安全管理论文义马煤田易自燃煤层火灾原因分析与综合防治技术实践.doc

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1、此材料由网络搜集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。材料共分享，我们负责传递知识。平安治理论文义马煤田易自燃煤层火灾缘故分析与综合防治技术实践摘 要：通过对义马煤田易自燃煤层发火机理及缘故的分析，探究和开发研究煤层火灾防治技术，构成一套易自燃煤层综合防治体系，为保障矿井平安、实现高产高效提供可靠保证。关键词：易自燃煤层；发火缘故；防治技术1 煤层根本概况 义马煤田的开采煤层为中生界侏罗系下侏罗统煤层，煤层地质构造比较简单，赋存条件较好，煤层倾角614，煤层较厚。煤种为长焰煤，不粘结，中等硬度，极易风化成粉末。下侏罗统含煤共5层，各煤层均有自然发火倾向，发火期1个月，最短只有8 d，煤层自然发火

2、征询题比较严峻。煤层瓦斯涌出量较小，煤尘具有爆炸危险，爆炸指数为447518。2 煤炭自燃机理和条件 按照我国煤炭自燃倾向性分类，义马煤田的煤层属容易自燃煤层(工类)。自然发火的决定要素是发火地点存在低温氧化的浮煤、碎煤，同时向它供有足够的氧气以及煤炭氧化时有蓄热预备条件。自然发火的本质是煤炭本身与空气中的氧气接触，产生氧化反响所致。氧化是煤炭自燃的主要缘故。煤炭在井下大气的常平和常压条件下，遇空气中的氧气，便产生外表吸附作用，使煤炭进入低温氧化阶段，此阶段中发热量特别少，能出现一些不稳定氧化物的最后产物C02、CO、水蒸汽；假设热量不及时扩散，逐步积蓄，大于煤体向四周介质散失的热量，煤炭温度

3、接着上升，称为自热，待煤炭温度上升到某一极限值(一般为7080)时，煤体温度上升急剧加速，到达临界着火点时，便发生煤炭的自然发火。3 煤炭自然发火的规律及其成因分析 针对义马煤田的消费技术要素，我们通过对煤层自然发火几率分析可以看出，发火的缘故是多方面的：巷道布置不合理、煤柱受压破裂、浮煤护顶较多、地质要素、漏风、冒顶及通风设备治理不善、消费治理不善等。煤炭自然发火的规律及其成因分析如下。31 两道两线处煤炭易自燃(指采煤工作面上、下巷，开采线，停采线) (1)上、下进回风巷煤炭易发火。巷道变坡处煤炭易发火。由于地质要素，巷道掘进期间，巷道变坡处易发生冒顶，或者棚梁上浮煤堆积，风流通过变坡点处

4、构成漏风供氧，使棚梁上的松散煤体升温，热量积聚而导致发火。与相邻巷道穿插处煤炭易发火。由于工程设计缘故，工作面上、下巷道与相邻巷道垂直上、下穿插，穿插巷道布置在一层煤中，穿插间距小，致使2条巷道间产生漏风，引起煤炭自燃。护巷煤柱易发火。留设煤柱保护区段巷道时，在采动压力的作用下，煤柱被压裂、破裂、坍塌，再加上工作面端头回柱后，冒落不完全，留下漏风通道，容易引起煤炭自燃。分层巷道假顶内煤炭易发火。分层巷道采纳内错式或重叠式布置时，除第一分层外，各分层都是在假顶下掘进。因此在第二分层及其以下的分层巷道掘进和采煤期间，都会向上一分层采空区漏风，使上分层采空区中的遗煤自燃。综放工作面上、下巷顶煤易发火

5、。由于综放工作面开掘巷道，沿煤层底板掘进，造成巷道顶煤开裂冒落，构成巷道为主通风系统，冒落处为弱通风系统。 (2)停采线处易发火。在开采下部分层时，上部分层的停采线遗煤容易自然发火。同时在工作面开采过程中，还可能引起本分层或上部分层的相邻采空区停采线浮煤自燃。停采线是压差最大的漏风通道，假设两端都由密闭墙封闭不严，停采线处煤炭易于自然发火，特别是在厚煤层分层开采时，表现更为突出。 (3)开采线(切眼)处易发火。分层开采切眼处。开切眼积存浮煤的情况与停采线大致一样。因此，假设相邻的工作面进、回风巷向采空区的开切眼漏风，则该处易发生煤炭自燃。综放开采开切眼处。由于综放开切眼托顶煤较厚且开切眼宽度大

6、，支护不当或安装支架抽棚梁时，易造成冒顶现象，加之综放支架重，安装速度慢，时间长，往往造成支架刚安装完毕，就发生煤炭自燃发火。3，2 采煤面采空区遗煤，上下隅角处易发火 (1)由于地质条件变化或设备等缘故，造成工作面推进速度慢，当工作面推进度低于采空区遗煤氧化升温带宽度时，氧化升温带内煤炭氧化蓄热，煤体存留时间可能超过自然发火期而出现自燃。 (2)采煤工作面上下隅角在回柱时，上巷上帮、下巷下帮塌落不实，易构成三角区漏风通道；上下隅角处于漏风源点、汇点；上下隅角易堆浮煤；综放工作面上下端头放煤不完全，丢下大量遗煤，为煤炭自然发火提供了物质条件。33 巷道冒顶处、断层附近煤炭易发火 巷道冒顶处，正

7、常风流冲刷不到冒顶深部，煤炭氧化热量易于积存，易自然发火；断层附近易于造成冒顶，加之处理不及时，巷道支护“软关门”，易发生自然发火。 4 易自燃煤层火灾综合防治技术41 预防性灌浆预防煤层自燃技术 灌浆防灭火是义马矿区最根本的防治措施，主要有采后密闭灌浆、随采随灌、巷顶插管注浆等方式。当工作面回采完毕后，在工作面胶带巷、运输巷口修建永久密闭，利用密闭前铺设到停采线的灌浆管施行封闭注浆，间歇充填，灌浆量以黄泥接实巷顶为准。 关于分层开采并有下分层的采煤工作面，必须对采空区随采随灌黄泥浆，每天至少一班向采空区灌浆，以潮湿包裹采空区遗煤，防止遗煤氧化积热，灌浆实行少量屡次的方法，每次注浆量以工作面出

8、浆水为止。 关于工作面上下巷道顶部留有煤皮或冒顶空洞的地点，多采取巷顶插管注浆措施。对冒顶空洞，采纳人工直截了当下人注浆管；无冒顶地段采纳钻机打钻孔下入注浆钢管，注浆管一般采纳40mm的无缝钢管(前端为多孔花管)，下管长度一般不低于3m，钻孔角度45，孔间距4m. 42 低风量稳定风流供风防治技术 关于正常回采期间，合理操纵工作面风量，采取低风量供风。采纳“U”型通风的工作面，降低供风量是压缩采空区氧化带宽度，防止采空区遗煤自燃的手段之一。按照工作面瓦斯绝对涌出量，在满足人员呼吸、有害气体浓度、温度不超限的情况下，采纳低风量供风；同时加强工作面通风设备治理，保证风流、风量稳定，防止风量忽大忽小

9、，使采空区遗煤连续氧化，蓄热升温，而引起煤炭自燃。 43 压注化学凝胶及胶体泥浆防治技术 义马矿区引进并推行了化学凝胶防灭火技术。它是目前矿区处理高温点、封闭堵漏的主要手段。制取化学凝胶的原料是水玻璃和碳酸氢铵(促凝剂)。水玻璃含量39，碳酸氢氨含量24，通过2台注胶泵用三通与钻孔注管联通压注。成胶时间与促凝剂的含量成正比关系。 在需要大量快速充填空洞时，往往采纳胶体泥浆(阻化泥浆)，胶体泥浆的制取主要是利用地面灌浆站向井下输送水玻璃，井下参加促凝剂。 44 压注增稠泥浆和聚氨酯喷涂防治技术 (1)压注增稠泥浆，降低采空区遗煤温度，杜绝注浆脱水阻碍支架撤除现象的发生。距停采线4050m，在上拐

10、头逐步压人长度分别为40 m、30m、20m的注浆钢管，停采后注入增稠泥浆(增稠剂在地面注浆站，以注浆水的03比例参加)，以降低采空区遗煤温度。增稠剂为白色粉末状高吸水材料，吸水倍率100180倍，能有效地将浆水固定在采空区范围内，杜绝注浆脱水阻碍工作面支架撤除现象的发生。 (2)聚氨酯隔风喷涂技术在义马矿区主要用于工作面撤除支架期间，喷涂工作面架顶及架后，封闭架顶碎煤及架后采空区遗煤的供氧通道。聚氨酯喷涂所用原料，以异氰酸酯为一组份(黑料)，其他如多元醇聚醚、催化剂、阻燃剂、发泡剂等合在一起为一组份(白料)。使用时，将黑白两料等，搅拌均匀，可在几分钟内制得聚氨酯泡沫制品。因聚氨酯涂料发泡倍数

11、高达2025倍，同时有特别强的粘着力，其以液体状态喷射粘附在架缝外表，在膨胀发泡过程中，靠膨胀力挤压进入所有漏风的空隙，堵漏效果良好。 45 采空区压诖与汽雾喷洒阻化剂防治技术 阻化剂采空区防灭火在义马矿区的应用分为2种方式：一是利用地面水源连通自制的ZHI型阻化剂参加装置，通过注液枪(前端为花眼钢管)向采空区压注阻化剂，阻化液含量一般为1020，此种方式不需电源，阻化液浓度易操纵；另一种是将阻化剂和水按比例(10一15)配成溶液，通过高压泵、汽雾发生器(喷嘴)将其雾化，在工作面下拐头以漏风为载体，将汽雾阻化剂带入采空区煤体外表，延缓煤的氧化过程，常用的阻化剂有CaCl2、MgCl2等。 4.

12、 6 充填复合凝土防治技术 对冒顶区长、冒顶高、范围大的地带，充填复合凝土。复合凝土成分组成：固化剂15、水50、黄土35，固化凝聚时间38 min。充填工艺为：将复合凝土原料(地面有加工厂、袋装)参加充填机中，调理好进水量，在充填机旋转下构成含固化剂15、水50、黄土35的稠浆液，经高压泥浆泵充填钻孔进入高冒区38min后，凝聚成复合凝土。 47 上下隅角遗煤自燃防治技术 在工作面上下隅角设置看火工，每班在采面拉架放顶之后，用长枪头(15mm钢管端头缩口成尖)洒水降温，使上隅角内放下的煤不断处于潮湿和低温状态；在下隅角附近(进风侧)后输送机头以里设置1道常开水幕，增加隅角漏风的湿度，延长隅角

13、附近煤的自然发火期。采纳临时密闭和凝胶充填相结合的方法，隔绝采空区漏风，处理下隅角高温点。在下巷转载机机尾之后，上接过渡架下帮，下接下巷下帮煤壁建1道临时密闭墙，墙处打上防倒戗柱。从墙外向墙内巷顶及过渡架尾梁之后打钻下注浆管2组，深度分别为4m、2m。利用地面注浆系统注入低浓度化学凝胶，胶体从巷道顶板煤缝及过渡架尾梁处挤出停顿。随工作面推进，每隔5m建1道密闭墙，充堵1次凝胶，直到测不出CO为止。 48 巷道背板抹泥和喷射混凝土防治技术 受煤柱集中压力和回采动压阻碍，上下顺槽压力显现严峻，支架上浮煤堆积严峻。为此，改变支护方式，一是巷道顶板背设由原来的荆芭、椽子改变为木反背设，而后抹泥封闭；二是巷道掘进50m，在原有支护断面上喷射混凝土，掘进、喷射循环进展，大大减少了巷道煤体扩散漏风。 实践证明，在义马煤田易自燃煤层进展开采，汁对煤层发火缘故的不同，采纳不同的防治手段 和方法，完全可以保障平安消费。