淺談綜放開采煤層自燃火災(zāi)及其防治

1、淺談綜放開采煤層自燃火災(zāi)及其防治 1引言 煤礦井下火災(zāi)分為內(nèi)因火災(zāi)（煤自燃火災(zāi)）和外因火災(zāi)，內(nèi)因火災(zāi)占井下火災(zāi)的70，在自燃發(fā)火嚴(yán)重的礦區(qū)高達(dá)8090。在我國，80的煤層有自燃發(fā)火傾向。由于自燃火災(zāi)的隱藏性，常發(fā)生在難以進(jìn)入的采空區(qū)或煤柱內(nèi)，因此有的自燃持續(xù)幾個月甚至數(shù)十年，燒毀大量的煤炭資源，并凍結(jié)了大量的開拓煤量；另外，在火災(zāi)發(fā)生過程中，會產(chǎn)生大量有毒有害氣體，造成井下工作人員中毒死亡，給煤礦安全與生產(chǎn)造成極大的損失與危害。綜合機(jī)械化放頂煤開采方法具有高的單面產(chǎn)量與效益，低成本與低的巷道掘進(jìn)率，以及良好的作業(yè)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在我國煤炭生產(chǎn)企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。是因?yàn)槊鹤匀夹缘拇嬖?，綜放開采工作面

2、煤層自燃火災(zāi)也時(shí)有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自采用綜放開采以來，在綜放工作面發(fā)生數(shù)百起不同程度的自燃火災(zāi)，嚴(yán)重地影響著煤炭企業(yè)正常的安全生產(chǎn)。由于綜放開采工藝的特殊性，所發(fā)生的煤層自燃火災(zāi)也有其特殊性，為了減少或防止自燃火災(zāi)對綜放開采工作面生產(chǎn)的影響，提高綜放開采工作面的安全性，有必要對其進(jìn)行單獨(dú)地研究和分析。2綜放開采自燃火災(zāi)的特點(diǎn)2.1煤層自燃的條件煤層自燃的煤氧復(fù)合學(xué)說理論已指明，煤層的自燃必須滿足4個條件：（1）煤層具有自燃傾向并呈破碎堆積狀態(tài)存在；（2）堆積狀態(tài)的煤炭，可以通過各種方式得到自燃所必須的氧；（3）煤氧化產(chǎn)生的熱量積蓄，使煤溫度升高；（4）煤的氧化可以持續(xù)發(fā)并超過煤的自燃發(fā)火期。與其

3、他的采煤方法相同，綜放開采工作的煤層自燃也必須滿足這4個條件，其中任何一個條件不具備都不會發(fā)生煤層自燃。這也是進(jìn)行防滅火工作的依據(jù)。2.2綜放開采自燃火災(zāi)的特點(diǎn)綜放開采煤層自炮火災(zāi)具有其自己的特點(diǎn)，主要包括：（1）由于綜放開采工作面的單面產(chǎn)量高，在綜放開采工作面設(shè)計(jì)時(shí)，為了減少工作面的搬家次數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益，工作面（長壁工作面）走向長度較大，目前已超過2021m。工作面的回采時(shí)間均超過煤層的最短自燃發(fā)火期，煤體在空氣中的暴露時(shí)間較長。綜放開采有著較大厚度的頂煤。受采動影響，頂煤承受較大的礦山壓力，煤體比較破碎。（2）受各種條件的限制與約束，目前我國綜放開采工作面頂煤的回收率較低，一般不超過80

4、，采空區(qū)遺煤較多。在礦山壓力的作用下以及在放煤動作的影響下，采空區(qū)的遺煤呈破碎狀態(tài)存在，為采空區(qū)自燃火災(zāi)的發(fā)生提供了條件。（3）為了保證綜放工作面良好的工作與安全環(huán)境，綜放開采一般采用支掩式支架與過渡支架。相對工作面，綜放開采的采空區(qū)是一個封閉區(qū)域。此外，采空區(qū)遺煤的氧化帶與自燃帶一般在工作面30m之后，因而，綜放開采采空區(qū)自燃火災(zāi)具有較強(qiáng)的隱藏性，不易發(fā)現(xiàn)。一旦在工作面發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，采空區(qū)火熱已經(jīng)形成。（4）綜放開采工作兩端頭的頂煤一般不作回收，導(dǎo)致兩端頭遺煤大量堆積。在沒有相鄰采空區(qū)時(shí)，綜放工作面的漏風(fēng)為采空區(qū)的小并聯(lián)漏風(fēng)。圖1為綜放開采采空區(qū)的漏風(fēng)流場示意圖。由此可以看出，綜放工作面兩端頭是采空區(qū)漏風(fēng)的源與匯，這兩處的漏風(fēng)均比較大。雖然，由于兩端頭的散熱空間較大，不易形成端頭自燃火災(zāi)，但大量的遺煤與適量的漏風(fēng)成為綜放開采工作面自燃火災(zāi)的一個隱患。（5）對于特厚煤層實(shí)行分層綜放開采，或者上分層為綜采，下分層為綜放開采時(shí)，由于礦山壓力的作用，頂煤破碎，列隙發(fā)育，在回采過程中，上部采空區(qū)漏