煤层自燃倾向性鉴定

开采沉陷
地下采矿引起岩层移动和地表沉陷的现象和过程。 影响因素：地质因素、水文因素、环境因素、采矿因素、时间因 素等。
地质因素： １煤层的厚度、埋深及倾角的影响 2覆岩结构 ３地质构造 ４岩石质量指标（ＲＱＤ）值 环境因素： １地形地貌 ２第四系覆盖层厚度 采矿因素： １开采宽度的影响 ２采煤方法及顶板管理方法的影响 ３采空区面积
岩层移动的三带 （一）冒落带(Caving zone) 冒落带是指用全部垮落法管理顶板时，回采工作 面放顶后引起煤层直接顶岩层产生破坏的范围。冒落带内岩层破坏的特点为： 冒落岩块大小不一；无规则地堆积在采空区内；冒落岩块间空隙较大，连通 性好，易导水、导砂。 具：碎胀性、可压缩性。分：不规则冒落带、规则冒落带 。 （二）裂缝带（断裂带）(Fractured zone) 裂缝带是指在采空区覆岩中产生 裂缝、离层及断裂，但仍保持层状结构的那部分岩层。位于冒落带之上。其 特征为：岩层不仅产生垂直于层理面的裂缝或断裂，还产生顺层理面的离层 裂缝，易导水。分：严重断裂带、一般断裂带、微小断裂带。冒落带和裂缝 带合称为冒落裂缝带，或导水裂缝带(Water conducted zone)。 （三）弯曲带(Sagging zone)（整体移动带） 弯曲带位于裂缝带之上直至地 表。其移动特点为：岩层的移动过程是连续而有规律的，并保持其整体性和 层状结构，不存在或极少存在离层裂缝；弯曲带顶面（地表）有时产生一些 拉伸裂缝，一般到一定深度尖灭。
应用矿井地质学
王万青
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1.煤层自燃倾向性鉴定 2.煤层自燃勘查 3.自燃治理 4.煤层覆岩移动规律与开采沉陷
煤层自燃倾向性鉴定
1.1定义：煤层自燃倾向是指煤在常温下的氧化能力，也 是煤发生自燃的潜在能力。
煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。
1.2国外鉴定煤自燃倾向性方法 国际上现在还没有鉴定煤的自燃倾向性的统一标准，不同 地区和国家在不同时期采用不同的测试方法和指标。世界主要 采煤国家采用的煤炭自燃倾向性测试方法都是在模拟煤自然发 火的基础上，一般采用绝热氧化法和交叉点温度法等实验方法 测算的煤氧化升温过程特征参数。这些参数包括：最低自热温 度（SHT）、释热速率（HR）、煤自热升温速率（R70）、 交叉点温度（CPT）和活化能（E）等。
岩层移动形式 （一）弯曲，这岩层移动的主要形式。当地下开采后，从直接顶 板开始沿层面法线方向弯曲，直到地表。 （二）岩层的垮落（或称冒落）。当煤层采出后，采空区附近上 方岩层弯曲而产生拉伸变形。当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强 度时，岩层破碎成大小不一的岩块，冒落充填于采空区。此时， 岩层不再保持其原有的层状结构。这是岩层移动过程中最剧烈的 形式，通常只发生在采空区直接顶板岩层中。 （三）煤的挤出（又称片帮）。采空区边界煤层在支承压力作用 下，一部分被压碎挤向采空区，这种现象称为片帮。由于增压区 的存在，煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩，从而 使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
2.煤层自燃勘查 综合物探方法：其中高精度磁测扫面确定自燃 边界,二维地震剖面解释煤自燃层位。 磁法
3.自燃治理
形成煤田自燃火区必须同时具备合适的温度、氧气和煤 层三要素,因而灭火工作也就针对这三个因素进行,并由 此产生多种灭火方法。 目前最常用的有: a. 覆盖法:采用沙、黄土等细粒松散物覆盖煤田自燃区, 隔绝氧气的供给; b. 剥离法:在煤层露头自燃区剥离掉正在自燃的煤层,去 掉火种; c. 注水法:通过钻孔或裂隙注水,降低煤层自燃温度,使火 熄灭; d. 注浆法:通过钻孔、裂隙或巷道注入泥浆,降低温度,切 断煤与氧气的接触,达到灭火的目的。
（四）岩石沿层面的滑移。在开采倾斜煤层时，岩石在自重力的 作用下，除产生沿层面法线方向的弯曲外，还会产生沿层面方向 的移动。岩层倾角越大，岩层沿层面滑移越明显。沿层面滑移的 结果，使采空区上山方向的部分岩层受拉伸，甚至剪断，而下山 方向的部分岩层受压缩。 （五）垮落岩石的下滑（或滚动）。煤层采出后，采空区为冒落 岩块所充填。当煤层倾角较大，而且开采自上而下顺序进行，下 山部分煤层继续开采而形成新的采空区时，采空区上部垮落的岩 石可能下滑而充填新采空区，从而使采空区上部的空间增大，下 部空间减小，使位于采空区上山部分的岩层移动加剧，而下山部 分的岩层移动减弱。 （六）底板岩层的隆起。当底板岩层较软时，在煤层采出后，底 板在垂直方向减压，水平方向受压，导致底板向采空区方向隆起。
1、清风堵ห้องสมุดไป่ตู้，均压通风 2、插管喷注阻化液、埋管注胶 3、地面注氮 4、火区密闭
4.煤层覆岩移动规律与开采沉陷
在地下开采前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。 局部矿体被采出后，在岩体内部形成一个采空区，导致周围岩体 应力状态发生变化，引起应力重分布，从而使岩体产生移动变形 和破坏，直至达到新的平衡。随着采矿工作的进行，这一过程不 断重复。它是一个十分复杂的物理、力学变化过程，也是岩层产 生移动和破坏过程，这一过程和现象称为岩层移动。
当前主要采煤国家自燃倾向性测试方法
目前我国采用动态物理吸附氧法，即色谱吸氧鉴定法来鉴定 煤自燃倾向性。该方法是以每克干煤在常温（30℃）、常 压（101325Pa）下的物理吸附氧量作为分类的主指标，将 煤的自燃倾向性等级进行分类。
1.3方法对比 （1）国外所采用的鉴定指标都是与煤的氧化特性直接相关，如 气体、温度、热释放速率、活化能等，采用物理吸氧量作为鉴 定指标的只有中国。 （2）动态物理吸附氧法：原理不合理，忽略化学吸附和化学反 应过程、以简单的单层吸附代替复杂的多层吸附、表面均一假 设不成立 ；指标不科学，在指定的煤粒径范围内，吸氧量会有 一定程度的变化，粒径分布的不同会造成煤自燃倾向性鉴定等 级的改变；需要开展的实验多， 105℃高温干燥破坏了煤内部 结构。 （3）煤的物理吸附氧量随粒径先增大，在120 目（0.15 mm） 左右达到最大值，随后基本保持恒定；吸氧量随温度的降低而 减少，且30℃时吸氧量大的煤样下降趋势也大。