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浅谈综放开采煤层自燃火灾及其防治

浅谈综放开采煤层自燃火灾及其防治 2012年05月25日 来源： 　　1引言　　　　煤矿井下火灾分为内因火灾（煤自燃火灾）和外因火灾，内因火灾占井下火灾的70％，在自燃发火严重的矿区高达80％～90％。在我国，80％的煤层有自燃发火倾向。由于自燃火灾的隐藏性，常发生在难以进入的采空区或煤柱内，因此有的自燃持续几个月甚至数十年，烧毁大量的煤炭资源，并冻结了大量的开拓煤量；另外，在火灾发生过程中，会产生大量有毒有害气体，造成井下工作人员中毒死亡，给煤矿安全与生产造成极大的损失与危害。　　　　综合机械化放顶煤开采方法具有高的单面产量与效益，低成本与低的巷道掘进率，以及良好的作业环境等优点，在我国煤炭生产企业得到广泛的应用。是因为煤自燃性的存在，综放开采工作面煤层自燃火灾也时有发生。据统计，自采用综放开采以来，在综放工作面发生数百起不同程度的自燃火灾，严重地影响着煤炭企业正常的安全生产。由于综放开采工艺的特殊性，所发生的煤层自燃火灾也有其特殊性，为了减少或防止自燃火灾对综放开采工作面生产的影响，提高综放开采工作面的安全性，有必要对其进行单独地研究和分析。　　　　2综放开采自燃火灾的特点　　　　2.1煤层自燃的条件　　　　煤层自燃的煤氧复合学说理论已指明，煤层的自燃必须满足4个条件：　　　　（1）煤层具有自燃倾向并呈破碎堆积状态存在；　　　　（2）堆积状态的煤炭，可以通过各种方式得到自燃所必须的氧；　　　　（3）煤氧化产生的热量积蓄，使煤温度升高；　　　　（4）煤的氧化可以持续发并超过煤的自燃发火期。　　　　与其他的采煤方法相同，综放开采工作的煤层自燃也必须满足这4个条件，其中任何一个条件不具备都不会发生煤层自燃。这也是进行防灭火工作的依据。　　　　2.2综放开采自燃火灾的特点　　　　综放开采煤层自炮火灾具有其自己的特点，主要包括：　　　　（1）由于综放开采工作面的单面产量高，在综放开采工作面设计时，为了减少工作面的搬家次数，提高经济效益，工作面（长壁工作面）走向长度较大，目前已超过2000m。工作面的回采时间均超过煤层的最短自燃发火期，煤体在空气中的暴露时间较长。综放开采有着较大厚度的顶煤。受采动影响，顶煤承受较大的矿山压力，煤体比较破碎。　　　　（2）受各种条件的限制与约束，目前我国综放开采工作面顶煤的回收率较低，一般不超过80％，采空区遗煤较多。在矿山压力的作用下以及在放煤动作的影响下，采空区的遗煤呈破碎状态存在，为采空区自燃火灾的发生提供了条件。　　　　（3）为了保证综放工作面良好的工作与安全环境，综放开采一般采用支掩式支架与过渡支架。相对工作面，综放开采的采空区是一个封闭区域。此外，采空区遗煤的氧化带与自燃带一般在工作面30m之后，因而，综放开采采空区自燃火灾具有较强的隐藏性，不易发现。一旦在工作面发现异常时，采空区火热已经形成。　　　　（4）综放开采工作两端头的顶煤一般不作回收，导致两端头遗煤大量堆积。在没有相邻采空区时，综放工作面的漏风为采空区的小并联漏风。图1为综放开采采空区的漏风流场示意图。由此可以看出，综放工作面两端头是采空区漏风的源与汇，这两处的漏风均比较大。虽然，由于两端头的散热空间较大，不易形成端头自燃火灾，但大量的遗煤与适量的漏风成为综放开采工作面自燃火灾的一个隐患。　　　　（5）对于特厚煤层实行分层综放开采，或者上分层为综采，下分层为综放开采时，由于矿山压力的作用，顶煤破碎，列隙发育，在回采过程中，上部采空区漏风源多，漏风量大，并呈层流状态，有利于采空区遗煤的充分氧化与热量的积聚，成为煤层自燃火灾易发生地带。图2为下分层综放开采工作面漏风流场示意图。

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