煤炭自燃火灾分析及采取的安全技术措施(正式)

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煤炭自燃火灾分析及采取的安全技术措施(正式)

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文件编号：KG-AO-2991-21 煤炭自燃火灾分析及采取的安全技

术措施(正式)

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煤层自燃火灾是指在有自燃倾向的煤层内，在适宜的供氧储热条件下而氧化发热、升温，当温度超过其着火点时而发生的燃烧现象。

煤自燃火灾的形成必须具备三个基本条件：具有自燃倾向的煤呈破裂状态堆积存在；透空气供氧维持煤的氧化过程不间断地发展；在氧化过程中生成的氧化热量大量蓄积，难以及时放散。

1．决定煤自燃倾向性的因素

(1)煤的炭化变质程度。煤的炭化程序越高，其自燃倾向性越小；褐煤矿井自燃发火次数低于烟煤矿井；烟煤矿井中长焰煤和气煤自燃危险性大，而贫煤则较小。

(2)煤中水分。一定含量的水分有利于煤的自燃

（小于4%），而湿度过大（小于4%），则会抑制煤的自燃。

(3)煤岩成分。煤岩成分中，含丝煤越多，自燃倾向越大，因为具有纤维构造而表面吸附能力又高的丝煤在常温下吸氧能力特别强。

(4)煤中含硫量。在同牌号煤中，含硫化物越多，越易自燃。因为煤中所含黄铁矿在低温氧化时生成硫酸铁和硫酸亚铁，使煤体膨胀而变松软，增大了氧化表面积；黄铁矿氧化热也促进煤的自燃。

(5)煤的粒度、孔隙度、瓦斯含量及导热能力也是影响自燃倾向的因素。

2．影响煤自燃的地质、采矿因素

(1)煤层厚度。据统计，80％的自燃火灾是发生在原煤层开采中。厚煤层容易发火的原因，一是难于全部采出，遗留大量浮煤和残柱；二是采区回采时间过长，大大超过煤层的自燃发火期。

(2)煤层倾角。煤层倾斜越大，自燃危险性越大，急倾斜煤层发火次数多。

(3)地质构造。在断层、褶曲、破碎带、岩浆入侵地区，其自燃火灾频繁。这是因为煤体碎裂吸氧条件好，氧化性能高所致。

(4)开拓采煤条件。用石门、岩石大巷开拓，切割煤层较少，煤柱也留得少．自燃发火的危险性小；使用回收率高的采煤方法，采空区残煤少，也不易发火。

回采速度慢，拖的时间长，地压增大、氧化面积大，时间长于自燃发火期，很容易产生自燃火灾。

(5)通风条件。漏风大不仅有效风量低，而且向采空区、煤柱区渗漏供氧，促进了煤的自燃发火。

3．煤层自燃发火期

它是自燃危险程度在时间上长短的量度，自燃发火期越短的煤层，自燃发火危险程度越大。煤层自燃发火期是指开采过程中暴露的煤炭，从接触空气到发生自燃的一段时间，一般以月为单位，也有以天为单位。

4．煤自燃的征兆

(1)煤炭自热的初期阶段的征兆有：煤温有所升高，

但在临界温度60～80℃以下；出现C02、CO气体；空气中氧浓度降低；相对湿度增大。

(2)煤炭自热的后期阶段的征兆有：火源点附近的空气湿度增大，出现雾气，煤壁挂水珠，类似“出汗”现象。

出现煤炭氧化和干馏的产物，如一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、乙炔(C2H2)以及苯(C6H6)、荼(C10H8)等。

煤温、水温、气温都有所升高。流出的水酸性增大。

芳香族的碳氢化合物气味(煤油味)是井下自燃最可靠的征兆。(3)测定空气成分、气温、岩温用以预报自燃。煤自热到自燃的激烈氧化过程中，火区附近的空气成分会发生变化：氧的浓度降低，二氧化碳含量增加，并先后出现一氧化碳及碳氢化合物。

围岩温度的变化要在一定深度的钻孔中测定；空气温度可用普通温度计测定你，空气湿度用干湿球温度计求算。

5．防自燃的开采技术措施

(1)选择合理的开拓方式和采煤方法

优先采用石门、岩石大巷的开拓方式，以减少矿层或煤层的切割量，便于少留矿柱(煤柱)，易于及时封闭和隔离采空区。

还宜采用岩石上山，区段巷道重叠布置，区段巷道分采分掘布置的开拓方式。

(2)坚持先上层后下层，自上而下的开采顺序和由井田边界向中央后退式回采方式。

选用回采率高、回采速度快、不留煤柱、采空区容易封闭的采煤方法。

(3)合理布置采区。可根据煤的自燃发火期的长短和回采速度来决定采区尺寸。必须保证在煤体自燃发火期到来之前回采完毕并及时封闭采区。

(4)提高回收率，降低煤炭损失，减少采区残矿残煤，提高回采程度，清扫工作面浮煤，及时充填采空区。

6．通风防火措施。有自燃危险的矿井，以风控火，

应采取如下措施：

(1)实行机械通风，建立稳定可靠的通风系统，加强通风管理。

(2)采用分区通风，避免串联，及时调节风流，控制和隔绝火区，缩小火区范围。

(3)最大限度地降低风压、减少漏风，及时安设调节风门、风窗、密闭墙等通风构筑物，并正确选择安设地点，保证施工质量。

(4)加强通风系统的测定和管理，特别注意有自燃危险区域的风量、风压、风向、漏风状况、空气中瓦斯浓度、一氧化碳含量的测定。

(5)均压通风。调节风门均压，减少并联网路漏风，即在工作面回风巷道里安装调节风门，降低工作面压差，减少风量。

改变工作面通风系统进行均压，即由上、下巷道进风，中间回风道回风的“W”形通风，这样由于工作面压差减少。采空区内自燃带范围压缩，窒息带随工作面的推进而前移，控制了浮煤的自燃。

对有可能发生煤自燃而已封闭的区域，使用封闭区均压措施，可防止火灾的发生和复燃。具体方法是并联支路与调节风门均压；局扇与调节风门均压；主扇与调节风门均压，连通管均压以及改造通风系统均压等。

7．预防性灌浆

(1)采前预灌

对特厚煤层或因老空区过多而极易自燃的煤田最好采用采前预先灌浆。

(2)随采随灌

随着工作面的推进，可同时向采空区灌浆，以防止遗煤自燃和胶结冒落的矸石，形成再生顶板，为下分层开采创造安全防火条件。

随采随灌可用埋管灌浆、插管灌浆、洒浆等方法。

(3)采后灌浆

开采自燃不十分严重的厚煤层时，可在上分层工作面采完后，封闭停采线的上下出口，然后在上出口的密闭内插管大量灌浆，以充填易自燃的空区。

8．阻火剂防火

阻火剂可采用无机盐化合物如氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、氯化铵(NH4Cl)、氯化钠(NaCl)、三氯化铝(AlCl3)以及水玻璃等溶液。采用架间喷洒阻化挤和采空区注凝胶（是阻火剂的一种）的方式灭火。

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