对综放采空区隐蔽火源点防治新技术研究鞍山

对综放采空区隐蔽火源点防治新技术研究

对综放采空区隐蔽火源点防治新技术研究 2011： 1 问题的提出

煤层自燃火灾是矿井主要灾害之一，严重威胁着煤矿人员安全以及造成重大经济损失。全国煤矿中有56%的矿井存在煤层自然发火的危险，在已开采过的220个综放工作面中发生了182次自燃火灾事故。煤层自燃火灾成为制约高产高效矿井安全生产与发展的主要因素之一。

2 综放采空区煤层自燃火灾特点

综放工作面采用后退式开采，“U”型通风方式，实行无煤柱开采，采场进风巷及采空区与邻近采空区(已封闭)连成一片，构成比较复杂的漏风型式，采场的内部漏风与煤炭自燃有着密切的联系，直接影响着采空区氧化“三带”的分布，具体表现如下：

2.1 大多数煤层都具有自燃倾向性，且由于综放工作面的单产高，走向长度较大，有的工作面目前已超过2000m，工作面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。

2.2 综放开采时，采空区丢煤比较多，这些浮煤呈破碎状态，为采空区自燃火灾的发生提供了条件。

2.3 自燃火灾大都发生在距暴露面一定深度的中部，这里漏风强度适中，风速慢，氧气浓度适宜，易满足煤的自燃条件而形成自燃高温点，且采空区遗煤的氧化带与自燃带一般在工作面的30m之后。

2.4 综放开采工作面两端头的顶煤难以回收，两端头丢失的顶煤冒落后堆积。在没有相邻界采、空区时，综放面的漏风为采空区的小并联漏风。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。

2.5 综放面本面顺槽、切眼、停采线自燃危险性较大。综采工作面巷道沿煤层底板掘进，通常顶部留有几米厚(一般大于3m)的顶煤，在掘进动压及相邻采煤工作面回采动压影响下，顶煤受压而破碎、离层，区段煤柱也被压酥，在掘进过程中，还经常出现顶煤冒落，支护后，在棚网上堆积了一定量的松散浮煤。

3 当前主要采用的防灭火技术及评述

随着煤炭工业的高速发展，煤层自燃火灾治理技术取得了显著的成绩。目前国内外防灭火技术主要常采用预防性灌浆技术、阻化剂技术、注水技术、惰性气体技术等，在某些条件下也采用堵漏技术、凝胶技术等。

在20世纪50年代，灌浆技术成为我国煤矿防灭火手技术的主要手段，并且一直沿用到今天。所谓的预防性灌浆技术就是指将水和灌浆材料按适当的比例混合，配制成一定浓度的浆液，经过铺设的输浆管路利用自然压差或泥浆泵送到可能发生煤炭自燃的区域，以防止自然火灾的发生。阻化剂技术在美国、波兰、前苏联等国家得到了较好的应用；近些年来，阻化剂技术在我国也得到推广应用。该技术主要是让水溶液附着在易被氧化的煤体表面，惰化煤体表面的活性结构，阻止煤与氧气的接触的作用。近年来，凝胶技术在我国得到较广泛应用。凝胶分为无机凝胶和高分子凝胶两大类，其防灭火机理是凝胶通过钻孔或煤体裂隙进入高温区，其中一部分未成胶时在高温下水分迅速汽化，快速降低煤表面温度，残余固体形成隔离层，阻碍煤氧接触而进一步氧化自燃；而流动的部分混合液随着煤体的温度的升高，在不远处及煤体孔隙里形成胶体，包裹煤体，隔绝氧气，使煤氧化、放热反应终止；干涸的胶体还可以降低原煤体的孔隙率，使得通过的空气量大大减少，从而抑制复燃。

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