煤层自然发火周期

煤层自然发火有哪几个发展阶段？火灾是困扰煤矿安全的重大隐患，而这些火灾90%以上又是因煤炭自燃而引起。

据统计，全国大约50%以上的煤矿都存在煤炭自燃危险。

煤炭自燃一般需要经过潜伏期、自热期和自燃期三个阶段。

（1）潜伏期煤在低温情况下能吸收热量，生成不稳定的化合物，放出少量的热，并使煤的重量增加，其增加的重量相当于所吸氧的重量，这是一个十分隐蔽的过程。

这时煤的化学性质变得活泼，着火温度降低，但很难发现其外部征兆，故称潜伏期。

潜伏期的长短取决于煤的碳化程度和外部条件，如褐煤几乎没有潜伏期。

（2）自热期经过潜伏期，煤的氧化程度加快，发热量急剧增加。

如果热量来不及散失，就会使煤的自热加快。

煤的温度每升高10℃，氧化速度就增加2~3倍。

这个阶段的特征是空气中的氧含量减少，一氧化碳、二氧化碳含量增加，煤中水分被蒸发，空气的温度升高并发出雾气，支架及巷道出现水珠。

（3）燃烧期如果煤的自燃程度继续上升，达到临界温度（一般为70~80℃）以上，氧化速度急剧加快，煤的温度迅速升高，当温度达到300~500℃时，就会发生燃烧现象。

此时，会生成氢和其他碳氢化合物，同时CO大量增加，产生特殊的火灾气味（如煤油味）等，会出现烟雾或明火。

若在煤的温度未达到临界温度（70~80℃）之前，或者改善散热条件使媒体温度停止上升，或者切断空气的供氧条件，都能使煤炭停止氧化，并使煤炭的温度慢慢冷却下来，此时煤处于风化状态，并逐渐丧失自燃能力，最后熄灭。

煤炭自然发火必须同时具备三个必要条件：一是煤有自燃倾向性并以破碎状态存在；二是有连续的供氧条件；三是氧化生成的热易于聚集。

因此，要有效防止煤层自燃发火的发生，就必须从煤炭自燃的三个必要条件入手，采取相应的方法和措施，破坏至少一个必要条件，使煤层不同时具备以上三个必要条件，就可以有效预防煤层自然发火。

针对煤炭自然发火的必要条件，徐州吉安研发出普瑞特防灭火新技术。

普瑞特防灭火新技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。

矿井自然发火预测预报管理制度第二百一十条2019年8月陕西煤矿安全装备检测中心有限公司对4煤自燃倾向性进行了鉴定，根据《陕西正通煤业有限责任公司煤尘爆炸性、自燃倾向性检验报告》(报告编号：SAMK/MZ-19013)，鉴定结果为Ⅰ类容易自燃煤层。

西安科技大学2015年1月对4煤自燃特性参数进行了实验研究，结论为：煤样在初始温度为28.7℃条件下，实际自然发火期为37天。

矿井建立自然发火早期预测预报监控系统，采取矿井监控系统、人工日常巡检和定期取样分析三位一体的综合监测方法，及时检测和发现气体浓度、温度变化情况。

(一)煤层的自燃预测1.防止煤层自然发火，通过对其标志性气体进行分析，依此判定有无发火迹象。

2.高家堡煤矿4煤层以CO、C2H4作为自然发火指标性气体。

常温状态下就有CO气体出现，说明4煤层在低温时就已出现氧化反应;C2H4气体只有在超过干裂温度时才出现，在井下一旦检测到，说明浮煤温度超过了裂解温度。

试验指标：CO浓度达到0.015%且连续呈上升趋势。

监测出C2H4(乙烯)气体。

监测出现C2H2(乙炔)气体。

3.在矿井的自燃危险区建立自燃发火观测点，采用自燃火灾束管监测系统、安全监控系统在线监测、人工日常巡检和定期取样分析实现系统、定期观测。

观测内容：气体成分、气温、水温等。

4.发火观测点设置应符合下列规定：(1)在煤层掘进工作面、回采工作面进、回风巷、采区回风巷等地点，应设置发火观测点。

(2)发火观测点应选择在围岩及风流稳定、前后5m范围内断面无变化、支护完好的巷道内。

(3)发火观测点观测内容可包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧气等气体成分和气温、水温等。

(4)自燃发火临时观测点：发生有异常现象，为缩小火区范围以便准确查找火源点而增设的观测点。

(二)人工检测方法瓦斯检查员必须每天按照指定的巡回检查路线对在煤层掘进工作面、回采工作面进、回风巷、采区回风巷等观测点进行检查，检查路线为：运输顺槽工作面回风隅角回风顺槽(掘进工作面为掘进回风流掘进工作面。

煤矿火灾事故篇某矿煤炭自燃火灾事故案例1.案例描述×年12月12日14时30分，某煤矿4322综放面停采撤架期间上端头发生一起煤炭自然发火事故。

2.案例剖析2.1矿井及火区概况该矿1975年开始兴建，1981年开始商业生产，其主采煤层为山西组第3层煤，平均厚度为8.29米，矿井设计生产能力为300万吨/年。

该矿属低瓦斯矿井，3层煤具有煤尘爆炸危险，有自然发火倾向，自然发火期平均3-6个月。

矿井采用立井开拓方式，长壁式采煤方法，综采放顶煤采煤工艺。

矿井通风方式为两翼对角式，主要通风机工作方式为抽出式。

4322综放面1999年11月开始回采至2000年10月底采至设计停采线。

为减少断层损失煤量，依据4303综放面过8m断层的成功经验，矿研究将停采线向外延长70m，推过王楼一号断层（该断层落差5m）。

在过断层过程中和过联络巷（4322-2#联络巷和4324-2#联络巷）时顶板难以控制，冒顶频繁，工作面压力大、顶板破碎，普遍丢失顶煤，丢煤厚度最厚达5.9m。

工作面没提起刀来，造成割底板进入全岩，导致工作面推进速度慢，特别从10月11日到11月20日41天只推进了29.6m，4322面被迫于11月20日在4322二号联巷上停采。

12月12日13点10分支架后煤层自然发火，并快速发展，烟雾迅速蔓延，采取调压措施仍不能将烟雾逼退，直接灭火无法进行，13日2点决定封闭处理。

2.2事故经过11月6日发现6＃支架（支架编号自下而上）顶板有微量一氧化碳，7日在同一位置的一氧化碳上升到30ppm。

11月11日在l＃支架后部顶板查出一氧化碳218ppm，之后在工作面下部架间窝，顶板都能查出一氧化碳，这段时间通风队在回风隅角向l＃架后部顶板打钻注水。

11月20日工作面停采，到11月23日整个工作面支架前梁顶板、架间钻孔内都能查出一氧化碳，并发现64＃，69＃、106＃支架破碎顶板有少量雾气。

发现一氧化碳后通风队员立即全力以赴采取用煤电钻打眼插管、注阻化剂、注水、注黄泥浆等措施进行治理，特别针对出雾气的地点打钻注阻化泥浆，11月25日后情况有所好转，26日40＃、44＃支架顶板又出现少量雾气，11月29日开始向4322上顺槽沿空侧以及4320停采线压注黄泥浆。

桃园煤矿Ⅱ1042采空区自燃三带划分发布时间：2021-05-10T07:39:05.538Z 来源：《中国科技人才》2021年第7期作者：陈晓牛[导读] 煤炭自燃火灾是矿井常见主要灾害之一。

不仅可造成工作面停产，冻结已准备的煤炭资源，而且还可能造成大量人员伤亡。

淮北矿区部分矿井如朱仙庄矿、桃园矿、许疃矿、童亭矿、青东矿等开采煤层具有自然发火危险性，最短发火期为3～6个月。

淮北矿业桃园煤矿安徽省 234000摘要：煤炭自燃火灾是矿井常见主要灾害之一。

不仅可造成工作面停产，冻结已准备的煤炭资源，而且还可能造成大量人员伤亡。

淮北矿区部分矿井如朱仙庄矿、桃园矿、许疃矿、童亭矿、青东矿等开采煤层具有自然发火危险性，最短发火期为3～6个月。

自然发火威胁矿井安全生产，因此，研究煤层自然发火特征与防控技术是保证矿井安全生产的主要工作重点任务之一。

桃园煤矿现主采工作面为10煤层1042工作面，工作面采空区内由于遗煤堆积容易成为安全生产的隐患，为了有效地防治10煤层自然发火，保障煤矿安全生产，需要对该矿煤层赋存及采掘接替特征条件下的10煤层煤炭自燃规律进行研究，为10煤层自然发火防治提供科学依据及理论指导。

关键词：自然发火、三带划分、采空区、防灭火Abstract：From the competitive point of view, advertising can help financial institutions to build a unique brand image and product service awareness, so that customers have a good brand association, and then get a good consumer experience; from the perspective of meeting the market, advertising can play a notification function, persuasive function and reminder function, so that consumers can Enough timely understanding of the financial products launched by financial institutions, and then perceive the superiority of the financial products of the enterprise, and ultimately make a purchase decision; from a long-term operating point of view, advertising has a strengthened function, allowing customers to buy the financial products they believe that the decision is correct, or even form a positive. Word of mouth communication brings a wider range of sales.1.概况Ⅱ1042工作面位于Ⅱ4采区一阶段且为该采区的首采工作面，上区段为一水平的1046和1066采空区，左与Ⅱ2采区相邻，右至4-5勘探线南85m。

《矿井自然发火防治管理规定》我矿属于二类自燃矿井，煤层自燃期只有三到六个月。

为确保矿井安全生产，加强自燃防治管理，根据《规程》、《矿井防灭火规范》制定本规程。

第1条矿井必须建立和完善防火灌浆系统。

1、13(1)煤层工作面开采前，需提前接通注浆管道，并与工作面同时移交生产，没有注浆管道的工作面不会受到生产影响。

二是采区主注浆管直径不小于一个姐妹，工作面注浆管直径不小于五个姐妹。

注浆管由电机安装工区安装，每十天检查一次。

发现问题及时处理，并做好检查记录。

三、地面灌浆站采用机械搅拌，黄土制浆时，必须要加入抑制剂，以保证灌浆质量，土水比不小于一：五。

四、13(1)煤层工作面(包括分层开采的底部分层工作面)必须用水浇灌开采。

如果由于某种原因灌浆不能进行3天，必须经生产经理批准才能停止灌溉。

五、采掘工作面底部区域必须在采掘前钻孔和灌浆，并有专门的防火措施。

6.采煤工作面收集完毕后，要及时撤出设备。

当综采设备在40天内拆除时，爆破开采设备在一至五天内拆除，通风区域在规定时间(一至五个月)内封堵灌浆。

七、封锁墙施工要有安全措施，施工时要保证质量，保证严密不漏风，加强对墙外巷道的支护和清理干净，封锁墙要有检查孔、灌浆孔，巷道口要设置棚栏警示标准，封锁墙要执行图纸、卡片、标牌和台帐的管理。

八、新施工的采空区封锁墙要及时注浆、充填，并对所有地下封锁墙进行注浆，减少采空区漏风。

九、所有井下人员要爱惜灌浆设施，不准擅自关闭、破坏和拆除灌浆管道，影响正常灌浆。

第二条建立自燃预测预报跟踪系统。

1、13(1)煤层工作面、收割工作面等有自然煤柱和高冒的场所应当建立自燃预测预报，并采集相关气温参数进行整治。

所有地下堵墙每周由老平硐检查员检查。

检验内容：甲烷、二氧化碳、一氧化碳、气温、水温。

每次检查都应保留特殊记录。

为13(1)煤层工作面的上隅角。

其次，对13(1)煤层工作面回风，在采区回风巷安装co监测探头。

3.每个地下作业场所严禁进行1个一氧化碳超标作业。

2024年宝日希勒第一煤矿厚煤层自然发火防治1概述宝日希勒第一煤矿隶属于宝日希勒煤业股份有限公司，该矿始建于xx年，设计年产量为45万t，xx年1月投产。

该矿主要运输大巷、主胶带运输巷、回风巷全部布置在煤层中，矿井原设计通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。

矿井投产时回采工作面采用分层开采，矿井没投产巷道内煤炭就开始自然发火，回采工作面采完一分层，二分层刚开采，采空区及采煤工作面前后顺槽就开始自然发火；矿井从xx年投产到xx年底，井下所有的巷道全部被火区和高温点包围着。

井下火区总数多达38处之多，有的几个火区已经连成一片。

xx年12月，由于井下车场自然发火严重迫使矿井停产半年。

因煤层自然发火影响冻结可采煤炭75万t，致使矿井生产和经营走向低谷。

为了确保生产，宝一矿把防灭火工作放在首位，组建了270多人的专业防灭火队伍。

投入了大量的防灭火设施，建立了2个黄泥灌浆站。

到xx年井下火区还多达29处。

xx年在辅助水平边界建了个新风井，矿井通风方式由中央并列式改造成中央并列式和中央分列式混合式通风。

通过风井改造和采用新采煤方法（单休液压支柱，π型钢梁一次性采全高放顶煤）后，宝一矿厚煤层自然发火得到有效的控制。

从而促进了宝一矿安全生产，xx年该矿生产原煤62.13万t，xx年生产原煤66.49万t。

2厚煤层自然发火影响因素分析2.1通风方式对厚煤层自然发火的影响宝日希勒第一煤矿，煤炭自然发火期为3～6个，最短7～15d就可自然发火，煤层可采平均厚度14m。

xx年—xx年矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。

矿井主要轨道运输巷、集中胶带运输巷、回风总排都布置在煤层中，巷道与巷道之间隔离煤柱30m。

该矿煤层层理发育，节理不发育。

入风巷和回风总排布置在煤层里，这种设计给中厚煤层自然发火创造了条件。

巷道粗料石砌碹壁后充填不实，存在裂隙；隔离煤柱层理发育裂隙较多存在漏风现象；入风巷与回风总排隔离煤柱存在较大压差，造成漏风为厚煤层氧化发热自然发火提供了充足氧气，因而造成巷道壁后自然发火。

煤的自然发火期名词解释自然发火期又称煤的“自燃期”，是指从煤自身氧化作用或受外界氧化作用而引起的煤炭自行燃烧的时间。

这个时间随煤层赋存条件、埋藏深度及煤质变化而有所不同。

若煤层埋藏浅、氧化作用弱则其发火期较短;反之则较长。

自燃期长短与煤层赋存条件、结构和地质年代有关。

煤层赋存条件越差，发火期越短。

一般浅埋露头煤层的发火期在3~5个月左右；深埋低温煤层的发火期一般较长，大于1年；而高温气成煤的发火期很短，多数在1个月以内。

地质年代愈老，埋藏愈浅，煤的发火期愈长。

自燃期短的煤，遇空气后易于自燃，常被人们当作劣质煤处理。

但如果自燃期过短，则难以形成较长时间稳定燃烧的炉渣和高温熔渣，燃烧速度过快，容易造成风量突然增大，影响正常燃烧和降低燃烧效率。

此外，自燃期也可作为划分煤质类型的一项标准，因为一般深部及上部地层的发火期比下部及浅部的长。

开采过程中由于各种因素，致使自燃期延长，必须按正规途径对煤样进行烘干处理。

预防煤的自燃要做到：煤炭洗选加工应彻底，尽量将其洗净并加工成合格块煤;在运输、储存及装卸过程中，要注意防止机械损伤及雨淋日晒，并按规定地点堆放。

要合理控制矿井瓦斯涌出量。

生产中，要防止煤炭自燃要求煤炭自燃期短且稳定，此时煤的自燃发火期已缩短，经过烘干处理的煤干燥无灰，适用于制造焦炭。

对煤田地质勘探报告所列煤层的自燃期，一般应在6~12个月内，若自燃期长于或小于上述规定时间，必须另作处理，将该煤层编入基期或升高层位的煤层中，必要时提出煤层单独评价。

煤的自燃期还可作为划分煤层等级和选择开采方法的依据。

例如，北美某一煤田，自燃期一般为10个月，而其邻近煤田的自燃期仅7个月，两者相差甚大，因此，根据不同的煤自燃期，可确定开采和准备开采的面积。

煤的自燃期越短，则其挥发分越高，水分含量越少，发热量越高，则开采价值就越大。

在开采中，若煤层不具有较好的自燃条件，应考虑采取某些预防措施，以提高煤层自燃期。

自然发火期煤炭的自燃期长短直接关系到生产建设的投资及劳动生产率的高低，还会影响煤炭的质量。