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北京消防|淺談特厚煤層下分層工作面采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的防治|消防檢測|電氣檢測
發(fā)布日期：2019-02-05 04:16:31
礦井火災是煤礦生產主要災害之一，井下火災比地面火災危害更大。煤礦多數火災是自燃火災，尤其開采特厚煤層礦井時，采用分層開采綜合機械化采煤方法，隨著上下分層采后工作面的增多，下分層工作面采空區(qū)面積不斷增大，遺煤自然發(fā)火的現象也不斷發(fā)生，而且較其他礦井火災有更大的隱蔽性、危害性，嚴重威脅著井下職工的生命安全以及礦井的安全生產。因此，針對遺煤自然發(fā)火的原因，根據工作面實際情況采取行之有效的防治措施，是防治遺???自然發(fā)火的關鍵。
１ 采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的原因
?。ǎ保┟禾康淖匀夹阅苁遣煽諈^(qū)遺煤自然發(fā)火的基本因素。一是煤炭的自燃性能夠發(fā)生化學變化而產生熱量且不易散出，因而逐漸積聚形成高溫；二是煤炭與氧氣接觸后，氧能使煤炭與之發(fā)生氧化作用產生熱量，熱量積聚時溫度不斷升高，逐漸促成煤炭自然發(fā)火；三是煤炭自燃后，氧再助燃，使火勢繼續(xù)擴大形成火災。
?。ǎ玻┎煽諈^(qū)內遺留的大量遺煤為自然發(fā)火奠定了良好的物質基礎。由于下分層工作面放頂煤回收率低、丟煤多，造成采空區(qū)內留有大量遺煤，而且煤體呈破碎狀態(tài)，增大了與氧接觸的面積，使遺煤更易氧化，加速了遺煤的氧化生熱進程，從而增加了自然發(fā)火的可能性。
?。ǎ常┞╋L通道的存在為遺煤自然發(fā)火提供了良好的供氧條件。分層開采不僅導致上下分層工作面之間存在漏風通道而直接漏風，而且相鄰工作面之間的隔離煤柱由于集中壓力大，其完整性遭到嚴重破壞，使煤柱壓裂壓碎，導致相鄰工作面采空區(qū)之間相互連通，從而形成了良好的漏風裂隙，為采空區(qū)創(chuàng)造了良好的漏風通道，為遺煤自然發(fā)火提供了良好的連續(xù)充足供氧條件，進一步增大了遺煤自然發(fā)火的可能性。
?。ǎ矗┎煽諈^(qū)漏風是遺煤自然發(fā)火的決定因素。根據煤炭自然發(fā)火的規(guī)律性，采空區(qū)漏風量大小決定著遺煤自然發(fā)火低溫氧化階段和自熱階段，也就是說決定著引起發(fā)火的內熱源溫度能否達到自然發(fā)火界限。如果漏風量太大遺煤氧化熱量不易積聚，漏風量很小則氧化條件不良，這兩種漏風情況均不易發(fā)生自然發(fā)火。漏風量大小可從礦井通風網路中的漏風阻力定律得知，即：
ｈ＝Ｒ漏%uD7Ｑ漏ｎ （１）
式中：ｈ為漏風風路兩端的風壓差；Ｒ漏 為漏風風路的風阻； Ｑ漏 為漏風量；ｎ為漏風風流的流態(tài)指數，ｎ＝１～２，層流時為１，紊流時為２。根據漏風阻力定律可得：
?。崖健?（２）
通過分析式（２）可知：當漏風風路的風阻Ｒ漏趨近于無窮大或漏風風路兩端的風壓ｈ差趨近于零時，則漏風量就接近于零，即：漏風量決定于漏風風路兩端的風壓差和風阻。因此，抑制遺煤自然發(fā)火的技術措施就是盡可能增大漏風風阻和降低漏風風路兩端的風壓差。
?。ǎ担┎傻V技術決定著自然發(fā)火的基本因素和決定因素。采礦技術包括開拓方式、開采方法和通風方式，采礦技術是煤炭自然發(fā)火的外在因素，采礦時若采取正確的開拓方式、科學的采煤方法和合理的通風方式，并加強生產技術管理，就可以提高回采率，加快回采速度，減少煤體破壞和漏風等，從而能夠有效地防止煤炭自然發(fā)火，防患于未然。
２ 防治采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的措施
根據對采空區(qū)遺煤自然發(fā)火原因的分析，雖然煤炭的自燃性能不可能改變，但可以通過合理有效的措施改變其外部助燃條件，達到防治遺煤自然發(fā)火的目的。實踐證明，采取以下措施可以有效地防治下分層工作面采空區(qū)遺煤自然發(fā)火。
?。ǎ保┘訌姺彭斆汗ば蚬芾?，提高放頂煤回收率，減少采空區(qū)內碎煤的存在。下分層工作面割煤必須嚴格執(zhí)行“一刀一放”的正規(guī)循環(huán)作業(yè)，切實加強放頂煤工藝作業(yè)，降低煤炭損失，提高煤炭回收率，使采空區(qū)盡可能少丟煤。減少采空區(qū)的遺煤，可以減少自然發(fā)火的物質基礎，從而降低自然發(fā)火的可能性。
（２）選擇合理的采煤方法，提高回采速度。倉房式、房柱式和刀柱式的采煤方法，掘進率高，但回采率低，對預防自然發(fā)火不利；長壁式采煤方法回采率高，巷道布置也比較簡單，便于采用高速度的采煤機械加快回采速度，縮短回采期，可保證工作面煤炭在自然發(fā)火期前回采完畢。
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