽采空区的板皮、坑木等可燃物。

（5）严禁超越停采线开采，停采线预留煤柱宽度不能低于25～30m，以保护好密闭及其两侧的巷道，以防煤体被压裂后漏风。

2.通风方面的措施

（1）选择合理的通风系统

各水平、采区均有独立的通风系统，严格实行分区通风，防火抗灾能力强，通风系统稳定可靠。

（2）防止漏风

防火对通风的要求是：风流稳定、漏风量少和通风网络中有关区段易于隔绝。漏风量随漏风风阻的增大或漏风风路两端风压差的降低而减少。因此为减少漏风就必须采取恰当的技术措施：

①在井下安装通风构筑物和局扇时，应注意其位置的选择，一切控制风流的装置都应设置在围岩坚固、地压稳定的地点，不得设置在裂隙带和冒顶区内。

②采取“均压”措施，减少漏风。

③加快回采工作面推进速度，及时封闭采空区。对漏风通道根据具体情况采取风帘、封填、喷涂、凝胶、喷浆等措施，并根据技术进步不断改进。

（3）利用风压调节法防火