导航: >> 安全论文>> 矿山安全论文>>正文

义马煤田易自燃煤层火灾原因分析与综合防治技术实践

作者:姚建伟  
评论: 更新日期:2010年10月22日

 摘  要:通过对义马煤田易自燃煤层发火机理及原因的分析,探索和开发研究煤层火灾防治技术,形成一套易自燃煤层综合防治体系,为保障矿井安全、实现高产高效提供可靠保证。
关键词:易自燃煤层;发火原因;防治技术

1  煤层基本概况

    义马煤田的开采煤层为中生界侏罗系下侏罗统煤层,煤层地质构造比较简单,赋存条件较好,煤层倾角6°~14°,煤层较厚。煤种为长焰煤,不粘结,中等硬度,极易风化成粉末。下侏罗统含煤共5层,各煤层均有自然发火倾向,发火期1个月,最短只有8 d,煤层自然发火问题比较严重。煤层瓦斯涌出量较小,煤尘具有爆炸危险,爆炸指数为44.7%~51.8%。

2  煤炭自燃机理和条件

    根据我国煤炭自燃倾向性分类,义马煤田的煤层属容易自燃煤层(工类)。自然发火的决定因素是发火地点存在低温氧化的浮煤、碎煤,同时向它供有足够的氧气以及煤炭氧化时有蓄热准备条件。自然发火的实质是煤炭自身与空气中的氧气接触,产生氧化反应所致。氧化是煤炭自燃的主要原因。煤炭在井下大气的常温和常压条件下,遇空气中的氧气,便产生表面吸附作用,使煤炭进入低温氧化阶段,此阶段中发热量很少,能出现一些不稳定氧化物的最后产物——C02、CO、水蒸汽;如果热量不及时扩散,逐渐积蓄,大于煤体向周围介质散失的热量,煤炭温度继续上升,称为自热,待煤炭温度上升到某一极限值(一般为70—80℃)时,煤体温度上升急剧加速,达到临界着火点时,便发生煤炭的自然发火。

3  煤炭自然发火的规律及其成因分析

    针对义马煤田的生产技术因素,我们通过对煤层自然发火几率分析可以看出,发火的原因是多方面的:巷道布置不合理、煤柱受压破碎、浮煤护顶较多、地质因素、漏风、冒顶及通风设施管理不善、生产管理不善等。煤炭自然发火的规律及其成因分析如下。
3.1  两道两线处煤炭易自燃(指采煤工作面上、下巷,开采线,停采线)
    (1)上、下进回风巷煤炭易发火。①巷道变坡处煤炭易发火。由于地质因素,巷道掘进期间,巷道变坡处易发生冒顶,或者棚梁上浮煤堆积,风流经过变坡点处形成漏风供氧,使棚梁上的松散煤体升温,热量积聚而导致发火。②与相邻巷道交叉处煤炭易发火。由于工程设计原因,工作面上、下巷道与相邻巷道垂直上、下交叉,交叉巷道布置在一层煤中,交叉间距小,致使2条巷道间产生漏风,引起煤炭自燃。③护巷煤柱易发火。留设煤柱保护区段巷道时,在采动压力的作用下,煤柱被压裂、破碎、坍塌,再加上工作面端头回柱后,冒落不彻底,留下漏风通道,容易引起煤炭自燃。④分层巷道假顶内煤炭易发火。分层巷道采用内错式或重叠式布置时,除第一分层外,各分层都是在假顶下掘进。因而在第二分层及其以下的分层巷道掘进和采煤期间,都会向上一分层采空区漏风,使上分层采空区中的遗煤自燃。⑤综放工作面上、下巷顶煤易发火。由于综放工作面开掘巷道,沿煤层底板掘进,造成巷道顶煤开裂冒落,形成巷道为主通风系统,冒落处为弱通风系统。
   (2)停采线处易发火。在开采下部分层时,上部分层的停采线遗煤容易自然发火。同时在工作面开采过程中,还可能引起本分层或上部分层的相邻采空区停采线浮煤自燃。停采线是压差最大的漏风通道,若两端都由密闭墙封闭不严,停采线处煤炭易于自然发火,特别是在厚煤层分层开采时,表现更为突出。
   (3)开采线(切眼)处易发火。①分层开采切眼处。开切眼积存浮煤的情况与停采线大致相同。因此,如果相邻的工作面进、回风巷向采空区的开切眼漏风,则该处易发生煤炭自燃。②综放开采开切眼处。由于综放开切眼托顶煤较厚且开切眼宽度大,支护不当或安装支架抽棚梁时,易造成冒顶现象,加之综放支架重,安装速度慢,时间长,往往造成支架刚安装完毕,就发生煤炭自燃发火。
3,2  采煤面采空区遗煤,上下隅角处易发火
   (1)由于地质条件变化或设备等原因,造成工作面推进速度慢,当工作面推进度低于采空区遗煤氧化升温带宽度时,氧化升温带内煤炭氧化蓄热,煤体存留时间可能超过自然发火期而出现自燃。
    (2)采煤工作面上下隅角在回柱时,上巷上帮、下巷下帮塌落不实,易形成三角区漏风通道;上下隅角处于漏风源点、汇点;上下隅角易堆浮煤;综放工作面上下端头放煤不彻底,丢下大量遗煤,为煤炭自然发火提供了物质条件。
3.3  巷道冒顶处、断层附近煤炭易发火
    巷道冒顶处,正常风流冲刷不到冒顶深部,煤炭氧化热量易于积存,易自然发火;断层附近易于造成冒顶,加之处理不及时,巷道支护“软关门”,易发生自然发火。

网友评论 more
创想安科网站简介会员服务广告服务业务合作提交需求会员中心在线投稿版权声明友情链接联系我们
Baidu
map