综放工作面拆架期间煤层自燃的综合治理

综放工作面拆架期间煤层自燃的综合治理

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综放工作面拆架期间煤层自燃的综合治理综采放顶煤工艺的应用为阳泉煤业集团五矿开采15#煤达到高产高效找到了新途径。然而由于综采设备的庞大笨重，安装与拆除所需的时间长，尤其支架的拆除，从做拉架道至拆完支架至少需要1个月。而阳泉五矿煤层属Ⅰ级自然发火煤层，发火期最短只有10d，从而在工作面拆除时，采空区与支架顶部的浮煤极易自然发火。这些部位发火又很难找到发火点位置及采相应措施，从而一直困扰着工作面的正常拆除。因此有必要对综放工作面拆除期间自然发火源因进行分析，以采取相应的措施。

1矿井概述

阳泉煤业集团五矿属高瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量为59.95m3/t。矿井设计采用分区式通风，由于该矿地质条件差，目前只有西北翼生产，利用主斜井、副立井、排矸井、南风井进风，双井筒回风，桑沟主要通风机担负全矿井的通风任务。目前全矿只有2个综采队，3个掘进队，3个开拓队，全矿井的入风量为10630m3/min，回风量为10731m3/min，负压为3480Pa。五矿主采15#煤层，平均厚度为7m，倾角为3°～10°，平均为6°，煤层软硬程度不一，最软的成粉粒状，大部分呈中硬性，节理层理发育，结构复杂，煤层含2～3层夹矸，主矸石层分布在煤层中上部0.7m，以泥岩和砂质泥岩为主，煤岩类型以光亮型为主，煤层易破碎，破碎后多成块状，孔隙较多，呈现表面积较大。

2自然发火状况

五矿15#煤层属Ⅰ级自然发火煤层，最短发火期为10d，自投产以来大部分工作面都发过火。掘进发火5次，回采发火29次，其中8110工作面在拆架期间就着火18次，在综放面拆架期间发火尤为严重。特别是支架上方和采空区发火，很难找到发火点的位置，无法采取相应的措施。最为严重的是8110工作面，从开始做拉架道机头就发火至拆完架共发火18次。

3综放工作面拆架期间煤自燃的原因分析

通过对几个工作面拆架期间煤层自燃的特征进行总结分析，综放面拆架期间自燃的主要原因如下。

（1）综采面回采率低。放顶残留大量浮煤混在顶板冒落下的矸石中，在支架后面又不容易被压实，漏风缓慢经过，这样为自然发火提供充足的氧气，增大了煤与氧结合的机会。

（2）拆架至封闭所需时间长。从做拉架至拆完支架至少需要1个月，在此期间支架不推进，采空区浮煤缓慢氧化，积聚的热量又不能及时被风带走，煤体温度逐渐升高，为自然发火提供了充足的条件。

（3）采空区漏风比较严重。拆架期间，通风系统被破坏，采空区漏风加大，风量将从进风隅角沿采空区流向回风。从而在支架背后形成“三带”：“散热带、氧化带、窒息带”，如图1所示。“三带”的范围与工作面的风量有相当大的关系，风量越大，漏风越多，氧化带的区域越宽，越易着火。

（4）煤质松软：浮煤中空隙较多，漏风经过采空区时空气便进入这些空隙，使煤的表面与空气中的氧进行缓慢氧化，生成热量。这部分热

量又不易被风流带走。从而使热量积聚，煤温升高。当超过临界温度后，煤温上升急剧加速，最后导致煤层自燃。