義馬煤田易自燃煤層火災原因分析與綜合防治技術實踐
摘? 要：通過對義馬煤田易自燃煤層發火機理及原因的分析，探索和開發研究煤層火災防治技術，形成一套易自燃煤層綜合防治體系，為保障礦井安全、實現高產高效提供可靠保證。
關鍵詞：易自燃煤層；發火原因；防治技術
1? 煤層基本概況
義馬煤田的開采煤層為中生界侏羅系下侏羅統煤層，煤層地質構造比較簡單，賦存條件較好，煤層傾角6°～14°，煤層較厚。煤種為長焰煤，不粘結，中等硬度，極易風化成粉末。下侏羅統含煤共5層，各煤層均有自然發火傾向，發火期1個月，最短只有8 d，煤層自然發火問題比較嚴重。煤層瓦斯涌出量較小，煤塵具有爆炸危險，爆炸指數為44．7％～51．8％。
2? 煤炭自燃機理和條件
根據我國煤炭自燃傾向性分類，義馬煤田的煤層屬容易自燃煤層(工類)。自然發火的決定因素是發火地點存在低溫氧化的浮煤、碎煤，同時向它供有足夠的氧氣以及煤炭氧化時有蓄熱準備條件。自然發火的實質是煤炭自身與空氣中的氧氣接觸，產生氧化反應所致。氧化是煤炭自燃的主要原因。煤炭在井下大氣的常溫和常壓條件下，遇空氣中的氧氣，便產生表面吸附作用，使煤炭進入低溫氧化階段，此階段中發熱量很少，能出現一些不穩定氧化物的最后產物——c02、co、水蒸汽；如果熱量不及時擴散，逐漸積蓄，大于煤體向周圍介質散失的熱量，煤炭溫度繼續上升，稱為自熱，待煤炭溫度上升到某一極限值(一般為70—80℃)時，煤體溫度上升急劇加速，達到臨界著火點時，便發生煤炭的自然發火。
3? 煤炭自然發火的規律及其成因分析
針對義馬煤田的生產技術因素，我們通過對煤層自然發火幾率分析可以看出，發火的原因是多方面的：巷道布置不合理、煤柱受壓破碎、浮煤護頂較多、地質因素、漏風、冒頂及通風設施管理不善、生產管理不善等。煤炭自然發火的規律及其成因分析如下。
3．1? 兩道兩線處煤炭易自燃(指采煤工作面上、下巷，開采線，停采線)
(1)上、下進回風巷煤炭易發火。①巷道變坡處煤炭易發火。由于地質因素，巷道掘進期間，巷道變坡處易發生冒頂，或者棚梁上浮煤堆積，風流經過變坡點處形成漏風供氧，使棚梁上的松散煤體升溫，熱量積聚而導致發火。②與相鄰巷道交叉處煤炭易發火。由于工程設計原因，工作面上、下巷道與相鄰巷道垂直上、下交叉，交叉巷道布置在一層煤中，交叉間距小，致使2條巷道間產生漏風，引起煤炭自燃。③護巷煤柱易發火。留設煤柱保護區段巷道時，在采動壓力的作用下，煤柱被壓裂、破碎、坍塌，再加上工作面端頭回柱后，冒落不徹底，留下漏風通道，容易引起煤炭自燃。④分層巷道假頂內煤炭易發火。分層巷道采用內錯式或重疊式布置時，除第一分層外，各分層都是在假頂下掘進。因而在第二分層及其以下的分層巷道掘進和采煤期間，都會向上一分層采空區漏風，使上分層采空區中的遺煤自燃。⑤綜放工作面上、下巷頂煤易發火。由于綜放工作面開掘巷道，沿煤層底板掘進，造成巷道頂煤開裂冒落，形成巷道為主通風系統，冒落處為弱通風系統。
(2)停采線處易發火。在開采下部分層時，上部分層的停采線遺煤容易自然發火。同時在工作面開采過程中，還可能引起本分層或上部分層的相鄰采空區停采線浮煤自燃。停采線是壓差最大的漏風通道，若兩端都由密閉墻封閉不嚴，停采線處煤炭易于自然發火，特別是在厚煤層分層開采時，表現更為突出。
(3)開采線(切眼)處易發火。①分層開采切眼處。開切眼積存浮煤的情況與停采線大致相同。因此，如果相鄰的工作面進、回風巷向采空區的開切眼漏風，則該處易發生煤炭自燃。②綜放開采開切眼處。由于綜放開切眼托頂煤較厚且開切眼寬度大，支護不當或安裝支架抽棚梁時，易造成冒頂現象，加之綜放支架重，安裝速度慢，時間長，往往造成支架剛安裝完畢，就發生煤炭自燃發火。
3，2? 采煤面采空區遺煤，上下隅角處易發火
(1)由于地質條件變化或設備等原因，造成工作面推進速度慢，當工作面推進度低于采空區遺煤氧化升溫帶寬度時，氧化升溫帶內煤炭氧化蓄熱，煤體存留時間可能超過自然發火期而出現自燃。
(2)采煤工作面上下隅角在回柱時，上巷上幫、下巷下幫塌落不實，易形成三角區漏風通道；上下隅角處于漏風源點、匯點；上下隅角易堆浮煤；綜放工作面上下端頭放煤不徹底，丟下大量遺煤，為煤炭自然發火提供了物質條件。
3．3? 巷道冒頂處、斷層附近煤炭易發火
巷道冒頂處，正常風流沖刷不到冒頂深部，煤炭氧化熱量易于積存，易自然發火；斷層附近易于造成冒頂，加之處理不及時，巷道支護“軟關門”，易發生自然發火。
關鍵詞：易自燃煤層；發火原因；防治技術
1? 煤層基本概況
義馬煤田的開采煤層為中生界侏羅系下侏羅統煤層，煤層地質構造比較簡單，賦存條件較好，煤層傾角6°～14°，煤層較厚。煤種為長焰煤，不粘結，中等硬度，極易風化成粉末。下侏羅統含煤共5層，各煤層均有自然發火傾向，發火期1個月，最短只有8 d，煤層自然發火問題比較嚴重。煤層瓦斯涌出量較小，煤塵具有爆炸危險，爆炸指數為44．7％～51．8％。
2? 煤炭自燃機理和條件
根據我國煤炭自燃傾向性分類，義馬煤田的煤層屬容易自燃煤層(工類)。自然發火的決定因素是發火地點存在低溫氧化的浮煤、碎煤，同時向它供有足夠的氧氣以及煤炭氧化時有蓄熱準備條件。自然發火的實質是煤炭自身與空氣中的氧氣接觸，產生氧化反應所致。氧化是煤炭自燃的主要原因。煤炭在井下大氣的常溫和常壓條件下，遇空氣中的氧氣，便產生表面吸附作用，使煤炭進入低溫氧化階段，此階段中發熱量很少，能出現一些不穩定氧化物的最后產物——c02、co、水蒸汽；如果熱量不及時擴散，逐漸積蓄，大于煤體向周圍介質散失的熱量，煤炭溫度繼續上升，稱為自熱，待煤炭溫度上升到某一極限值(一般為70—80℃)時，煤體溫度上升急劇加速，達到臨界著火點時，便發生煤炭的自然發火。
3? 煤炭自然發火的規律及其成因分析
針對義馬煤田的生產技術因素，我們通過對煤層自然發火幾率分析可以看出，發火的原因是多方面的：巷道布置不合理、煤柱受壓破碎、浮煤護頂較多、地質因素、漏風、冒頂及通風設施管理不善、生產管理不善等。煤炭自然發火的規律及其成因分析如下。
3．1? 兩道兩線處煤炭易自燃(指采煤工作面上、下巷，開采線，停采線)
(1)上、下進回風巷煤炭易發火。①巷道變坡處煤炭易發火。由于地質因素，巷道掘進期間，巷道變坡處易發生冒頂，或者棚梁上浮煤堆積，風流經過變坡點處形成漏風供氧，使棚梁上的松散煤體升溫，熱量積聚而導致發火。②與相鄰巷道交叉處煤炭易發火。由于工程設計原因，工作面上、下巷道與相鄰巷道垂直上、下交叉，交叉巷道布置在一層煤中，交叉間距小，致使2條巷道間產生漏風，引起煤炭自燃。③護巷煤柱易發火。留設煤柱保護區段巷道時，在采動壓力的作用下，煤柱被壓裂、破碎、坍塌，再加上工作面端頭回柱后，冒落不徹底，留下漏風通道，容易引起煤炭自燃。④分層巷道假頂內煤炭易發火。分層巷道采用內錯式或重疊式布置時，除第一分層外，各分層都是在假頂下掘進。因而在第二分層及其以下的分層巷道掘進和采煤期間，都會向上一分層采空區漏風，使上分層采空區中的遺煤自燃。⑤綜放工作面上、下巷頂煤易發火。由于綜放工作面開掘巷道，沿煤層底板掘進，造成巷道頂煤開裂冒落，形成巷道為主通風系統，冒落處為弱通風系統。
(2)停采線處易發火。在開采下部分層時，上部分層的停采線遺煤容易自然發火。同時在工作面開采過程中，還可能引起本分層或上部分層的相鄰采空區停采線浮煤自燃。停采線是壓差最大的漏風通道，若兩端都由密閉墻封閉不嚴，停采線處煤炭易于自然發火，特別是在厚煤層分層開采時，表現更為突出。
(3)開采線(切眼)處易發火。①分層開采切眼處。開切眼積存浮煤的情況與停采線大致相同。因此，如果相鄰的工作面進、回風巷向采空區的開切眼漏風，則該處易發生煤炭自燃。②綜放開采開切眼處。由于綜放開切眼托頂煤較厚且開切眼寬度大，支護不當或安裝支架抽棚梁時，易造成冒頂現象，加之綜放支架重，安裝速度慢，時間長，往往造成支架剛安裝完畢，就發生煤炭自燃發火。
3，2? 采煤面采空區遺煤，上下隅角處易發火
(1)由于地質條件變化或設備等原因，造成工作面推進速度慢，當工作面推進度低于采空區遺煤氧化升溫帶寬度時，氧化升溫帶內煤炭氧化蓄熱，煤體存留時間可能超過自然發火期而出現自燃。
(2)采煤工作面上下隅角在回柱時，上巷上幫、下巷下幫塌落不實，易形成三角區漏風通道；上下隅角處于漏風源點、匯點；上下隅角易堆浮煤；綜放工作面上下端頭放煤不徹底，丟下大量遺煤，為煤炭自然發火提供了物質條件。
3．3? 巷道冒頂處、斷層附近煤炭易發火
巷道冒頂處，正常風流沖刷不到冒頂深部，煤炭氧化熱量易于積存，易自然發火；斷層附近易于造成冒頂，加之處理不及時，巷道支護“軟關門”，易發生自然發火。
本文標簽：義馬煤田易自燃煤層火災原因分析與綜合防治技術實踐
* 由于無法獲得聯系方式等原因，本網使用的文字及圖片的作品報酬未能及時支付，在此深表歉意，請《義馬煤田易自燃煤層火災原因分析與綜合防治技術實踐》相關權利人與機電之家網取得聯系。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
