综采工作面采空区煤炭自燃三带的划分及实测

成自然发火的， 把采空区的 O2 浓度和温度结合起来 综合考虑， 可以合理的划分“三带 ” 的范围， 从而确 定采空区的危险区域， 而综采面采空区危险区域的 划分能够防止和减少自燃火灾的损失， 对煤矿的安 全生产具有很重要的指导作用。 1 煤自然发火的基本规律
煤要发生自燃必须具备 4 个条件： 具有低温氧 化性， 即有自燃倾向的煤以破碎状态存在 ； 有充足的 足够煤自燃的含氧空气通过这些破碎的煤 ； 空气流 动的速度要适中， 使破碎的煤有积聚氧化产生的热 的环境； 在上述的 3 个条件同时具备的状态下， 持续 ［2 ］ 一定的时间， 使煤体可以达到着火温度 。 可以将采空区分 按照煤发生自燃的必要条件， 为自燃难易程度不同的 3 个区域， 即散热带、 自燃带 和窒息带， 一般称之为采 空 区“三 带 ” 。 采 空 区
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（ 第 43 卷第 5 期）
分析·探讨
是有一定的局限性的。 如果利用采空区内按 O2 浓 度和温度相结合的方法来确定“三带 ” 的范围， 就能 “三带” 宽度。 够更准确的确定 2 2． 1 “三带” 采空区煤炭自燃 的实测确定 工作面概况及观测点布置
图2 回风侧温度随距离关系图

祁南矿井位于安徽省宿州市埇桥区祁县镇境 内， 矿井于 2000 年 12 月 26 日正式投产， 核定生产 能力为 300 万 t / a。 矿井采用立井、 集中运输大巷、 分区石门开拓方式， 采煤方式为走向长壁全陷垮落 法， 开采方法综采和炮采。713 工作面标高 － 501． 6 － 533． 3 m， 走向长 788 m， 倾斜长 144 m。 在上、 下风巷同时布置采集气体的束管和观测 且束管和热电偶应捆绑在一起， 遗煤温度的热电偶， 然后通过外套钢管进行保护， 以提高系统 （ 获得数 据） 的可 靠 性。 上、 下 风 巷 中 分 别 布 置 4 个 测 点。 测点外管路再延伸 100 m， 在离工作面 150 m 左右 。 1 处布置观测站 具体如图 。713 工作面采空区温 回风侧和进风侧各 3 个， 回 度探头共布置 6 个测点， # # # # 2 和 1 测点， 6# 和 风侧测点为 3 、 进风侧测点为 7 、 5 # 测点。其相应的各测点温度变化曲线图， 如图 2 、 图 3， 图中黑粗线为各测点平均线。
“三带” 的划分方法： 1 ） 根据采空区漏风流速划分。 这种方法主要 通过实验室模型实验， 模拟采场的实际条件来进行。 而现场实际测定则由于采空区设点的困难 ， 测量仪 器精度， 采空区风流方向的不可预见性等影响而尚 无法进行。根据国内外学者对采场漏风的研究认为 “三带” 采空区 的范围根据采空区流速划分一般为： 散热带的流速 ＞ 0． 24 m / min； 自燃带的流速为 0． 24 0． 1 m / min； 窒息带的流速 ＜ 0． 1 m / min。 2 ） 根据 O2 浓度划分。 这种方法在现场实测中 常用， 按 O2 浓度划分一般为： 散热带的 O2 浓度 ＞ 18% ； 自燃带的 O2 浓度为 10% 浓度 ＜ 10% 。 18% ； 窒息带的 O2
根据有关部门对全国统配煤矿和重点煤矿火灾 事故的不完全统计， 煤矿火灾因井下位置不同而表 现出不同的发火频率， 通常采空区自燃火灾占火灾 总数的 60% ， 巷道煤柱自然发火占 29% ， 其他地点
［1 ］ 自然发火占 11% 。由此可见， 大部分的自然发火 与采空区有关， 但是采空区并不是每个地方都会形
分析·探讨
（ 2012 － 05 ）
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“三带 ” 综采工作面采空区煤炭自燃 的 划分及实测
邓 凯， 袁树杰
（ 安徽理工大学 能源与安全学院， 安徽 淮南 232001 ）
要： 介绍了矿井煤自然发火的基本规律及采空区“三带 ” 的划分方法。 利用采空区的 O2 浓 “三带” 度与温度相结合的方法来合理的划分 的范围， 从而确定采空区的危险区域。 摘 关键词： 综采工作面； 采空区； 三带 + 中图分类号： TD75 2． 2 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 496X（ 2012 ） 05 － 0141 － 02
Classified and Measured of Coal Spontaneous Combustion "Three Zones" in Gob of Fully Mechanized Mining Face
DENG Kai，YUAN Shu － jie （ School of Energy and Safety，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001 ，China） Abstract： The basic law of coal spontaneous combustion in mine and " three zones" classified method in gob were introduced in this paper． The range of " three zones" was reasonably divided by combining oxygen concentration with temperature in gob，and the risk area was determined． Key words： fully mechanized working face； gob； three zones
［3 ］
3 ） 采空区遗煤温升速度。 如果采空区内每天 的升温率 K ≥1 ħ / d 时， 就可以认为已进入可能自 燃带
［4 ］
。
采空区内即使漏风流形成了供煤氧化升温的条 件， 但如果某一因素能够限制采空区内积热升温 ， 那 么采空区内温度就不会上升， 从而不会产生自然发 。 ， 火 由此可见 采空区内按漏风流的 O2 浓度划分出 的自燃带内， 浮煤不一定具有氧化积热的条件。 所 以按 O2 浓度指标和漏风速指标划分采空区“三带 ”