高瓦斯易自燃采空区双层遗煤均压通风系统研究

厚煤层综采工作面采空区自燃发火“三带”研究作者：王少华来源：《科技视界》 2015年第31期王少华（国投新集能源股份有限公司安监局驻口孜东矿安监处，安徽阜阳 236000）【摘要】根据工作面实际情况，在工作面风、机巷设置测点，对采空区内的气体成分及温度情况进行测定，通过分析，合理确定采空区煤自燃“三带”划分，为13-1煤层其它类似综采工作面在防灭火设计方面提供科学依据，对类似条件下的工作面防灭火治理具有一定的借鉴意义。

【关键词】采空区；自燃；三带作者简介：王少华（1979—），男，安徽合肥人，本科，国投新集能源股份有限公司安监局驻口孜东矿安监处,副科长，安全工程师、通风助理工程师,从事煤矿安全管理工作。

0 引言煤炭自燃火灾是矿井安全生产的主要灾害之一。

如何防止和减少火灾的损失是目前煤矿面临的重要的问题题。

采空区自燃“三带”的划分是矿井防灭火基础工作的重要内容之一，只有较准确地掌握了采空区“三带”的分布范围，才能在制定各种防灭火措施时做到有的放矢，为防灭火工作提供科学依据[1-2]。

1 工作面概况试验工作面111304工作面为走向长壁后退式开采，该工作面切眼平均长度300.8m，工作面煤厚1.39~5.9m，平均煤厚4.9m。

工作面采高为3.5m～5.8m。

属于大采高综采工作面，煤层倾角为4°～21°，平均倾角为13°；工作面采用”U”型上行通风方式，工作面机巷进风、风巷回风；工作面所在13-1煤层自燃倾向性等级为Ⅰ类，属容易自燃煤层，最短发火期为36天。

2 采空区自燃“三带”的划分2.1 采空区煤自燃“三带”划分依据目前划分“三带”的指标主要有三种：（1）采空区漏风风速V，即V>0.9m/s为散热带；1.2≥V≥0.02m/min为自燃带；V＜0.02m/min为窒息带。

（2）采空区氧浓度（C）分布，即C＜8%为窒息带，C≥8%为自燃带或散热带；煤的氧化反应顺利进行的前提条件是的供氧速度大于耗氧速度，否则氧化过程将受到抑制；（3）温度升高速率。

浅谈特厚煤层下分层工作面采空区遗煤自然发火的防治矿井火灾是煤矿生产主要灾害之一，井下火灾比地面火灾危害更大。

煤矿多数火灾是自燃火灾，尤其开采特厚煤层矿井时，采用分层开采综合机械化采煤方法，随着上下分层采后工作面的增多，下分层工作面采空区面积不断增大，遗煤自然发火的现象也不断发生，而且较其他矿井火灾有更大的隐蔽性、危害性，严重威胁着井下职工的生命安全以及矿井的安全生产。

因此，针对遗煤自然发火的原因，根据工作面实际情况采取行之有效的防治措施，是防治遗煤自然发火的关键。

１采空区遗煤自然发火的原因（１）煤炭的自燃性能是采空区遗煤自然发火的基本因素。

一是煤炭的自燃性能够发生化学变化而产生热量且不易散出，因而逐渐积聚形成高温；二是煤炭与氧气接触后，氧能使煤炭与之发生氧化作用产生热量，热量积聚时温度不断升高，逐渐促成煤炭自然发火；三是煤炭自燃后，氧再助燃，使火势继续扩大形成火灾。

（２）采空区内遗留的大量遗煤为自然发火奠定了良好的物质基础。

由于下分层工作面放顶煤回收率低、丢煤多，造成采空区内留有大量遗煤，而且煤体呈破碎状态，增大了与氧接触的面积，使遗煤更易氧化，加速了遗煤的氧化生热进程，从而增加了自然发火的可能性。

（３）漏风通道的存在为遗煤自然发火提供了良好的供氧条件。

分层开采不仅导致上下分层工作面之间存在漏风通道而直接漏风，而且相邻工作面之间的隔离煤柱由于集中压力大，其完整性遭到严重破坏，使煤柱压裂压碎，导致相邻工作面采空区之间相互连通，从而形成了良好的漏风裂隙，为采空区创造了良好的漏风通道，为遗煤自然发火提供了良好的连续充足供氧条件，进一步增大了遗煤自然发火的可能性。

（４）采空区漏风是遗煤自然发火的决定因素。

根据煤炭自然发火的规律性，采空区漏风量大小决定着遗煤自然发火低温氧化阶段和自热阶段，也就是说决定着引起发火的内热源温度能否达到自然发火界限。

如果漏风量太大遗煤氧化热量不易积聚，漏风量很小则氧化条件不良，这两种漏风情况均不易发生自然发火。

沁裕煤矿综采工作面采空区煤自燃防治技术研究郭晓飞（山西兰花沁裕煤矿有限公司，山西晋城048212）摘要：沁裕煤矿综采工作面采空区存在着遗煤自燃的现象，本文采用理论分析、现场实测的方法对其发火原因进行了分析，并在此基础上提出了相应的煤自燃防治技术，同时对该防火效果进行了评估，得出在该防火技术的治理下采空区煤层自燃危险性已消除，达到了火灾防控的预期效果，满足矿井的正常安全生产。

关键词：遗煤自燃；理论分析；现场实测；煤自燃防治技术中图分类号:TD822文献标识码:A文章编号：1009-0797(2021)01-0078-03Study on prevention and control technology of coal spontaneous combustionin goaf of Qinyu coal mineGUO Xiaofei(Shanxi Orchid Qinyu Coal Mine Co.,LTD.,Jincheng048212,China)Abstract:There is a risk of coal spontaneous combustion in the goaf of Qinyu coal mine.In this paper,the causes of coal spontaneous com­bustion are analyzed by theoretical analysis and field measurement.On this basis,the corresponding prevention and control technology of coal spontaneous combustion is proposed,and the fire prevention effect is evaluated.It is concluded that the risk of coal spontaneous combustion has been eliminated,and the expected effect of fire prevention and control has been achieved The normal safety production of the mine is sufficient.Key words:Spontaneous combustion of residual coal;theoretical analysis;Field measurement;Prevention and control technology of coal spontaneous combustion0引言在回采技术不断进步的条件下，工作面的采高也随之不断增高、产量不断加大、日推进速度也在不断加快叫与此同时，采空区的遗煤量也在不断增加，漏风分布复杂、对周围煤岩的采动影响增强、煤岩体宏观裂隙更为发育、冒落空间大等问题也愈加严重，在这些因素的共同影响下,采空区内的遗煤自燃几率急剧增加,从而导致采空区内频繁发火円,若不对其进行及时有效的治理，势必会引起重大的煤矿安全生产事故的发生,造成难以挽回的财产损失札沁裕煤矿综采工作面埋深达到了570m,该综采工作面采高较高,采空区内遗煤量较多,存在着较高的发火几率，探究诱发该工作面采空区内的发火原因并针对性的提出治理措施已成为当前该矿急需解决的首要任务。

《采空区遗煤的多孔介质特征及自燃模型研究》篇一一、引言煤炭采空区内的遗煤管理，在保障煤矿安全高效开采过程中占据重要地位。

尤其遗煤作为采空区内易积聚煤炭资源的一种状态，其物理特性和化学反应特性的研究对矿井的稳定运营及矿井内环境污染与火势控制的难度起着关键性影响。

本文主要围绕采空区遗煤的多孔介质特征以及自燃模型进行详细探讨。

二、采空区遗煤的多孔介质特征多孔介质指包含众多相互连通或封闭的孔隙的固体材料。

采空区遗煤作为一种多孔介质，其特征主要表现在以下几个方面：1. 孔隙结构：遗煤的孔隙结构复杂，包括大孔、中孔和小孔等，这些孔隙为空气、水分和煤的氧化反应提供了空间和条件。

2. 渗透性：遗煤具有较低的渗透性，这一特性使采空区内积聚的瓦斯、水等不易流经煤层。

3. 比表面积：比表面积是指单位体积或质量物质的表面积，对化学反应的速度影响极大。

采空区遗煤的比表面积较大，这使得氧化反应的表面和热源接点更加集中。

三、遗煤自燃的物理与化学基础自燃现象指因内在原因或外在诱因，而发生自发燃烧的过程。

就遗煤而言，其自燃过程主要基于物理吸附和化学氧化两个过程。

1. 物理吸附：遗煤在多孔介质中吸附氧气和水蒸气等物质，为后续的氧化反应提供条件。

2. 化学氧化：在一定的温度和氧气浓度下，煤中的有机物与氧气发生化学反应，产生热量。

当热量积累到一定程度时，便可能引发自燃。

四、自燃模型研究为了更好地理解并预测采空区遗煤的自燃现象，我们需要构建自燃模型。

这种模型可以解释多孔介质中的煤自燃过程中，热量如何生成和积累以及热流的传输规律等。

一个常见的自燃模型主要包括了物理-化学参数如孔隙度、渗透性、温度场以及物理化学吸附模型与化学反应速率模型的联合模拟等。

这些模型能够帮助我们理解自燃过程的主要影响因素及其作用机制。

五、研究方法与结论研究主要采用实验研究和模拟研究相结合的方法。

首先通过实验测量多孔介质的物理特性，如孔隙结构、渗透性等；然后利用化学反应动力学理论分析自燃过程，通过数学模型描述该过程；最后利用计算机模拟软件对自燃过程进行模拟，分析影响因素及热流传输规律等。

《大采高超长综采工作面采空区自然发火规律研究》篇一一、引言煤炭工业是我国能源生产的重要组成部分，采煤技术持续发展和更新对于提高煤矿开采效率和安全具有重要意义。

在大型煤炭矿井中，大采高超长综采工作面的运用已经成为主流。

然而，随着开采深度的增加和开采强度的加大，采空区自然发火问题逐渐凸显，成为影响煤矿安全生产的重要问题之一。

因此，研究大采高超长综采工作面采空区自然发火规律，对于预防和控制煤矿火灾，保障矿井安全具有极其重要的意义。

二、采空区自然发火原因及影响因素采空区自然发火主要是由于煤层中的残留煤炭在不良的通风条件下氧化、发热、自燃所致。

影响采空区自然发火的主要因素包括：煤炭性质、通风条件、采空区内的气体成分及含量、采煤方法等。

大采高超长综采工作面的特殊性，如工作面长、高差大等，都可能对采空区的自然发火产生影响。

三、大采高超长综采工作面采空区特点大采高超长综采工作面的采空区具有以下特点：一是空间大，煤炭储量大，可能存在的潜在火灾风险更大；二是高差大，导致通风困难，局部地区容易形成氧化反应的环境；三是工作环境复杂，存在多处盲区，难以及时发现火灾源。

这些特点使得大采高超长综采工作面的采空区自然发火规律具有独特性。

四、自然发火规律研究方法及成果针对大采高超长综采工作面采空区的自然发火规律研究，可以采用多种方法，如理论分析、实验研究、数值模拟、现场实测等。

这些方法的应用，可以深入探究采空区自然发火的机理、发生条件及影响因素。

经过多年的研究和实践，已经取得了一系列成果。

例如，通过对煤炭性质的研究，发现某些煤种具有较高的自燃倾向性；通过通风条件的研究，发现合理的通风策略可以有效降低采空区的温度和氧气含量，从而抑制煤炭的氧化反应；通过现场实测，发现了采空区自然发火的典型特征和规律等。

五、防控措施及建议基于对大采高超长综采工作面采空区自然发火规律的研究，可以采取以下防控措施：一是加强煤炭性质的研究，了解不同煤种的自燃倾向性，采取针对性的防火措施；二是优化通风系统，保证采空区的通风良好，降低温度和氧气含量；三是加强现场监测，及时发现和处理火灾隐患；四是制定完善的火灾应急预案，确保在火灾发生时能够及时、有效地进行处置。

煤矿综采工作面均压通风防灭火技术分析中煤集团山西有限公司摘要：随着我国科学技术水平的持续发展，均压通风技术作为一种通风管理的技术手段，体现出了高效性、合理性，被应用到了煤矿调节中，用于对井下通风系统的控制。

在综采工作面治理瓦斯和防火灭火的管理工作实践中，均压通风技术可以发挥出有效的功能，对工作面进回风巷道的空气流动情况进行控制，形成调节作用，对工作面风压压差进行管控，降低风压压差，保持其合理性，抑制采空区煤的自燃，控制安全风险。

关键词：：煤矿综采；均压通风；防灭火技术引言煤炭在中国储量丰富，是重要的工业原料，关系着国家经济命脉，为大量基础建设提供动力支持，也为经济社会发展提供能源保障。

近年来，中国煤炭开采技术发展迅速，综采设备的机械化程度大大提高，综采效率不断提升。

但综采工作中火灾事故时有发生，给工作面安全生产和操作人员生命安全带来较大威胁。

火灾事故的发生也给国家造成了严重的经济损失，因此对综采工作面防灭火技术进行研究十分必要。

煤矿综采工作面防灭火工作的目的是保证煤炭开采作业有序推进，保障作业人员的生命安全，从根本上避免煤矿综采过程中火灾事故的发生。

1矿井起火原因分析1.1外因从外因方面来说，与工作人员违规操作以及机械设备故障存在有一定的关联性。

比如说，煤矿开采期间明确要求采矿人员不得携带易燃易爆物品，但是部分小型煤矿对相关规定执行力度不够，可能存在煤矿人员趁着休息的间隙抽烟，导致煤矿内部出现火星，通风不畅的情况下可能会导致瓦斯被点燃爆炸。

还有一些煤矿企业因为自身规模小，管理者安全防范意识匮乏，在煤矿生产期间没有落实好通风防灭火设备的安装工作。

一旦通风设备老旧、防灭火设备不够充足，设备发生故障之后，没有得到及时的检修维护，不仅设备作用未能有效发挥，也会增加火灾事故的发生率。

1.2内因从内因方面来说，煤炭本身具有自燃的特点。

在煤矿开采工作实施期间，井下通风质量比较差时，井下温度会迅速升高，而煤炭的自燃点比较低，当温度达到或者是超过煤炭自燃点时，就可能会导致煤炭自燃。

高瓦斯矿井综采工作面防治自然发火安全技术应用发布时间：2021-05-12T16:38:09.863Z 来源：《工程管理前沿》2021年4期作者：屠贵彬[导读] 高瓦斯矿井综采工作面防治自然发火是确保煤矿安全生产的重要工作，屠贵彬淮河能源控股集团煤业公司潘二矿，安徽淮南 232001摘要：高瓦斯矿井综采工作面防治自然发火是确保煤矿安全生产的重要工作，潘二煤矿属于高瓦斯矿井，文章介绍了潘二煤矿某综采工作面的基本情况,并对可能自然发火因素进行了综合分析,有针对性地提出了防治自然发火的有效措施，保证了工作面顺利回采。

关键词：高瓦斯；防火；安全技术工作面自然发火威胁到煤矿安全生产，特别是复杂工艺的情况，稍有疏忽，就可能引起重大事故。

伴随采空区遗留浮煤,回采工作面漏风等因素致使煤层自燃发火频繁，严重制约着矿井安全生产，潘二矿矿在开采18427工作面中，采取有效的防灭火技术，确保安全高效开采。

1概况潘二矿某工作面可采走向长590m，倾斜长234.6m，本面整体构造为单斜构造，工作面整体为仰采，煤层走向近北，倾角5～20°，平均倾角14°；工作面发育19条断层，可采范围内断层14条，断层附近裂隙、滑面发育、顶板破碎，断层最大落差5m；该面采用倾向长壁后退式综合机械化采煤，一次采全高，自然垮落法管理采空区顶板；7-1煤层自然发火期3-6个月，煤自燃倾向性等级为Ⅱ类，属自燃煤层。

该综采工作面采用U型通风方式，工作面回采风量为2000 m3/min。

该工作面过断层回采速度慢、采空区丢遗煤，存在自然发火安全风险。

另外受采动影响，存在临近采空区封闭墙破裂、瓦斯异常涌出风险。

为此，必须采取科学合理的自然发火安全技术，才能确保安全顺利回采。

2 工作面发火问题的原因煤氧化发热，加上硫、磷、硫化铁和一定的水分作用，更能促长其发热自燃，煤表面受氧化作用后便生氧化热，如果通风不良，这种热不易散逸，那么温度就会慢慢上升，氧化作用也就更加剧烈，如此反复进行，达到一定温度，煤就能自燃发火，即煤的氧化自燃。