浅谈特厚煤层下分层工作面采空区遗煤自然发火的防治胶头

浅谈特厚煤层下分层工作面采空区遗煤自然发火的防治

浅谈特厚煤层下分层工作面采空区遗煤自然发火的防治 2011： 　矿井火灾是煤矿生产主要灾害之一，井下火灾比地面火灾危害更大。煤矿多数火灾是自燃火灾，尤其开采特厚煤层矿井时，采用分层开采综合机械化采煤方法，随着上下分层采后工作面的增多，下分层工作面采空区面积不断增大，遗煤自然发火的现象也不断发生，而且较其他矿井火灾有更大的隐蔽性、危害性，严重威胁着井下职工的生命安全以及矿井的安全生产。因此，针对遗煤自然发火的原因，根据工作面实际情况采取行之有效的防治措施，是防治遗煤自然发火的关键。

１ 采空区遗煤自然发火的原因

（１）煤炭的自燃性能是采空区遗煤自然发火的基本因素。一是煤炭的自燃性能够发生化学变化而产生热量且不易散出，因而逐渐积聚形成高温；二是煤炭与氧气接触后，氧能使煤炭与之发生氧化作用产生热量，热量积聚时温度不断升高，逐渐促成煤炭自然发火；三是煤炭自燃后，氧再助燃，使火势继续扩大形成火灾。

（２）采空区内遗留的大量遗煤为自然发火奠定了良好的物质基础。由于下分层工作面放顶煤回收率低、丢煤多，造成采空区内留有大量遗煤，而且煤体呈破碎状态，增大了与氧接触的面积，使遗煤更易氧化，加速了遗煤的氧化生热进程，从而增加了自然发火的可能性。

（３）漏风通道的存在为遗煤自然发火提供了良好的供氧条件。分层开采不仅导致上下分层工作面之间存在漏风通道而直接漏风，而且相邻工作面之间的隔离煤柱由于集中压力大，其完整性遭到严重破坏，使煤柱压裂压碎，导致相邻工作面采空区之间相互连通，从而形成了良好的漏风裂隙，为采空区创造了良好的漏风通道，为遗煤自然发火提供了良好的连续充足供氧条件，进一步增大了遗煤自然发火的可能性。

（４）采空区漏风是遗煤自然发火的决定因素。根据煤炭自然发火的规律性，采空区漏风量大小决定着遗煤自然发火低温氧化阶段和自热阶段，也就是说决定着引起发火的内热源温度能否达到自然发火界限。如果漏风量太大遗煤氧化热量不易积聚，漏风量很小则氧化条件不良，这两种漏风情况均不易发生自然发火。漏风量大小可从矿井通风网路中的漏风阻力定律得知，即：

ｈ＝Ｒ漏×Ｑ漏ｎ （１）

式中：ｈ为漏风风路两端的风压差；Ｒ漏 为漏风风路的风阻； Ｑ漏 为漏风量；ｎ为漏风风流的流态指数，ｎ＝１～２，层流时为１，紊流时为２。根据漏风阻力定律可得：

Ｑ漏＝■? （２）

通过分析式（２）可知：当漏风风路的风阻Ｒ漏趋近于无穷大或漏风风路两端的风压ｈ差趋近于零时，则漏风量就接近于零，即：漏风量决定于漏风风路两端的风压差和风阻。因此，抑制遗煤自然发火的技术措施就是尽可能增大漏风风阻和降低漏风风路两端的风压差。

（５）采矿技术决定着自然发火的基本因素和决定因素。采矿技术包括开拓方式、开采方法和通风方式，采矿技术是煤炭自然发火的外在因素，采矿时若采取正确的开拓方式、科学的采煤方法和合理的通风方式，并加强生产技术管理，就可以提高回采率，加快回采速度，减少煤体破坏和漏风等，从而能够有效地防止煤炭自然发火，防患于未然。

２ 防治采空区遗煤自然发火的措施

根据对采空区遗煤自然发火原因的分析，虽然煤炭的自燃性能不可能改变，但可以通过合理有效的措施改变其外部助燃条件，达到防治遗煤自然发火的目的。实践证明，采取以下措施可以有效地防治下分层工作面采空区遗煤自然发火。

（１）加强放顶煤工序管理，提高放顶煤回收率，减少采空区内碎煤的存在。下分层工作面割煤必须严格执行“一刀一放”的正规循环作业，切实加强放顶煤工艺作业，降低煤炭损失，提高煤炭回收率，使采空区尽可能少丢煤。减少采空区的遗煤，可以减少自然发火的物质基础，从而降低自然发火的可能性。

（２）选择合理的采煤方法，提高回采速度。仓房式、房柱式和刀柱式的采煤方法，掘进率高，但回采率低，对预防自然发火不利；长壁式采煤方法回采率高，巷道布置也比较简单，便于采用高速度的采煤机械加快回采速度，缩短回采期，可保证工作面煤炭在自然发火期前回采完毕。

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