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        淺談煤礦采空區(qū)自然發(fā)火原因分析及防治措施

        2016-04-14 21:07:54徐礦集團(tuán)陜西能源化工有限公司陜西寶雞721000
        地球 2016年10期
        關(guān)鍵詞:漏風(fēng)采場采空區(qū)

        (徐礦集團(tuán)陜西能源化工有限公司 陜西寶雞721000)

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        安全生產(chǎn)一直放在煤礦生產(chǎn)的首位,煤礦開采之后形成的采空區(qū),是煤礦重點(diǎn)防護(hù)的重點(diǎn),對于煤礦的采空區(qū),需要防止自然發(fā)火的發(fā)生,本文概述了采空區(qū)自然發(fā)火的原因,同時根據(jù)自身在煤礦安全領(lǐng)域工作的實(shí)踐情況,總結(jié)了預(yù)防自然發(fā)火隱患的措施,希望為采空區(qū)自然發(fā)火的防治,提供一定的參考意見。

        煤礦采空區(qū)自然發(fā)火防治措施

        1 引言

        采空區(qū)自然發(fā)火直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn),因此,預(yù)防采空區(qū)自然發(fā)火非常重要,目前,采空區(qū)的自然發(fā)火主要受采場配風(fēng)、相連巷道漏風(fēng)、瓦斯抽放及采場地質(zhì)條件等綜合作用影響,本文就采空區(qū)自然發(fā)火的原因進(jìn)行了分析,并總結(jié)了相關(guān)自然發(fā)火的預(yù)防措施。

        2 采空區(qū)地質(zhì)條件是造成自然發(fā)火的基礎(chǔ)

        隨著采煤工作面的不斷推進(jìn),形成了采空區(qū),采空區(qū)在漏風(fēng)的作用下,沿工作面推進(jìn)方向,形成了三個區(qū)域,分別為冷卻帶,自燃氧化帶和氧氣室息帶,在這三個區(qū)域中,冷卻帶靠近采煤工作面,雖然氧氣濃度高,但是由于采空區(qū)風(fēng)量大,風(fēng)速高,因此,氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不能積聚而使發(fā)生氧化的遺煤升溫,因此在冷卻帶不能發(fā)生遺煤自燃現(xiàn)象,自燃氧化帶在冷卻帶以里,是浮煤自然發(fā)火的易發(fā)地點(diǎn),自燃氧化帶的寬度受開采煤層厚度、采場風(fēng)量及對本煤層的瓦斯抽放量等因素影響,煤層越厚、采場風(fēng)量、瓦斯抽放量越大,自燃氧化帶寬度越寬。采空區(qū)自燃氧化帶浮煤自燃,是采場發(fā)生自然發(fā)火事故的主要原因,氧氣室息帶處在采空區(qū)深部,在采空區(qū)深部因漏風(fēng)阻力大及瓦斯、其他氣體涌出等原因原因,氧氣濃度較低,處于該區(qū)域的遺留在采空區(qū)的浮煤不能發(fā)生氧化反應(yīng)。

        3 采空區(qū)自然發(fā)火的原因

        3.1 采空區(qū)遺煤

        采空區(qū)遺煤是發(fā)生自然發(fā)火的最基本的條件,綜采工作面在準(zhǔn)備(全部沿煤巷掘進(jìn))及回采時,由于受頂板及煤質(zhì)的制約,不同程度的留有一定量的頂煤,頂板冒落破碎后造成采空區(qū)存在大量浮煤。

        3.2 瓦斯抽放量過大

        受對采場瓦斯抽放鉆孔、頂板瓦斯道、地面立孔等瓦斯抽放作用的影響,采空區(qū)形成工作面,采空區(qū)抽放鉆孔的漏風(fēng)通路,造成采空區(qū)局部供氧條件,如果瓦斯抽放量過煤層頂板為復(fù)合層頂板,則極易造成瓦斯道、抽放鉆孔孔底,附近區(qū)域發(fā)生自然發(fā)火隱患

        3.3 工作面的設(shè)置不合理

        各礦在布置工作面時普遍留有輔助切巷,這樣就破壞了煤柱的完整性,采場運(yùn)、順尤其是入風(fēng)道硬幫煤柱,因受采場動壓作用產(chǎn)生裂隙,透氣性增強(qiáng)可吸附大量氧,易造成初期氧化升溫,如果在進(jìn)入采空區(qū)之前不能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施進(jìn)行處,含有大量氧氣并有較高溫度的煤體進(jìn)入采空區(qū)后,在采空區(qū)環(huán)境中同很快氧化升溫發(fā)生自燃。

        3.4 不合理的開采措施造成自然發(fā)火

        采場開切眼、兩順高頂煤幫等地點(diǎn)存在高溫發(fā)火隱患,沒有采取措施進(jìn)行處理而進(jìn)入采空區(qū)采場開切眼附近頂?shù)装迕罕┞稌r間較長,同時工作而在備采、安裝期間采場一般配風(fēng)較小,巷道頂、底板及兩幫煤體具備初期氧化條件,如果初采期間工作面推進(jìn)速度較慢,且配風(fēng)量大,極易造成開切眼附近煤體發(fā)生自然發(fā)火事故。

        3.5 對礦井采面通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化工作沒有完全到位

        系統(tǒng)風(fēng)流不穩(wěn)定,同時對主要通風(fēng)設(shè)施管理不善,造成采空區(qū)漏風(fēng)量加大。

        4 采空區(qū)自然發(fā)火防治方法

        我們通過分析以往采空區(qū)自燃事件的因由,并結(jié)合自身的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出煤炭在滿足下列幾點(diǎn)條件時,能夠有效防止采空區(qū)自然發(fā)火的發(fā)生。

        4.1 減少采空區(qū)漏風(fēng)量

        建立與采場采空區(qū)相關(guān)連的舊巷密閉、煤倉等漏風(fēng)通道檢查檔案,經(jīng)常進(jìn)行觀測、檢查,隨時掌握各處漏風(fēng)通道的入、排漏風(fēng)狀態(tài),合理調(diào)整采場范圍內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng),降低采場入、同風(fēng)側(cè)壓差,及時維修與采空區(qū)相關(guān)連密閉,減少漏風(fēng)量;沿采空區(qū)漏風(fēng)通道上風(fēng)側(cè)密閉注氮。

        4.2 實(shí)時監(jiān)測瓦斯抽放量

        頂板瓦斯道、尾巷抽放因抽放時間長,抽放量大在采空區(qū)及易形成自燃條件,因此采用此種抽放方法必須要慎重,首先要合理選擇頂板瓦斯道位置,避開斷層、裂隙等構(gòu)造帶,同時在抽放期間要加強(qiáng)對抽放氣體的檢測,如果抽放管路氧氣濃度上升必須停止工作。

        4.3 合理設(shè)置工作面

        開采設(shè)計要滿足礦井防火的需要;簡化巷道布置系流:合理安排開采順序;規(guī)范巷道設(shè)計布置,盡量減少各類聯(lián)絡(luò)巷,使區(qū)段巷道進(jìn)行一些簡單化的布置,在工作面同采前對切眼附近頂?shù)装?,煤壁裂隙等進(jìn)行防火處理,噴灑阻化劑,噴漿處理;在采場運(yùn)、同順超前支護(hù)段巷道向煤壁施工注漿鉆孔,向煤體內(nèi)注入阻化劑,達(dá)到防火降溫作用。

        4.4 減少采空區(qū)留煤

        加快采場同采速度,對工作面運(yùn)、同順附近進(jìn)入采空區(qū)浮煤采取防火處理,尤其是對運(yùn)順附近浮煤應(yīng)采取噴灑阻化劑措施。工作面過斷層時,必然要沿斷層方向在采空區(qū)形成一條遺煤帶,如果遺煤帶處在易自燃區(qū)域內(nèi),更易引發(fā)自燃,因此工作面過斷層時必須要在斷層附近采取防滅火處理措施。

        4.5 降低采空區(qū)漏風(fēng)量

        減少采場運(yùn)同順向采空區(qū)注砂步距,通過注砂濕潤、覆蓋采空區(qū)易自燃區(qū)域浮煤,同時阻隔采空區(qū)漏風(fēng)通路,降低采空區(qū)漏風(fēng)量。

        5 結(jié)論

        采煤工作面必須要采取減少采空區(qū)漏風(fēng),消除巷道高溫氧化點(diǎn)同時對進(jìn)入采空區(qū)的浮煤采取防火處理等綜合防滅火措施,這些預(yù)防措施,歸根結(jié)底需要加強(qiáng)通風(fēng)管理隊伍的管理,提高采空區(qū)安全管理的意識,并且不斷提高管理隊伍的業(yè)務(wù)水平,才能夠熟練的解決因地質(zhì)或通風(fēng)條件的變化而出現(xiàn)的各類事件。只有如此,才能從根本上對采空區(qū)自然發(fā)火采取有效的措施,進(jìn)而避免此類事故的發(fā)生。

        [1]汪月偉.近距離煤層同采采空區(qū)自然發(fā)火防治技術(shù)研究 [D].中國礦業(yè)大學(xué)(北京), 2015.

        [2]劉偉,秦躍平,楊小彬,郝永江.采空區(qū)自然發(fā)火的能量遷移理論 [J].煤炭學(xué)報,2013,06: 906-910.

        [3]李洪剛,張大明.采空區(qū)自然發(fā)火危險區(qū)域判定 [J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版),2009,05:697-700.

        [4]付明超,秦憲禮,沈斌,孟嬌茹.采空區(qū)自然發(fā)火監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計 [J].工礦自動化, 2012,01:70-73.

        [5]路瑞恒,王占,錢景奇.煤礦采空區(qū)自然發(fā)火原因分析及防治方法實(shí)踐 [J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2012,10:89-90.

        淺談煤礦采空區(qū)自然發(fā)火原因分析及防治措施

        ■陶偉

        TU998.1[文獻(xiàn)碼]B

        1000-405X(2016)-10-413-2

        陶偉(1983~),男,2006年畢業(yè)于昆明理工大學(xué)安全工程專業(yè),中國礦業(yè)大學(xué)安全工程專業(yè)工程碩士在讀,工程師,徐礦集團(tuán)陜西能源化工有限公司安全生產(chǎn)部通防主管,研究方向?yàn)榈V井通防管理。

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