煤矿采空区煤自燃的规律
《昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术研究》范文
《昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入，综放采空区的安全问题逐渐凸显。
特别是采空区的自燃问题，给煤矿的安全生产带来了巨大的威胁。
本文以昌恒矿为研究对象，对其综放采空区自燃的“三带”划分进行深入探讨，并提出综合防灭火技术的研究与应用。
二、昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分1. 散热带：这是指采空区内距离火源较远，温度相对较低的区域。
在此区域内，煤炭的氧化反应较为缓慢，不易发生自燃。
2. 自热带：自热带紧邻散热带，是煤炭氧化反应加剧的区域。
在此区域内，煤炭温度逐渐升高，但尚未达到自燃点。
3. 燃烧带：燃烧带是采空区内煤炭已经发生自燃的区域。
在此区域内，煤炭持续氧化并释放大量热量，温度极高。
三、综合防灭火技术研究1. 监测预警系统：建立完善的采空区温度、气体成分等监测系统，实时掌握采空区的温度变化和气体成分变化，及时发现自燃隐患。
2. 阻化剂防灭火技术：采用阻化剂喷洒技术，降低煤炭表面的氧化速度，减少自燃的可能性。
同时，阻化剂还可以吸收煤炭释放的热量，降低煤炭温度。
3. 注浆防灭火技术：通过向采空区注浆，填充空隙并隔绝空气，降低氧气浓度，从而达到防灭火的目的。
注浆材料应选择具有阻燃、降温、封堵等功能的材料。
4. 均压防灭火技术：通过调整矿井内外压力，降低采空区的氧气含量，减缓煤炭氧化速度。
同时，均压技术还可以防止外部空气进入采空区，降低自燃风险。
5. 人员管理：加强矿工的安全培训，提高其对采空区自燃的认知和应对能力。
同时，制定严格的作业规程，确保矿工在采空区作业时的安全。
四、技术应用与效果评估综合应用上述防灭火技术，可以有效地控制昌恒矿综放采空区的自燃问题。
通过实时监测预警系统，及时发现自燃隐患并采取相应措施。
阻化剂、注浆和均压技术的应用，可以降低采空区的温度和氧气浓度，减缓煤炭氧化速度。
同时，加强人员管理，提高矿工的安全意识和应对能力，确保安全生产。
五、结论昌恒矿综放采空区自燃“三带”的划分及综合防灭火技术的研究与应用，对于保障煤矿安全生产具有重要意义。
煤矿防治采空区自燃发火设计方案及措施
我矿目前处于停工期间，无采面接续情况。
工作面和下列地段有煤层自燃发火的可能：1、二采区为自燃煤层，目前处于封闭状态，密闭封闭不严实，工作面就有可能发生自燃发火。
2、工作面为不易自燃煤层，目前处于封闭状态，采空区不存在自燃发火的可能。
现我矿主采 3 上煤层，自然等级Ⅱ级，属自然煤层，矿井采煤工作面采空区采用以喷洒阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶等防灭火方法，以及束管监测预报系统、安全监测监控系统和人工检测的防灭火系统。
灌浆防灭火技术已在我国有自然发火危（wei）险的矿井中得到普遍应用，也取得了良好的效果。
灌入的泥浆能够吸热降温，对煤体有包裹作用，起到隔氧降温目的，同时能胶结顶板、降低采空区空隙率、增加漏风阻力。
1、灌浆防灭火特点灌浆就是将水和浆材按适当的比例混合，制成一定浓度的浆液，了较好的防灭火效果，由于综放工作面开采的 3 上煤层为自燃煤层，设计采用灌浆防灭火技术。
2、采用灌浆防灭火的合用条件煤层为自然煤层。
2、煤层采用仰斜开采的方法。
由于综放工作面煤层为自燃煤层，开采方式也是仰斜开采，故该方法合用于本矿。
但由于这种方法具有以下缺点： (1)浆体只流向地势低处，不能向高处堆积，对高位火作用有限； (2)不能均匀覆盖浮煤，容易形成“拉沟”现象； (3)易跑浆和溃浆，恶化工作环境，影响煤质。
故综放工作面在使用时应与其他防灭火方法配合使用。
灌浆防灭火方法主要注重于“灭”，即煤层浮现自燃发火征兆时而使用，若煤层无自燃发火征兆时，主要以喷洒阻化剂方法为主，但灌浆系统应每隔 7-10 天运行一次，以保证该系统的可靠性。
3、灌浆材料选择灌浆材料必须满足以下要求：1、不含可燃物或者助燃物；2、粒径直径小于 2mm，细小粒子(粒径直径小于 1mm)占 75%；3、主要物理性能指标：比重 2.4~2.8，塑性指数 9~14，胶体混合物 25~30%，含砂量 25~30%；4、易脱水，又具有一定的稳定性；5、具有能与较少的水混合成浆液的能力，运输时不阻塞管路或者泥浆池；6、便于开采、运输和制备，来源广，成本低。
煤矿采空区煤体自燃原因分析
煤矿采空区煤体自燃原因分析火灾作为矿井生产中的常见灾害之一，对井下生产安全有着严重影响。
根据相关统计显示，中国八成以上煤层存在自然发火倾向，矿井火灾总量中九成左右由煤炭自燃引发。
通过对以往各大科研院校针对煤层自燃现象开展的各项研究的深入分析，可发现采空区煤炭自燃的出现主要受到煤层自燃倾向、煤体粒度、回采面推进速度、漏风量等因素影响。
1、煤层自燃倾向煤炭自身就是典型的可燃物，其自身节理裂隙的发育又为O2提供了可依附的环境，使其能发生氧化并产生热量，当周围环境具备良好的聚热条件时，煤炭便会不断聚热升温，最终达到其着火点后便会发生煤炭自燃。
通常来说，煤炭种类的不同使得其物理特性也存在相异性，因此将煤炭的吸氧能力作为其自燃能力的表征数据，在实际生产中可借助专业的监测设备，对所采煤层煤体吸氧能力进行测定，并结合其它辅助修正指标，可实现对煤炭自燃发火能力的有效确定，从而为井下火灾防治提供参考和指导。
2、煤体粒度井下生产回采作业中，支架上部煤体会在支架的反复支撑中发生破碎，并在作业过程中难以避免地落入采空区内。
此时，煤体破碎程度越大，落入采空区浮煤粒度越小，则其越容易发生氧化，进而引发自燃现象。
煤样粒径越小，其对O2的吸附能力越强，氧化并发生自燃的概率也越高。
这不仅解释了破碎煤体与采空区浮煤容易发生自然发火现象的原因，同时也为更加有效认识和防范采空区浮煤自燃提供了理论指导。
3、回采面推进通过对回采面漏风量、推进距离、采空区温度等数据的监测显示，采空区内温度的变化同回采面的推移距离存在一定关系。
当回采面正常推移时，采空区内浮煤的氧化升温时间相对有限，温度未达到着火点便随着回采面的推移而进入窒息带。
但当回采面推移无法正常开展或速度较慢时，采空区浮煤便会长时间置于氧化升温带，从而持续增温至着火点，诱发自燃发火现象。
通常，在生产作业时，遭遇断层、褶曲等特殊地质条件时，回采面推移必然会放慢速度，这便会导致此时采空区火灾的发生几率大幅提升。
不连沟煤矿特厚煤层综放面采空区自燃“三带”分布规律
采空区气体动 力学 的研究 。一般来 说 ，采空 区深 处风 流速
度 小 ，流 动 为 层 流 ，风 流 规 律 服 从 达 西 定 律 ；采 空 区 中 部
风流状态为过 渡流 ，其 规律 已偏离 达西定 律 ；采 空 区靠近 巷道边缘风流 速度较 大 ，流 动为紊 流 ，风 流规律 服从 二次 项通风阻力 规 律 ，因此采 空 区风 流流 动 规律 遵 循 Ｂ ｃｍａ ａｈ ｔ 提出的非线性渗流方程 ｜ ： ４ Ｊ
８ ６
２１ ０ 第 ５期 １年
２ 采空 区空气 渗流 的数值 模拟
２ １ 采 空 区物理 模 型 ．
煤
炭
工
程
在前 处 理 器 Ｇ ＭＢＴ里 建 立 模 型 ，然 后 采 用 解算 器 Ａ Ｉ ＦＵ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ软件进 行计 算。充分 结合 采空 区顶 板 冒落 情况 及 工作 面的实 际情 况对 采空 区进行 网格划 分。针对 不连 沟煤 矿 的具体条件 ，考虑 流场 的非 均匀性 ，采 用非均匀 网格 ９ ０ × ０×３ ，对工作 面附近 的 网格 、漏 风 口及 回风 口附近 的 ８ ４ 网格进行局 部加 密。构建数值模拟物理模型如 图 １ 所示 。
摘
要 ：为有 效 防治采 空区 自燃 ，对 不连 沟煤 矿 特厚 煤 层 ６ ０ 放 工 作 面采 空 区 自燃 “ １３综 三
带 ” 进行研 究 ，建立 了采 空 区气体 渗 流 场模 型 ，采 用 Ｆ Ｕ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ软 件 对 采 空 区氧 浓 度 进 行 了数 值 模拟 ，总结 采 空 区氧 气浓度 的分 布规 律 。在 此基础 上 ，分析 了散 热带 、氧化 带 的分布 呈现 不 对称
《2024年大采高超长综采工作面采空区自然发火规律研究》范文
《大采高超长综采工作面采空区自然发火规律研究》篇一一、引言煤炭工业是我国能源生产的重要组成部分，采煤技术持续发展和更新对于提高煤矿开采效率和安全具有重要意义。
在大型煤炭矿井中，大采高超长综采工作面的运用已经成为主流。
然而，随着开采深度的增加和开采强度的加大，采空区自然发火问题逐渐凸显，成为影响煤矿安全生产的重要问题之一。
因此，研究大采高超长综采工作面采空区自然发火规律，对于预防和控制煤矿火灾，保障矿井安全具有极其重要的意义。
二、采空区自然发火原因及影响因素采空区自然发火主要是由于煤层中的残留煤炭在不良的通风条件下氧化、发热、自燃所致。
影响采空区自然发火的主要因素包括：煤炭性质、通风条件、采空区内的气体成分及含量、采煤方法等。
大采高超长综采工作面的特殊性，如工作面长、高差大等，都可能对采空区的自然发火产生影响。
三、大采高超长综采工作面采空区特点大采高超长综采工作面的采空区具有以下特点：一是空间大，煤炭储量大，可能存在的潜在火灾风险更大；二是高差大，导致通风困难，局部地区容易形成氧化反应的环境；三是工作环境复杂，存在多处盲区，难以及时发现火灾源。
这些特点使得大采高超长综采工作面的采空区自然发火规律具有独特性。
四、自然发火规律研究方法及成果针对大采高超长综采工作面采空区的自然发火规律研究，可以采用多种方法，如理论分析、实验研究、数值模拟、现场实测等。
这些方法的应用，可以深入探究采空区自然发火的机理、发生条件及影响因素。
经过多年的研究和实践，已经取得了一系列成果。
例如，通过对煤炭性质的研究，发现某些煤种具有较高的自燃倾向性；通过通风条件的研究，发现合理的通风策略可以有效降低采空区的温度和氧气含量，从而抑制煤炭的氧化反应；通过现场实测，发现了采空区自然发火的典型特征和规律等。
五、防控措施及建议基于对大采高超长综采工作面采空区自然发火规律的研究，可以采取以下防控措施：一是加强煤炭性质的研究，了解不同煤种的自燃倾向性，采取针对性的防火措施；二是优化通风系统，保证采空区的通风良好，降低温度和氧气含量；三是加强现场监测，及时发现和处理火灾隐患；四是制定完善的火灾应急预案，确保在火灾发生时能够及时、有效地进行处置。
煤矿采空区防灭火技术
煤矿采空区防灭火技术摘要：目前来看我国煤矿开采工作中采空区处理水平参差不齐，相当一部分企业在作业过程中存在采空区自燃风险大的问题。
本文针对一系列煤矿采空区防灭火技术进行了分析，希望本文所述内容能够进一步提升煤矿采空区防灭火技术应用情况。
关键词：煤矿采空区；防灭火技术；应用1采空区自燃机理采空区煤自燃也称矿井内因火灾，是指遗留在采空区内部的煤在未经点燃而自行燃烧的现象。
其机理目前普遍认为是煤氧复合作用，与空气接触原始煤体在蓄热条件良好的空间内被氧化，温度逐渐升高，直至发生煤自燃。
跟据目前研究成果可将煤自燃分为3个阶段：潜伏期、自热期、燃烧期。
潜伏期煤与氧气发生缓慢氧化，形成不稳定的氧化基，在自热期煤经过长时间的氧化，化学活性增强生成的不稳定的氧化物也开始逐渐分解，煤体温度升高至60～80℃，在温度升高到一定程度，煤开使发生干馏现象，生成碳氢化合物和CO等可燃气体，随着自热期的发展，氧化反应加速，煤温逐渐上升到自燃温度，进入燃烧期，此时，煤发生深度热分解反应，可以观察到明火、烟雾，燃烧过程释放出碳氧化合物和一些烃类气体。
2煤矿采空区防灭火技术2.1通风与监测通风系统以及环境检测系统是保障采空区环境安全以及明确具体数据参数的重要系统，通风系统需要满足整个矿井的整体通风需求，而且需要重点进行通风孔位置的布置，合理的通风孔位配合功率充足的风扇才能最大限度保障井下环境安全。
而通风系统还是均压防火的核心基础，利用通风系统来有效调节两端漏风的风压差，减少气流运动速度，在比较完善的均压防火系统之下两端风压差基本趋近于零，达成这样的目标能够在发生自燃后有效进行火势封闭，减少气流流动、抑制火势发展并增加扑救效率。
另外，在通风系统正常工作的基础上，做好相应的参数监测工作能够及时发现异常情况，及时进行处理则能够有效预防自燃的发生。
2.2预防性灌浆技术预防性灌浆技术就是将一定比例的水、黄土制成泥浆，然后利用泥浆泵将其灌注到采空区中以防止其发生自燃的一种技术。
辛置煤矿综采工作面采空区自燃“三带”划分研究
收稿日期：２０１９?０７?０２作者简介：孙海峰（１９８４－），男，山西交口人，工程师，从事矿井通风与安全技术工作。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０２０．０２．０１６辛置煤矿综采工作面采空区自燃“三带”划分研究孙海峰（霍州煤电集团公司辛置煤矿，山西霍州 ０３１４１２）摘 要：为搞清辛置煤矿２－２０８工作面采空区自燃“三带”的分布范围，通过在工作面的进、回风巷预埋两组束管，进行现场监测采空区氧浓度场的分布规律，并结合计算机数值模拟，分析得出辛置矿２－２０８工作面采空区“三带”分布规律：０～２８ｍ为散热带，２８～５２ｍ为氧化带，距工作面大于５２ｍ为窒息带。
由此提出了采空区防灭火技术措施。
关键词：采空区；自燃“三带”；氧浓度场；防灭火中图分类号：ＴＤ７５２．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５?２７９８（２０２０）０２?００４４?０３ 煤炭自然发火不仅会导致矿井设备毁坏、资源冻结和生产接替紧张，造成巨大经济损失，还会释放出大量的有毒有害气体，危及矿工的人身安全［１］。
采空区作为井下煤层自然发火的高危区域［２］，是煤矿防治的重点［３］。
辛置煤矿已开采数年，井下巷道错综复杂，增加了采空区漏风的危险，而且开采的煤层主要为高硫煤，属于Ⅱ类自燃煤层，具有自燃性，矿井和煤层赋存地质条件的特殊性增加了自燃危险性［４］。
本文以辛置煤矿２－２０８工作面为研究对象，通过对综采工作面采空区自燃“三带”分布情况进行现场实测、理论分析和模拟研究，确定采空区自燃“三带”分布规律，并提出了现场防火的技术措施［５］。
１ 工程背景辛置煤矿２－２０８综采工作面所采２号煤层位于二叠系下统山西组，为低硫肥煤，工作面标高２６１～３０６ｍ，地面标高７２５～７４５ｍ，煤层平均厚度４．１ｍ，倾角２～６°，煤层稳定可采，结构复杂，含两层夹矸，其中第二层夹矸层位较稳定，厚度稍大。
煤层老顶为厚度７．２ｍ的Ｋ８中细砂岩，直接顶为３ｍ厚的泥岩、砂泥岩；直接底为４．５ｍ厚的泥岩，老底为６．５ｍ厚的中砂岩。
浅析矿井开采煤炭自燃发火产生的原因及对策
浅析矿井开采煤炭自燃发火产生的原因及对策作者：赵军来源：《科技创新导报》2012年第14期摘要:煤矿井下自然发火是煤矿开采的一个主要灾害,要保证煤矿的安全生产,全面了解煤矿井下自然发火产生的原因和条件,积极采取策略,预防自然发火灾害是摆在我们当前的一个主要任务。
本文从煤矿井下煤自然发火的规律,理论联系实际,为煤矿开采过程中防灭火提供理论和技术支持,确保煤矿安全生产。
关键词:煤矿自燃发火原因和条件对策中图分类号:TD752 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0071-01煤矿井下自然发火是煤矿开采的一个主要灾害,我国煤矿发生的火灾中,自燃发火约占矿井火灾的七成以上。
要保证煤矿的安全生产,全面了解煤矿井下自然发火产生的条件,积极采取策略,预防自然发火灾害是摆在我们当前的一个主要任务。
1 煤矿井下自然发火产生的原因和条件在煤矿开采过程中,随着开采深度的增加,煤炭自身的温度逐渐提高,水份逐渐减少,矿压逐渐增大,瓦斯的涌出量不断增大,风量和风流变化较大。
采煤的工艺水平由原先的分层式开采到放顶式开采,这就需要加大通风量,风量的增大,加快了浮煤的氧化速度与氧化程度,为煤层的自燃发火提供了条件。
煤炭自燃发火前的预兆:煤温、气温连续上升,风流中伴有煤油、松节油味;空气相对湿度增加。
巷道出现雾气,支架、煤壁顶板上有水珠;空气中一氧化碳和二氧化碳,其相对含量连续上升。
流经自燃地点的空气含量减少。
具体分析,首先煤炭自身的特性,有一定自燃倾向性,受压破碎且堆积至一定厚度时,煤与氧气的结合能力强,氧化放热量较大,氧化过程进展较快,容易发生自燃。
其次,含氧量较高的风流持续稳定的流经破碎的煤体时,煤的氧化自燃过程才能够不断地发展下去,才有可能最终发生煤自燃现象。
流经煤体风流的含氧量对煤自燃的成长过程有主要的影响,一般分为以下几种情形:(1)风流中的氧气浓度小于5%时,因氧气量不足,煤炭自燃现象不会轻易发生。
浅述采煤工作面采空区自燃发火及其预防
ｌ８ ９
童 舛技 撼晨
２１年 期 ０１ 第２
浅述 采煤 பைடு நூலகம் 作 面 采 空 区 自燃 发 火 及 其 预 防
于乃虎
（ 黑龙江龙煤股份有限公司鹤岗分公 司南山煤矿 ， 黑龙 江 鹤岗 １４ ０ ） ５ １３
摘 要 根据鹤岗矿业集 团南山煤 矿多年来对 自燃发火煤层开采的实践 ， 分析总结 了采空区 自燃发火的原 因和条件 、 发火类型和特点 、 货的 发
风巷和 回风巷 内侧 ， 一次采 全高 的薄及 中厚煤层 采空
Ｙｕ Ｎａ ｉ— ｈ ｕ
（ ｅａｇＨｅｏｇ ａｇＬ ｎ ｒｎｈＣ ａ Ｃ ． Ｌｄ ａｓａ ｏ ｉｅ Ｈ ｇｎ ｉ ｎｊｎ ｏ ｇＢａｃ ｏｌ ｏ ， ｔ．Ｎ ｈ ｎｃａ ｍ ｎ ） ｌ ｉ ｎ ｌ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ Ｈｅ ａ ｇ Ｃｏ ｌＭｉ ｉ ｇ Ｇｒ ｕ ｎ ｋ ｏ ｌ ｍｉ ｉ ｇ ｏ ｅ ｅ ｙ ａ ｓ，ｔ ｅ ｐ ａ ｔ ｅｏ ｐ ｎａ ｅ ｕ ｏ ｕ ｔｏ ｓｒ ｃ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｇ ｎ ａ ｎ ｎ ｏ ｐ Ｘｉ ｇ ｎ ｃ ａ ｎ ｎ ｖ ｒｔ ｅ ｒ ｈ ｒ ｃｉ ｆ ｏ ｔ ｎ ｏ ｓ ｃ ｍｂ ｓｉｎ，ａ ａ ｙ ｉ ｓ ｍｍａ ｉｅ ｈ ｈ ｃ ｓ ｎ ｌｓｓ ｕ ｒｚ ｓｔ ｅ ｍｉｅ ｎ ｄ—ｏ ｔａ ｅ ｆ ￣ ｕ ｒａＣ， ｌ Ｕ ｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆｓ ｏ ｔ ｎ ｏ ｓ ｃ ｍｂ ｓｉ ａ ｄ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｏ ｐ ｎａ ｅ ｕ ｏ ｕ ｔ ｎ．ｉｎ ｔ ｎ ｔｐ ｄ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ｒｌ ｅ ｅ ｎ ａ ｔｒ ｎｄ ｄ ｌ ｅ ｙ Ｇｏ ｐ ｎ ａ ｅ ｕ ｉ ｏ ｇ ｉ ｏ ｙ ｅ ａ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｉ ．ｉ ｕ ｎ ｉｇ ｆ ｃｏ ｓ ａ ｅｉ ｒ ｂ ｓ ｔｎ ｏ ｓ ｉ ｎ ｓｃ ｄ ｖ ｏ
煤体要发生自燃必须具备以下四个条件
煤体要发生自燃必须具备以下四个条件：①具有低温氧化性，即有自燃倾向的煤以破碎状态存在；②有大于12%氧含量的空气通过这些碎煤；③空气流动速度适中，使破裂煤体有积聚氧化热的环境；④在上述3个条件同时具备的状态下，持续一定的时间，使煤体可以达到着火温度。
只要同时具备上述4个条件，煤炭自燃发火即可发生。
但实际中很难找出某两次煤炭自燃发火的发生条件是完全相同的。
这样，对煤炭自燃发火的条件就很难作出定量分析。
煤炭自燃经常发生的地点是：①有大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的采空区（特别是采空区内的联络眼附近和停采线处）；②巷道两侧和遗留在采空区内受压的煤柱；③巷道内堆积的浮煤或煤巷的冒顶、垮帮处。
煤矿井下环境中，煤尘爆炸必须同时具备以下3个条件：⑴具有一定浓度的能够爆炸的煤尘云。
煤尘有的具有爆炸性，有的不具有爆炸性。
具有爆炸性的煤尘只有在空气中呈悬浮状态并具有一定浓度时才能发生爆炸。
实验表明，煤尘爆炸下限为45ｇ/m3 ,上限为1500～2000ｇ/m3，爆炸力最强的煤尘浓度为300～400ｇ/m3。
⑵高温热源，能够引燃煤尘爆炸的热源温度变化的范围是比较大的，它与煤尘中挥发分含量有关。
我国煤尘爆炸的引燃温度变化大约在610～1050℃之间，烟煤一般为650～900℃。
煤矿井下能点燃煤尘的高温火源主要为：爆破时出现的火焰、电气火花、电弧、静电放电、摩擦放电、摩擦高温、井下火灾和瓦斯爆炸等。
⑶空气中氧气浓度大与18%，空气中氧含量小于18%时，煤尘就不能爆炸。
但必须注意的是空气中氧浓度虽减至18%以下，并不能完全防止瓦斯与煤尘在空气中的混合物爆炸。
煤矿井下紧急避险有讲究逃生方式巧选择作者：中国煤炭报来源：中国煤炭报发布时间：2011-3-2 20:34:18减小字体增大字体轻轻一点，立刻拥有一本安全工具书！收藏本篇文章，方便以后查看煤矿井下紧急避险系统是减少事故伤亡、避免或减少重特大事故发生的有效方法。
因此，研究煤矿井下紧急避险系统，对提高井下紧急避险能力，减少事故伤亡人数，促进煤矿安全生产有十分重要的意义。
陕西彬长文家坡矿4105工作面采空区自燃“三带”规律分布研究
收稿日期:2021-09-06作者简介:陈庆刚(1989-),男,陕西咸阳人,工程师,从事煤炭技术与管理工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2022.02.017陕西彬长文家坡矿4105工作面采空区自燃“三带”规律分布研究陈庆刚(陕西咸阳彬州市小章镇文家坡矿业公司,陕西彬州 713500)摘 要:以陕西彬长文家坡矿业有限公司4105综放工作面具有自燃倾向性的4号煤为背景,通过现场实测和理论分析,利用氧气浓度指标和一氧化碳浓度指标对采空区自燃“三带”进行正确的划分,得到了以下的结论:①进风侧散热带为0~52m;氧化自燃带为52~120m;大于120m 为窒息带。
回风侧散热带为0~3.2m;氧化自燃带为3.2~41.6m;大于41.6m 为窒息带。
②4105工作面的最低推进速度3.5m /d 为其工作面的安全推进速度;每月的最低推进距离,即安全推进距离为105m,当工作面每天推采速度大于3.5m 时,采空区的遗煤自燃一般都不会发生,当采面日平均推进度不超过3.5m 时,要采取针对性防灭火措施,可有效防止自然发火的现象发生。
关键词:自燃“三带”;预测;自燃发火;安全推进速度中图分类号:TD752.2 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2022)02-0055-04众所周知,煤炭资源约占我国一次性能源消费量比例的70%,而矿井火灾是煤矿主要灾害之一。
据统计,全国重点煤矿中有自然发火危险的矿井约占47%,其中60%的煤矿自然发火都与采空区有关[1-3]。
通过对工作面采空区自燃“三带”的观测,可以较为准确地反映陕西彬长文家坡矿综放工作面采空区遗煤氧化情况和自燃危险区域分布范围,通过现场实测和理论分析,采用温度、气样成分(氧气,一氧化碳)变化情况来准确划分采空区自燃“三带”[4-6]。
本文通过对陕西彬长文家坡矿业有限公司4105综放工作面自燃“三带”进行研究,为确定采空区防灭火工艺各类参数提供依据,指导了工作面安全生产,为煤层防灭火工作提供了借鉴。
神东矿区大采高易自燃煤层自燃因素及分析———以察哈素煤矿3-1煤层为例
由基浓度生成 速 度 大, 说 明 镜 煤 的 自 燃 倾 向 性 大.
丝炭的自燃倾向性小.壳质组的着火点温度高,自
燃倾向性就低,但在煤温较高时,会发生强烈热解
反应.
神府煤田不同类型煤岩组成 及 其 着 火 点 如 表 ２
所示.镜煤着火点温度 为 ２９０℃ ,丝 炭 的 着 火 点 温
度在 ３５０℃ ,随着煤中惰性 组 的 增 加,着 火 点 温 度
响表现在:煤炭自燃倾向性随着煤的变质程度增高
煤层赋存特征,确定主要影响煤炭自燃的内在因素
而降低,挥发分越高,煤炭自燃性就越高.随着煤
为煤化程度、煤岩成分、含水量、含硫量、煤层孔
化程度的增大,结构单元中芳香环数增加,结构致
隙特性、煤层瓦斯含量等.
密,对气态氧较活泼的侧链和含氧官能团减少甚至
消失,煤 的 抗 氧 化 能 力 增 强. 据 统 计, 中 国 北 方
５３
４０
半暗煤
３０
暗煤
的长焰煤和不粘煤的燃点最低,其次是气煤、肥煤
不同煤岩组分煤的着火点温度不同,体现了煤
７２
半亮煤
神
府
煤
煤,无烟煤的燃点最高.在烟煤中以煤化程度最低
１ 煤层煤种属不粘煤和少量长焰煤,燃点较低.
２
４ 煤岩组分的物化性质对煤自燃的影响
９２
亮煤
化程度 来 看, 泥 炭 的 燃 点 最 低, 其 次 是 褐 煤 和 烟
i
ngc
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ls
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amspon
t
ane
ousc
ombus
t
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煤层自燃发火规定
自燃发火矿井应遵守的规定一、《煤矿安全规程》对自燃发火矿井的要求1、煤的自然倾向性分为容易自燃、自然和不易自燃三类。
生产矿井延伸新水平时，必须对所有煤层的自然倾向性进行鉴定。
开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤层自然发火的措施。
（第228条）2、对开采容易自燃和自燃的单一厚煤层或煤层群的矿井，集中运输大巷和总回风巷应布置在岩层内或不易自燃的煤层内；如果布置在容易自燃和自燃的煤层内，必须砌碹或锚喷，碹后的空隙和冒落处必须用燃性材料充填密实，或用无腐蚀性、无毒性的材料进行处理。
（第229条）3、开采容易自燃和自燃的煤层（薄煤层除外）时，采煤工作面必须采用后退式开采，并根据采取防火措施后的煤层自燃发火期确定采区开采期限。
在地质构造复杂、断层带、残留煤柱等区域开采时，应根据矿山地质和开采技术条件，在作业规程中另行确定采区开采方式和开采期限。
回采过程中不得任意留设设计外煤柱和顶煤。
采煤工作面采到停采线时，必须采取措施使顶板冒落严实。
（第230条）4、开采容易自燃和自燃的煤层时，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采取预防性灌浆或全部充填、喷洒阻化剂、注阻化泥浆、注疑胶、注惰性气体、均压等措施，编制相应的防灭火设计，防止自然发火。
在自然发火期内能采完、并能及时予以封闭的工作面和采区，可不采取上述防止自然发火的措施。
（第232条）5、开采容易自燃和自燃的煤层时，在采区开采设计中，必须预先选定构筑防火门的位置。
当采煤工作面投产和通风系统形成后，必须按设计选定的防火门位置构筑好防火门墙，并储备足够数量的封闭防火门的材料。
采煤工作面结束后，必须在45天内进行永久性封闭。
（第234条）6、开采容易自燃和自燃的煤层时，在采区开采设计中，必须明确选定自然发火观测站或观测点的位置并建立监测系统、确保煤层自然发火的标志气体和建立自然发火预测预报制度。
所有检测分析结果必须记录在专用的防火记录簿内，并定期检查、分析整理，发现自然发火指标超过或达到临界值等异常变化时，立即发出自然发火预报，采取措施进行处理。
煤矿井下采空区自燃“三带”的探讨与考察
煤矿井下采空区自燃“三带”的探讨与考察摘要：本文主要探讨煤矿井下采空区自燃“三带”的划分、监测及分析，确定自燃“三带”区段，保证采煤工作面的正常回采。
关键词：煤矿；自燃；三带引言根据采空区自燃“三带”的划分、监测及分析，自燃“三带”区段，根据该区段采取针对性措施，确保安全生产。
一、采空区自燃“三带”划分按采煤工作面采空区内浮煤自燃危险性的不同，可将采空区划分为散热带、自燃带和窒熄带。
在采煤工作面推进过程中，采空区自燃“三带”范围和宽度随采煤工作面漏风量、氧浓度、浮煤厚度和采空区温度等因素动态变化。
自燃“三带”的定性划分指标主要可分为3类：⑴按照氧浓度划分采空区自燃“三带”；⑵用温升率指标划分采空区自燃“三带”；⑶按照采空区内漏风风速指标划分自燃“三带”。
根据自燃“三带”的划分情况，可以确定综放面对自燃防治有利的最低月推进度和最长停采撤架封闭时间。
一般认为划分漏风散热带和自燃带的指标为：氧浓度18%、日升温速率≥、漏风风速0.015m/s。
划分自燃带和窒熄带的指标为：氧浓度≤8%或10%，日升温速率≤1℃/d，漏风风速0.00033m/s。
自燃带和窒熄带的标准采用10%较多。
二、采空区自燃“三带”监测1.采空区自燃“三带”监测方案进回风巷内沿底板向采空区各埋设一趟8芯束管，束管长度150m，沿进、回风巷向外间隔30m各布置5个采样头。
以上采样头一旦进入采空区即开始取气分析，直至取样分析结果表明采样头已经进入窒息带。
如果因为管路被砸断等原因导致分析数据无意义时必须重新铺设束管。
2.采空区自燃“三带”分布的影响因素分析煤体自燃过程是一个非常复杂的动态过程，这个过程由煤体内在自燃性和外界条件共同决定。
综放面采空区自燃“三带”是个动态的变化范围，随着推进度、漏风量、注氮量等多种因素变化而变化。
因而采空区自燃“三带”的宽度受到多因素的共同影响而动态变化。
其具体的影响因素如下：（1）进度影响采空区自燃“三带”的区域是一个动态的范围，随着工作面的向前推进而动态的变化。
中厚煤层超长面采空区自燃规律研究
观测工作主要 是通过采空 区预埋管路进行测 温、 气样采集分析等 ， 掌握采空区内部温度、 气体浓
度随工作面推进的变化情况 ； 同时测定工作面风量 、 温度、 气体浓度等参数 。
１ ． ２ 采 空 区氧浓 度及 相关参 数收 集 根 据现 场实 际生 产情况 和地 质条件 选 择在灵 新
第 １期
蒋志刚 中厚煤层超长面采空 区 自燃规律研究
４ １
中厚 煤 层 超 长 面 采 空 区 自燃 规 律 研 究
蒋 志 刚
（ 四川省煤炭产业集 团有 限责任公 司 技术 中心 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ９ １ ）
摘
要： 通过 埋管 的手段 得 到采 空 区的气体 成分 变化 ， 同 时收 集 多组 工作 面的 气体 成 分 、 日回采 距
时， 因综放设备处于试运转 ， 工作面推进速度相对较
慢， 特 别是 在 国庆放 假 期 间 ， 采 煤 机 和支 架 检修 ， 停
采三天 ， 如图 ３所示。开切眼松散煤体的氧化升温
时 间长 ， 因此开切 眼 附近采 空 区易发生 自燃火 灾 。
ｌ Ｉ
测量是间接测算 的。通过测试两道顺槽煤层厚度 ， 根据每天推进速度 、 工作面长度、 出煤量等推算出采 空区浮煤量 。最后经观察确定浮煤分布规律。
测工作面推进情况、 采空区浮煤分布情况、 采空区气 体、 工作面气体及风量 、 温度情况等 ， 并对数据进行
一
Ｉ ＝ 作 面恻聚距 Ｎ／ ｍ
图 ４ 采空区氧浓 度与工作 面推进进尺关系
定 程度 的分 析 。Ｌ １ ８ １ ６综 采工 作 面 的开 切 眼断 面
较大 ， 受矿压影响压裂破碎 ， 存在漏风供氧 ； 综放设
煤矿煤层自然发火原因分析与防治措施
煤矿煤层自然发火原因分析与防治措施p云台矿所采二1煤层自然发火期为2~3个月,属易自燃煤层,生产期间曾发火,通过云台矿的防灭火治理及通过分析发火原因,本人认为,整合后的矿井更应做好防灭火工作,确保矿井安全生产。
1 矿井简介平煤集团云台矿位于平顶山石龙区大庄村平煤集团大庄矿东南1.2km处,地处丘陵地带,1995年底破土动工,1999年11月投产,设计服务年限18年,设计生产能力6万吨/年, 2005年实际生产能力9.5万吨。
由于小煤矿破坏以及河南梁洼煤矿水淹等原因,造成云台矿资源枯竭,加之采矿许可证到期等种种原因,于2006年6月份闭坑。
云台矿煤田原属平煤集团大庄矿,由于断层影响划拨给云台矿开采。
开采煤层为二1(己16-17)煤层,自然发火期2~3个月,属易自然煤层,瓦斯绝对涌出量0.7m3/min,相对涌出量为1.5m3/t,属低瓦斯矿井。
煤尘爆炸性指数18～32%,具有爆炸性。
2 云台矿煤炭自然发火情况及原因漏风是引起云台矿自然发火的根本原因。
2002年杨庄矿(非法小窑)越界开采与云台矿己16-17-11050机巷掘透,由于密闭不严漏风,50天后密闭处发火。
2005年云台矿在大庄矿己四采区东翼残采,由于大庄矿压入式通风,云台矿为抽出式通风,造成采空区漏风,Co超限。
2006年己16-17-11090工作面报废中切眼密闭漏风,造成废巷内温度升高,密闭内CO浓度超限。
3 煤炭自燃原因及条件3.1煤自燃的学说种类目前主要的煤自燃学说有黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说以及煤氧化符合作用学说等。
3.2煤炭自燃条件3.2.1煤炭自燃的必要充分条件是:(1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态,堆积厚度一般要大于0.4m。
(2)有较好的蓄热条件。
(3)有适量的通风供氧。
通风是维持较高氧浓度的必要条件,是保证氧化反应自动加速的前提。
实验表明:氧浓度>15%时,煤炭氧化方可较快进行。
(4)上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。
谢桥矿11518工作面采空区自燃“三带”划分
谢桥矿 11518工作面采空区自燃“三带”划分浓度为主摘要：为确定谢桥矿11518工作面“三带”分布规律，以实测O2要指标，浮煤厚度及漏风强度为辅助指标，将该工作面采空区自燃区域划分为散热带、氧化升温带和窒息带，并利用FLUENT 软件对自燃“三带”分布规律数值模拟进行验证，其结果与现场实测结果基本相吻合，说明可通过数值模拟与现场实测办法判定工作面采空区“三带”分布规律。
关键词：采空区；自燃；“三带”0 引言矿井火灾是煤矿五大灾害之一，极大地威胁着煤矿的安全生产和矿工生命安全，造成巨大的资源损失和环境污染。
采空区自然发火是矿井自然发火防治的重点，采空区自燃三带的划分是防范采空区自燃的重要基础。
作为高产量、高效率的采煤技术，综放开采已在国内普遍使用，能大幅度提高煤炭生产效率及产量。
但与此同时，这项技术为采空区也带来了巨大的安全隐患，遗留下大量的浮煤让采空区的自燃发火问题空前严重。
因此，确定该区域的范围对矿井工作面采空区煤自燃防控至关重要。
刘俊采用采空区预埋束管的方法分析采空区氧气浓度，从而确定采空区自燃“三带”宽度，此方法单一，不能验证结果的准确性。
白铭波利用FLUENT数值模拟对采空区自燃“三带”进行研究。
文虎通过现场测量氧浓度变化和数值模拟办法验证相结合，分析研究了煤层分层前后采空区煤自燃危险区域的变化情况。
浓度为主要指标，浮煤厚度及漏风强度作为辅助本文在前人的基础上，以实测O2指标，并利用FLUENT 软件对自燃“三带”分布规律数值模拟进行验证，测定结果的可靠性得到了有效保障。
1 工作面概况谢桥矿位于淮北平原西南部，安徽省颍上县境内，横跨颍上县和淮南市凤台县，其中心南距颍上县城20km ，东南至凤台县城约34km 。
11518工作面位于矿井一水平东一B 组采区，西起-720m 东翼B4煤层底板轨道石门，东至-720m 东二轨道石门。
工作面标高-606.5～-676.7，可采走向长1623m ，倾斜宽258.8m 。
邹庄煤矿7401工作面采空区动态自燃“三带”变化规律研究
邹庄煤矿7401工作面采空区动态自燃“三带”变化规律研究孟刚;武向强
【期刊名称】《采矿技术》
【年(卷),期】2024(24)2
【摘要】通常一个工作面只测定一次采空区自燃“三带”。
但工作面遇到断层、
煤厚变化时,会阻碍推进速度,同时也影响采空区的氧化进程,因此,采空区自燃“三带”是动态变化的。
为了研究采空区动态自燃“三带”变化规律,通过在现场铺设束管
系统测量采空区氧气随温度的变化规律。
基于氧气浓度的变化,提出了一种基于煤
温变化的升温幅度法,并利用分布式光纤测温系统监测实时温度进行“三带”划分。
结果表明:研究断层复杂地区使得自然“三带”扩大;煤层越厚,氧化带越窄;推进速度加快时,整体氧化带发生后移现象。
【总页数】8页(P165-172)
【作者】孟刚;武向强
【作者单位】安徽神源煤化工有限公司邹庄煤矿;冀中能源股份有限公司邢东矿;中
国矿业大学安全工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD7
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煤矿采空区煤自燃的规律
大量统计资料表明，采空区是井下自然发火几率最高的区域，易自燃的地点包括开切眼、停采线、进回风顺槽、联络巷、残留煤柱边缘、厚煤层下部分层等等，其中开切眼、停采线、联络巷和进回风顺槽发火几率最高。
一般情况下，采空区自然发火位置大多在采空区内的漏风通道即开切眼、停采线、进回风顺槽内侧、联络巷处以及采空区中部与地表有裂隙连通处。
这主要是由于采空区有漏风的地方，具备自燃的条件。
根据各种漏风情况划分采空区自燃有以下几种类型：（1）采空区与地表裂隙贯通处
浅埋藏煤层开采，受井下开采的影响，地表容易塌陷，形成裂隙，并与采空区串通，构成持续稳定的漏风通道，为采空区遗煤氧化提供新鲜空气流。
所以采空区内与地表连通的漏风裂隙是浅埋藏采空区经常发生自燃火灾的地方。
（2）回采工作面后方
由于回采速度太慢或因故停采，进入回采面的新鲜风流不断地漏入其后方采空区内造成连续定点供氧条件，从而引起采空区浮煤自燃。
（3）综放工作面的切眼、停采线
高产高效综采工作面的切眼和停采线都不放顶煤，所以这两个地点的浮煤非常的后，漏风量比较大。
因此，切眼、停采线附近采空区容易发生自燃。
（4）采空区废弃风巷
进回风巷煤柱随回采的不断推进，逐渐报废留弃在采空区中。
巷道特别是有联络巷存在的地方，不易冒压实，巷道密闭不严实时，成为漏风通道，造成长时间漏风供氧，引起自燃。
（5）回采期间采空区二道
对于综放开采来说，两道及切眼不放顶煤，浮煤较厚，易引起自燃。
徐州吉安矿业科技有限公司研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。
一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。