综采工作面采空区自燃“三带”分布规律研究

《昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入，综放采空区自燃问题日益突出，给矿山的生产安全带来了极大的威胁。

昌恒矿作为重要的煤炭产区，其综放采空区自燃问题尤为突出。

因此，对采空区自燃的“三带”划分及综合防灭火技术进行研究，对于保障矿山生产安全、提高煤炭开采效率具有重要意义。

二、采空区自燃“三带”划分1. 冒落带：采空区上方煤岩体在开采过程中形成的破碎带。

该区域内煤体可能因外界因素（如风力）的影响而发生自燃。

2. 裂隙带：冒落带以下的煤岩体在受到外力作用时形成的裂缝带。

该区域内由于通风不良，氧气含量较高，容易形成煤的自燃条件。

3. 遗煤氧化带：采空区内残留的煤炭在通风不良的环境下容易发生氧化反应，释放出热量，当热量积累到一定程度时，可能引发自燃。

三、综合防灭火技术研究1. 监测预警技术：采用先进的红外测温技术、瓦斯监测系统等手段，实时监测采空区内温度、气体成分等参数的变化，及时发现自燃隐患。

2. 注浆防灭火技术：通过向采空区注入灭火剂（如黄泥、凝胶等），降低煤体温度，抑制自燃过程。

该技术可有效控制采空区自燃的蔓延和扩展。

3. 惰性气体防灭火技术：通过向采空区注入惰性气体（如氮气），降低氧气浓度，抑制煤体氧化反应。

该技术具有环保、高效、安全等优点。

4. 密闭充填技术：采用密闭充填法对采空区进行封闭，减少空气流通，降低氧气含量，从而抑制自燃过程。

该技术适用于封闭性较好的采空区。

5. 人员培训与应急救援：加强矿山人员的防灭火知识培训，提高应急救援能力。

同时，制定完善的应急预案，确保在发生自燃事故时能够迅速、有效地进行救援。

四、研究总结与展望通过对昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术的研究，我们提出了包括监测预警、注浆防灭火、惰性气体防灭火、密闭充填等多种防灭火措施。

这些措施的实施可以有效控制采空区自燃的蔓延和扩展，保障矿山生产安全。

然而，随着煤炭开采的深入和地质条件的复杂化，采空区自燃问题将愈发严重。

《昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入，综放采空区的安全问题逐渐凸显。

特别是采空区的自燃问题，给煤矿的安全生产带来了巨大的威胁。

本文以昌恒矿为研究对象，对其综放采空区自燃的“三带”划分进行深入探讨，并提出综合防灭火技术的研究与应用。

二、昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分1. 散热带：这是指采空区内距离火源较远，温度相对较低的区域。

在此区域内，煤炭的氧化反应较为缓慢，不易发生自燃。

2. 自热带：自热带紧邻散热带，是煤炭氧化反应加剧的区域。

在此区域内，煤炭温度逐渐升高，但尚未达到自燃点。

3. 燃烧带：燃烧带是采空区内煤炭已经发生自燃的区域。

在此区域内，煤炭持续氧化并释放大量热量，温度极高。

三、综合防灭火技术研究1. 监测预警系统：建立完善的采空区温度、气体成分等监测系统，实时掌握采空区的温度变化和气体成分变化，及时发现自燃隐患。

2. 阻化剂防灭火技术：采用阻化剂喷洒技术，降低煤炭表面的氧化速度，减少自燃的可能性。

同时，阻化剂还可以吸收煤炭释放的热量，降低煤炭温度。

3. 注浆防灭火技术：通过向采空区注浆，填充空隙并隔绝空气，降低氧气浓度，从而达到防灭火的目的。

注浆材料应选择具有阻燃、降温、封堵等功能的材料。

4. 均压防灭火技术：通过调整矿井内外压力，降低采空区的氧气含量，减缓煤炭氧化速度。

同时，均压技术还可以防止外部空气进入采空区，降低自燃风险。

5. 人员管理：加强矿工的安全培训，提高其对采空区自燃的认知和应对能力。

同时，制定严格的作业规程，确保矿工在采空区作业时的安全。

四、技术应用与效果评估综合应用上述防灭火技术，可以有效地控制昌恒矿综放采空区的自燃问题。

通过实时监测预警系统，及时发现自燃隐患并采取相应措施。

阻化剂、注浆和均压技术的应用，可以降低采空区的温度和氧气浓度，减缓煤炭氧化速度。

同时，加强人员管理，提高矿工的安全意识和应对能力，确保安全生产。

五、结论昌恒矿综放采空区自燃“三带”的划分及综合防灭火技术的研究与应用，对于保障煤矿安全生产具有重要意义。

《昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入，综放采空区自燃问题日益突出，不仅威胁着矿工的生命安全，也对矿山的生产环境及生态环境造成了严重影响。

昌恒矿作为煤炭开采的重要基地，其综放采空区自燃问题尤为突出。

因此，对昌恒矿综放采空区自燃的“三带”划分及综合防灭火技术进行研究，具有重要的现实意义和紧迫性。

二、昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分1. 划分依据根据昌恒矿综放采空区的地质条件、采煤方法及自燃特征，将采空区划分为散热带、自燃带和窒息带三个区域。

其中，散热带指能够自然散热的区域；自燃带指由于煤体自燃而引发的燃烧区域；窒息带指因缺氧而无法燃烧的区域。

2. 划分方法通过分析采空区的温度、氧气浓度、瓦斯浓度等参数，结合矿井实际生产情况，对采空区进行“三带”划分。

具体方法包括现场勘查、数据采集、数据分析等步骤。

三、综合防灭火技术研究1. 防火技术针对散热带和自燃带，采取以下防火措施：一是加强通风管理，保证采空区有足够的氧气供应；二是定期对采空区进行温度检测，及时发现异常高温区域；三是采用阻化剂、惰性气体等防火材料，降低煤体自燃的可能性。

2. 灭火技术针对已发生的火灾，采取以下灭火措施：一是迅速切断火源，防止火势蔓延；二是采用泡沫灭火、惰性气体灭火等高效灭火技术，快速控制火势；三是加强现场救援工作，保障人员安全。

四、技术应用与效果分析1. 技术应用在昌恒矿综放采空区自燃防治中，应用了“三带”划分技术和综合防灭火技术。

通过现场勘查和数据采集，确定了采空区的“三带”分布情况，并制定了相应的防火和灭火措施。

同时，采用了阻化剂、惰性气体等防火材料，以及泡沫灭火、惰性气体灭火等高效灭火技术。

2. 效果分析经过实际应用，该技术取得了显著的效果。

首先，“三带”划分技术为矿山提供了科学的防火依据，使矿山能够根据实际情况制定合理的防火措施。

其次，综合防灭火技术的应用有效控制了火灾的蔓延，降低了煤体自燃的可能性。

关于综放面采空区自燃“三带”的综合划分方法研究[摘要]随着我国采矿工作的不断深入，采矿技术得到了极大地提高，本文主要结合自己的工作经验，对综放面采空区自燃”三带”的综合划分方法进行简要的探讨，并在此基础上提出几种煤炭自燃防治的新技术，以供参考。

[关键词]综放面采空区自燃”三带” 综合划分1综放面采空区自燃“三带”的综合划分方法及其指标1.1采空区自燃“三带”的综合划分指标“三带”的划分指标通常由采空区内的氧气浓度、漏风风速以及温度分布来进行划分的。

其中，冷却带与氧化带之间应该以煤自燃氧化蓄热的临界风速为主指标；而氧化带与窒息带之间应该以煤自然发火的临界氧浓度为主指标，并综合考虑顶板冒落状态、漏风分布状态和温度分布状态等因素。

以下在采空区自燃“三带”的综合划分指标的基础上对综放面采空区自燃“三带”的综合划分方法进行分析。

1.2煤氧化自燃的极限氧浓度确定氧气为煤炭的自燃提供了决定性的条件，氧气供给量越大，煤与氧的化学作用越强，放热强度也就越大。

在温度一定的情况下，放热强度基本上与氧浓度成正比，当氧浓度与上限漏风强度对应的浓度值相同时，煤体的氧化生热大于散热，煤体的升温速度达到极限，由于是结合上限漏风强度得出的氧气浓度，因此，此极限浓度称为上限氧浓度（Cmax）。

大量研究表明：上限氧浓度与上限漏风强度、煤氧化放热性、浮煤堆积厚度、周围散热条件和煤岩体原始温度存在一定关系。

在现场实践时，煤体的氧化放热特性、浮煤堆积厚度、采空区的上限漏风强度、周围散热条件和煤岩体原始温度都是定值，所以上限氧浓度是可以确定的，其计算公式为式中：ρg表示工作面风流密度（kg/m3）；Cg表示工作面风流热容（J/（g·℃））；q0（Tc）表示试验测定的放热强度（J/（m3·s））；λc表示浮煤导热系数（J/（s·m·℃））；Qmax表示采空区上限漏风强度（m3/（min·m2））；C0表示新鲜风流氧浓度（mol/m3）；Tc表示煤体平均温度（℃）；Ty表示岩层平均温度（℃）；h表示松散煤体厚度（m）；Cmax由上限氧浓度推导出煤体氧化生热的最大氧浓度Cμ的计算公式为式中：V表示气体的摩尔体积（L/mol）；n表示氧气的分子量。

《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。

311矿井火灾是煤矿开采所面临的“五大灾害”之一，由采空区遗煤自燃发火导致的内因火灾是矿井火灾的主要原因。

为预防采空区遗煤的自燃危险，需要对采空区进行“三带”的划分为散热带、氧化带、窒息带。

随着煤矿采掘的不断推进，为解决开采难度大、经济效益低等问题，越来越多的开采作业面采用台阶型综采工作面的布置方式，即综采工作面与两顺槽巷道间留有一个台阶，但此类工作面周围存在大面积采空区，漏风现象较为严重，给工作面火灾防治工作带来极大挑战。

因此，本文以庞庞塔矿5-108工作面为例，通过对工作面采空区温度、CO浓度分布规律进行测试研究，合理科学地给出了工作面自燃“三带”区域，并相应地求出该工作面的最小推进速度，保证工作面的安全回采。

1 矿井概况 庞庞塔矿位于位于山西省河东煤田中段临县县城以东。

井田面积60.73k㎡，生产规模1000万吨/年，批准开采3号-10号煤层。

5-108工作面是综采放顶煤工作面，煤层厚度2.50～4.3m，平均厚度3.5m；倾角3°～7°，平均为 5°；工作面东侧为5-106上工作面采空区，西侧斜上方为5-103上工作面采空区，北邻冲刷带无煤区、南邻西翼带巷和西翼轨道巷。

煤层平均倾角6°，开采煤层厚为2.7m。

与传统综放工作面的不同之处是，该工作面的东侧上方约111m处存在上分层的采空区，在分析采空区自燃“三带”分布规律时，应充分考虑上分层采空区对“三带”分布的影响。

2 现场测试方案 2.1 测点布置 温度传感器和束管安装在5-108综放工作面采空区内，用以监测及分析温度和气体。

1#、2#和 3#测点位于进风巷一侧，6#、7#和 8#测点位于回风巷一侧，每个测点之间的距离约为9m；4#和5#测点则布置在5-108上工作面两顺槽的以内约10m 处。

各测点均布置有温度传感器和束管，每个测点的温度传感器和束管将随着工作面的推进逐渐埋入采区内[2]。

由于矿井环境条件恶劣，温度传感器必须要同时具备稳定性能好、安全性能高、防腐蚀、抗静电冲击等优良特性，并适应于远距离传送要求，能够满足煤炭自燃的早期预测预报。

44能源技术与管理Energy Technology and Management2018年第43卷第4期V 〇1.43 N 〇.4doi:10.3969/j.issn.l672-9943.2018.04.018综放面采空区“三带”分布规律分析师传壮(汾西矿业集团公司通风处，山西介休032000)[摘要]通过对423综放工作面采空区浮煤平均厚度和工作面平均推进速度的相关计算,分析现场氧浓度和漏风的分布规律。

根据现场测定的回顺氧浓度，得到自燃带范围 为38~85 m ，根据上限漏风和下限氧浓度划分标准，得到的“三带”范围为40~91 m 。

[关键词]综放面；采空区；“三带”分布[中图分类号]TDWl [文献标识码]B [文章编号]1672_9943(2〇18)04"0044"〇21工作面概况1.1工作面位置及地质构造423综放工作面位于东翼回风大巷东侧，上部421综放工作面里段、中段已回采，下部为未开 拓区域。

工作面的倾斜宽度为165 m ，走向长度为 1 880 m 。

工作面标高为912.6~1 021 m ,埋藏深度 为330~585 m 。

该区段开采煤层为4#-2煤层，底板 的标高范围为912.6~1 021 m 。

423区段地表为山丘地形，地形复杂，相对高 差较大。

地表出露地层以松散沉积物和第四系(Q 4)黄土为主，次为砂岩沉积和白垩系(K 1)砂砾 岩。

423区段总体呈单斜构造，煤岩层倾角为1°~ 8°,高差为1.17 m 。

煤岩层回顺侧倾角为1。

~8°，平 均为5°,最低点和最高点的高差为100.6 m ,运顺 侧最低点与最高点的高差为102.4 m ，倾角为1°~ 6°,平均为4°，两顺总体呈回顺高运顺低之势。

423 区段距构造最近段煤岩层因受421工作面的影响 易发生变化或结构遭到破坏，会伴生或派生出小 褶皱和小断层。

2020年第8期2020年8月对于煤矿井下生产作业而言，瓦斯爆炸和火灾事故是威胁井下生产安全的主要问题[1-2]，对井下采空区自燃“三带”分布特征开展针对性探究，对于更好地开展采空区火灾防治有积极意义，是推动矿井安全质量提升的必要举措。

1工程概述金辛达煤业11105综放作业面为走向长壁后退式放顶煤开采，切眼长230m ，可采长度1820m ，煤层倾角0°~8°，煤层平均厚度5.8m ，采高3m ，煤容重1.40t/m 3，作业面煤层赋存平稳，节理发育。

作业面顶板为K2石灰岩，质坚硬，性脆；底板为泥岩，性脆。

采用“U ”型上行通风方式，胶带顺槽为进风巷，辅运顺槽为回风巷，作业面所开采的11（9+10+11）#煤层自燃倾向性等级为Ⅱ级，属于自燃煤层，最短发火期为78d 。

2采空区“三带”划分的依据针对采空区遗煤自然氧化特点和氧化程度，作业面采空区自燃“三带”的划分可依照3种不同的标准，分别是采空区漏风风速、采空区O 2的体积分数和采空区温度[3-4]。

2.1采空区漏风风速将作业面向采空区漏风风速作为判定标准，则采空区中风速大于0.25m/min 的区域划定为散热带；风速介于0.10~0.25m/min 的区域划定为自燃带；风速不足0.10m/min 的区域划定为窒息带。

一般来说，这种方法多用于理论计算中，在现场实测时往往很难实现对采空区实际漏风情况的测定，在实际采空区自燃“三带”的划分中不太适用。

2.2采空区O 2的体积分数在采空区接近作业面的区域内，漏风量较大，外界供氧体积分数多高于18%，同时，该区域遗煤氧化后产生的热量也多被漏风带走，难以聚集在相关区域，因此，将采空区内O 2的体积分数大于18%的区域定义为散热带；继续向采空区深部延伸，漏风风量逐渐降低，O 2的体积分数主要介于10%~18%，而且该区域内遗煤氧化产生的热量不容易被风流带走，遗煤具备自燃的条件，因此，将该区域定义为自燃氧化带；继续向采空区深部延伸，漏风量降至低点，空气中O 2的体积分数小于10%，遗煤不易被氧化并生热，遗煤无自燃的可能，因此，将该区域定义为窒息带。

《昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术研究》篇一一、引言随着我国煤矿开采深度的增加和机械化程度的提高，矿井综合防灭火技术成为了保障煤矿安全生产的重要环节。

昌恒矿作为国内重要的煤炭生产基地，其综放采空区自燃问题尤为突出。

采空区自燃不仅会造成煤炭资源的浪费，还会对矿井安全构成严重威胁。

因此，研究昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术，对于提高矿井防灭火能力和保障矿工生命安全具有重要意义。

二、采空区自燃“三带”划分1. 氧化升温带：该区域煤炭与空气接触，发生缓慢氧化反应，释放出热量。

由于该区域通风条件较差，热量积聚导致温度升高，为自燃提供条件。

2. 自然发火带：当温度达到煤炭自燃的临界点时，煤炭开始自燃。

该区域内部存在大量燃烧的煤炭，形成明显的火焰和烟气。

3. 窒息冷却带：随着距离氧化升温带和自然发火带越来越远，氧气浓度逐渐降低，煤炭的自燃条件逐渐消失。

该区域温度较低，属于窒息状态。

三、综合防灭火技术研究1. 监测预警技术：通过安装温度传感器、气体分析仪等设备，实时监测采空区内的温度、氧气浓度等参数，及时发现自燃隐患。

同时，建立预警系统，当参数超过设定阈值时，及时发出警报。

2. 阻化防灭火技术：在采空区内部布置阻化剂，通过阻化剂与空气的接触面积小、阻化效果好的特点，减缓煤炭的氧化速度，从而达到预防自燃的目的。

3. 注浆防灭火技术：采用高压注浆设备将防火材料注入采空区内部，填充空隙并隔绝空气，降低煤炭自燃的可能性。

同时，注浆材料中应添加催化剂，促进材料固化并形成稳定的防火层。

4. 机械防灭火技术：通过采用机器人等设备进入采空区进行巡视和检测，避免人员直接进入危险区域。

同时，利用机械手段对采空区进行封闭和隔离，防止空气进入并加剧自燃。

5. 联合防灭火技术：根据实际情况，综合运用多种防灭火技术手段。

例如，在高温区域采用注浆防灭火技术进行降温和隔绝空气；在低温区域则采用阻化防灭火技术减缓煤炭氧化速度。

收稿日期:2021-09-06作者简介:陈庆刚(1989-),男,陕西咸阳人,工程师,从事煤炭技术与管理工作。

doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2022.02.017陕西彬长文家坡矿4105工作面采空区自燃“三带”规律分布研究陈庆刚(陕西咸阳彬州市小章镇文家坡矿业公司,陕西彬州 713500)摘 要:以陕西彬长文家坡矿业有限公司4105综放工作面具有自燃倾向性的4号煤为背景,通过现场实测和理论分析,利用氧气浓度指标和一氧化碳浓度指标对采空区自燃“三带”进行正确的划分,得到了以下的结论:①进风侧散热带为0~52m;氧化自燃带为52~120m;大于120m 为窒息带。

回风侧散热带为0~3.2m;氧化自燃带为3.2~41.6m;大于41.6m 为窒息带。

②4105工作面的最低推进速度3.5m /d 为其工作面的安全推进速度;每月的最低推进距离,即安全推进距离为105m,当工作面每天推采速度大于3.5m 时,采空区的遗煤自燃一般都不会发生,当采面日平均推进度不超过3.5m 时,要采取针对性防灭火措施,可有效防止自然发火的现象发生。

关键词:自燃“三带”;预测;自燃发火;安全推进速度中图分类号:TD752.2 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2022)02-0055-04众所周知,煤炭资源约占我国一次性能源消费量比例的70%,而矿井火灾是煤矿主要灾害之一。

据统计,全国重点煤矿中有自然发火危险的矿井约占47%,其中60%的煤矿自然发火都与采空区有关[1-3]。

通过对工作面采空区自燃“三带”的观测,可以较为准确地反映陕西彬长文家坡矿综放工作面采空区遗煤氧化情况和自燃危险区域分布范围,通过现场实测和理论分析,采用温度、气样成分(氧气,一氧化碳)变化情况来准确划分采空区自燃“三带”[4-6]。

本文通过对陕西彬长文家坡矿业有限公司4105综放工作面自燃“三带”进行研究,为确定采空区防灭火工艺各类参数提供依据,指导了工作面安全生产,为煤层防灭火工作提供了借鉴。

综放工作面采空区“三带”分布规律分析曾海利，李川，赵洪伟（内蒙古伊泰煤炭股份有限公司煤炭生产事业部技术中心，内蒙古鄂尔多斯017000）摘要：通过在阳湾沟煤矿6202综放工作面采空区现场埋管观测，取得了采空区内进、回风侧不同测点距工作面不同距离处温度、O2、CO气体浓度等参数，分析得到了采空区内O2浓度及漏风强度的分布规律。

依据“三带”划分方法对阳湾沟煤矿自燃危险区域进行了划分，确定了6202综放工作面采空区“三带”范围，并根据氧化升温带宽度及浮煤最短自然发火期确定了工作面极限推进速度。

关键词：综放工作面；采空区；三带；自然发火；极限推进速度中图分类号：TD75+2．2文献标志码：B文章编号：1003－496X（2012）05－0137－04Analysis of Distribution Laws of"Three Zones"in Gob of Fully－mechanized Caving FaceZENG Hai－li，LI Chuan，ZHAO Hong－wei（Coal Production Department Technology Centre，Inner Mongolia Yitai Coal Co．，Ltd，Ordos017000，china）Abstract：This paper gets the parameters of temperature，O2and CO at different distances of different measuring points in the intake and return side from working face by site buried tube observation in the gob of Yangwangou coal mine6202fully－mechanized cavingface，and gets the distribution laws of O2concentration and air leakage intensity in the gob．The hazardous area of spontaneous combus-tion in Yangwangou coal mine is divided by"three zone"division method，and the scope of the"three zones"in the gob of6202fully －mechanized caving face is determined．The limited advance speed of working face is determined by the width of the oxidation and heat accumulation zone and the shortest time of floating coal spontaneous combustion．Key words：fully－mechanized caving face；gob；three zones；spontaneous combustion；limited advance speed阳湾沟煤矿6202综放工作面可采总走向长度514m，倾斜长度150m。