關(guān)于煤炭自燃及其防治的研究

礦業(yè)科技科技視界科技.探索.爭鳴關(guān)于煤炭自燃及其防治的研究劉長(cháng)雙(唐山馬家溝礦業(yè)有限責任公司,河北唐山063000)[摘 要]綜采放頂煤技術(shù)推廣以來(lái),煤炭自燃發(fā)火現象日漸頻繁,給生產(chǎn)造成了較大的影響。本文對煤炭自燃的機理、影響因素及防治措[關(guān)鍵詞]煤炭自燃;機理;防治煤炭自燃是自然界存在的一種客觀(guān)現象,這種現象--直伴隨著(zhù)煤熱能不斷與附近區域交換,預熱附近煤炭的同時(shí)也獲取了氧氣,氧化炭開(kāi)采整個(gè)過(guò)程。目前,礦井煤層自燃火災仍然十分嚴重,尤其是50%生 熱持續發(fā)展并能形成熱量積聚,也有利于煤炭自燃。在向斜軸部頂以上國有重點(diǎn)煤礦存在自燃發(fā)火危險,特厚煤層尤為嚴重。全國每年板應 力集中帶區段煤柱采空區密閉破壞嚴重,易于漏風(fēng),自燃發(fā)火率因煤炭自燃造成的直接和間接經(jīng)濟損失近百億元。進(jìn)入20世紀90年自然就高。代后由于特厚煤層綜采放頂煤高產(chǎn)高效技術(shù)的推廣,使得礦井煤層自3煤礦煤層自燃發(fā)火的防治措施燃火災頻繁出現。煤層自燃成為制約煤礦科技進(jìn)步的主要障礙之--,因此,煤炭自燃火災的防治必領(lǐng)先對其自燃的原因和過(guò)程進(jìn)行深人地3.1自燃發(fā)火預測預報了解然后根據煤炭自燃特性研究可行的防治對策。煤炭自燃的發(fā)生，要經(jīng)過(guò)準備階段的自熱階段然后才能達到燃燒階段。在這一過(guò)程要發(fā)生--系列的物理化學(xué)變化出現各種征兆,釋放1 煤炭自燃機理分析出一系列火災氣體。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,人們可以通過(guò)觀(guān)察這些煤炭自燃發(fā)火是指有自燃傾向性的煤層在開(kāi)采過(guò)程中與空氣接征兆或監測某種氣體組份變化趨勢,從而判斷煤自燃發(fā)火的態(tài)勢和進(jìn)觸,發(fā)生氧化，產(chǎn)生熱量使其溫度升高,出現明火、煙霧， 煤油味以及超程,以 便制定和采取適當的預防和治理措施防止自燃火災的發(fā)生和發(fā)過(guò)礦井自燃發(fā)火臨界指標濃度的有毒有害氣體的現象。因此,煤的氧展,保證礦井安全生產(chǎn)。具體可以從以下兩點(diǎn)來(lái)實(shí)施?；艧崾菬崃孔园l(fā)產(chǎn)生的根源之--,也是引起煤炭自燃發(fā)火的根本原3.1.1建立束管監測系統因之--。煤氧自發(fā)地復合放出熱量,該熱量在一-定的蓄熱條件下被積對煤炭自燃火災應做到早發(fā)現、早治理,因此應加強這方面的工聚起來(lái)，當熱量的積聚能夠滿(mǎn)足煤自燃過(guò)程發(fā)展的需要時(shí),煤體溫度不作,鑒于實(shí)際情況,在危險類(lèi)別的礦井中建立采空區東管監測系統,對斷上升,最終導致自燃。實(shí)際條件下,煤氧復合放出熱量與煤體表面活采空區氧化帶等重點(diǎn)部位進(jìn)行跟蹤觀(guān)測,并對其規律進(jìn)行研究,掌握自性結構的種類(lèi)、數量、煤體的溫度.氧氣濃度等因素有關(guān)。煤與氧作用燃發(fā)火預兆.及時(shí)進(jìn)行發(fā)火預測預報,把自燃發(fā)火消滅在萌芽階段。束放出熱量引起煤溫升高,煤溫升高則煤的氧化活性增強,煤氧化反應速管監測是利用真空泵,通過(guò)--組空心塑料管將井下檢測地點(diǎn)的空氣直度加快，放強度增大。煤氧復合作用只要有氧存在就能進(jìn)行,氧濃度接抽至分析單元進(jìn)行監測。監測系統主要由氣體采集、氣體分析和數大小只影響煤氧復合速率的大小。煤炭自燃過(guò)程是煤氧化放熱與環(huán)境據處理三部分組成。通過(guò)d6-d8mm的聚氯乙烯管將工作面回風(fēng)、隅散熱這對矛盾運動(dòng)發(fā)展的過(guò)程,當煤氧化放熱速率大于散熱速率時(shí)煤角、采空區等處的氣體有序地抽到分析儀器上,分析儀器完成對自燃溫上升,煤溫上升又引起氧化放熱速率增大,所以煤炭自燃是-一個(gè)復雜發(fā)火標志氣體的分析,微機采集分析器的輸出信號并進(jìn)行數據處理后,的自加熱過(guò)程。提出預測預報。束管監測系統能對- - 氧化碳.二氧化碳等多種氣體的實(shí)時(shí)監測。2煤層自燃發(fā)火因素分析3.1.2 實(shí)行人工采樣監測2.1回采工作面采空區自燃因素分析:在沒(méi)有布置束管采樣的地點(diǎn)可派專(zhuān)人利用采樣氣囊進(jìn)行人工采根據氧化情況的不同,我們可以將采場(chǎng)分為氧化帶冷卻帶和窒樣,每天采樣 -次,并及時(shí)送至地面進(jìn)行氣體分析。通過(guò)束管監測系統息帶三個(gè)層次。其中,冷卻帶和窒息帶在開(kāi)采過(guò)程中煤氧化所生成的及人 工取樣對工作面回風(fēng)、隅角及采空區氣體成分進(jìn)行分析,并與氣熱量不會(huì )儲存很長(cháng)時(shí)間,從而導致熱量不會(huì )大面積積聚，因此,無(wú)論是體指標數據進(jìn)行對照,如發(fā)現危險指標氣體,應及時(shí)采取有效措施通冷卻帶還是窒息帶,都不會(huì )有煤層自燃發(fā)火的現象發(fā)生。而氧化帶則過(guò)東管監測系統還可對采空區“三帶”進(jìn)行觀(guān)測為工作面防火提供依不同,相對于冷卻帶和窒息帶來(lái)說(shuō),氧化帶在采場(chǎng)中的空間位置會(huì )隨據著(zhù)開(kāi)采的進(jìn)度逐步向工作面移動(dòng),與此同時(shí), 氧化帶的寬度也會(huì )隨著(zhù)3.2 減少采空 區漏風(fēng)外界的條件而發(fā)生變化。當氧化帶 達到一定寬度的時(shí)候,回采工作面優(yōu)化通 風(fēng)系統,一般認為風(fēng)量 越大對礦井安全越好,但對于自燃煤采空區就容易出現煤層自燃發(fā)火的現象。層,風(fēng)量越大，越易于煤炭的氧化增加了自燃的危險。因此,在通風(fēng)技術(shù)2.2 兩道兩線(xiàn)自燃因素分析方面,要選擇合理的通風(fēng)方式,正確設置控制風(fēng)流的設施,加強通風(fēng)防在煤礦開(kāi)采過(guò)程中,由于開(kāi)采方式選擇的不同,一些方法和容易火管理,以減少漏風(fēng)。采空區堵漏風(fēng),在工作面與采空區之間構筑隔離導致遠離煤壁的采空區部分出現上部松動(dòng)底部壓實(shí)的現象.這種情帶,其作用原理是增加了漏風(fēng)風(fēng)流的阻力減少采空區漏風(fēng)量,有利于況會(huì )導致采空區漏風(fēng)主要經(jīng)過(guò)上部松動(dòng)的不燃性巖石空間,進(jìn)回風(fēng)道防止采空區自燃。 對上下隅角及支架后中尾梁之間的漏風(fēng)部位要采取和停采線(xiàn)上覆頂板,由于煤壁的支撐作用呈懸壁梁狀態(tài)，煤壁和煤柱噴漿 、掛簾等封堵措施,減少采空區諞風(fēng)。附近空間相對來(lái)說(shuō)比較疏松,形成漏風(fēng)通道,加上又有浮煤堆積。隨著(zhù)3.3 采煤 工作面兩道兩線(xiàn)的自燃防治措施時(shí)間的不斷推移,這種現象也會(huì )越來(lái)越明顯,此外,老頂彎曲還會(huì )不斷采煤工作面兩道兩線(xiàn)是自燃發(fā)火的主要地點(diǎn),因此對其自燃防治加大,懸壁梁狀態(tài)個(gè)做小，成小，礦山壓力不斷增高，區段煤柱以措施也得到了相關(guān)部門(mén)的高度重視。由于采煤工作面兩道兩線(xiàn)本身存及附近密閉逐漸遭到破壞,使漏風(fēng)從小到大逐漸增加,在風(fēng)流從小到在的特點(diǎn),導致其在防治措施的采用上存在--些困難。因此,在實(shí)際實(shí)大增加過(guò)程中,必然有適合煤炭自燃的風(fēng)流存在,只要此種風(fēng)流存在施過(guò)程中,仍然要在回采過(guò)程中進(jìn)行防治。首先,為了能夠有效防止進(jìn)的時(shí)間足夠.煤炭就能夠自燃?；氐雷匀?在回采的時(shí)候應該在采空區兩道構筑防火墻垛并進(jìn)行注3傾斜巷道自燃的影響因素分析漿,一般來(lái)說(shuō),防火墻垛的厚度應該不低于0.5米,寬度不少于5米,傾斜巷道氧化區溫度變化，導致自燃風(fēng)壓對漏風(fēng)風(fēng)流產(chǎn)生影響,高度則應該根據煤層的實(shí)際情況來(lái)合理設置;其次,要在采空區兩端漏風(fēng)為下行風(fēng)時(shí)，,氧化區溫度升高,自然風(fēng)壓呈現浮力效應,使氧化帶端頭填充膠體材料。 這樣做是為了防止由于采空區兩端頭處的泥漿難漏風(fēng)減小,溫度降低,在降溫的作用下,節流效應大于浮力效應,又出以填充嚴密所形成漏風(fēng)通道而引起的煤層自燃,由于所填充的膠體材現增加漏風(fēng)的趨勢,使漏風(fēng)流向和風(fēng)量頻繁變化,使氧化區的空氣與料具有很強的吸水膨脹性和固水性,能夠很好的將(下轉第376頁(yè))中國煤化工作者簡(jiǎn)介:劉長(cháng)雙(1976.11-),男,1999年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè),工程師。MYHCNM HGScience & Technology Vision科技視界| 343科技.探索.爭鳴科技視界法制科技供基本的保障:(1)國家最高權力機關(guān)應嚴格行使立法權,制定合理、律運行環(huán)境,為社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟實(shí)現可持續發(fā)展提供法律保障。S高效的法律制度,建立與社會(huì )發(fā)展相適應的法律體系并不斷完善,同時(shí)應負責對法律實(shí)施行為進(jìn)行監督;(2)行政機關(guān)依法獲得權力并行使職[參考文獻]權,任何行政官員均無(wú)法外特權;(3)司法機關(guān)獨立行使審判與檢察權，[1]唐哉 立.關(guān)于我國民商法中“不真正連帶責任”的困惑及立法構想I.廣西社任何個(gè)人、社會(huì )組織乃至行政機關(guān)不得作出任何非法干擾行為,確保會(huì )科學(xué) 2012);84-878司法公平與公正，嚴房打擊司法腐敗:(4)社會(huì )群眾與組織應做到嚴格[2 瑞民商法在中國古代法中的地位和發(fā)展歷程U河北法學(xué)21069-守法,同時(shí)對國家公職人員和機關(guān)依法辦事進(jìn)行監督,對法律權威予105[3]李越.論現代民商法在我國經(jīng)濟中的價(jià)值體現田]法制博覽2013.(10):275-以積極維護。通過(guò)社會(huì )各方合作,共同努力,才能確保法律運行實(shí)現有法可依、有法必依、執法必嚴和違法必究的理想局面。[4]王艷寧.民商法研究領(lǐng)域的創(chuàng )新之作:評《民商法視城下非公有制經(jīng)濟法律規4結語(yǔ)制與保護問(wèn)題研究>[]河北學(xué)刊.2010,30(3):258.[5]蔡廣元當代經(jīng)濟下我國民商法的發(fā)展初探田]現代交際20136):18-18.總而言之,民商法在民、商事主體行為和活動(dòng)的規范以及市場(chǎng)經(jīng)[6]潘劍鋒.龔晨民商法領(lǐng)域研究的前沿學(xué)術(shù)之作:讀{民商法專(zhuān)題研究)有感[小].濟發(fā)展調整方面具有極為重要的意義。建立現代民商法,提高公民法湖南科技學(xué)院學(xué)報2010.315):220- 221.制意識,是依法治國的重要構成部分?，F階段我們應對民商法制度予[7]陳少 華,社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中民商法的變化與發(fā)展DL法制與社會(huì )2.816-17.1.以持續發(fā)展和完善,不斷健全其法律體系,并為其創(chuàng )設優(yōu)良、高效的法[責任編輯:楊玉潔](上接第318頁(yè))3.2側鉆及造斜井段軌跡控 制具,改變鉆進(jìn)參數(減小下鉆壓，控制轉盤(pán)轉速)等措施來(lái)保證井隊設直井段側鉆采用Smith牙輪鉆頭+2.12度馬達+SlimPulse(MWD)備 和井下的安全。第四趟鉆使用Archer順利著(zhù)陸、進(jìn)人水平段AB段。于4851m控時(shí)鉆進(jìn),由于裸眼段較長(cháng),鉆具托壓及粘卡現象嚴重,頻第五趟鉆使用 Archer- -趟鉆完水平段,表現出了在哈得區塊良好的繁活動(dòng)導致側鉆效果降低。通過(guò)泥漿混人原油，拖壓狀況有所改善。嚴造斜,降斜能力，使得現場(chǎng)工程師能夠很好的控制軌跡完全在油層里格控制側鉆速度。鉆進(jìn)至4907m,測斜井斜1.92° ,方位137.42° ,判斷穿越 ,順利完成水平段鉆進(jìn)任務(wù)。Archer 開(kāi)泵時(shí)間121.53 小時(shí),純鉆側鉆成功。起鉆更換旋轉導向工具。造斜段采用斯倫貝謝最先進(jìn)旋轉時(shí)間89.12小時(shí),機械鉆速為4.04m/h.導向工具PD Archer( 1)+TeleScope( MWD),從4907m鉆進(jìn)到5187m，3.4 定向及水平段體會(huì ) 及建議單趟鉆進(jìn)尺280m,鉆進(jìn)時(shí)間75.49小時(shí),井斜增至80.3°。著(zhù)陸段采用1)旋轉導向工具PDArcher在哈得區塊定向著(zhù)陸及水平段鉆進(jìn)PD Archer 旋轉導向+PeriScope +Neoscope +TeleScope鉆進(jìn),2013年8中 具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢。月30日07:50鉆進(jìn)至5352m,進(jìn)尺119m,由于工具時(shí)間到.并且鉆時(shí)2)合理控制鉆井參數,減小井下工具震動(dòng)及扭矩波幅以保護井下相比同地層慢,然后起,順利著(zhù)陸鉆進(jìn)水平段AB段工3)定向鉆進(jìn)需嬰較好的泥漿性能、攜砂性能,是長(cháng)裸眼段安全順3.3 水平段軌跡控制水平 段采用PD Archer旋轉導向+PeriScope+TeleScope鉆進(jìn)由于利鉆進(jìn) 的關(guān)鍵,也是我們成功側鉆的基礎。泥漿性能好壞，直接影響到水平段油層較薄,地層傾角存在著(zhù)一- 定的變化,實(shí)際鉆進(jìn)過(guò)程中極易井壁 穩定以及攜砂性能,是井下安全施工的保障。碰觸.上部角礫巖段。在水平段鉆進(jìn)過(guò)程中,通過(guò)儀器測量值反應出井下工具扭矩波幅正常,但是井口扭矩較大,于是通過(guò)適當上下活動(dòng)鉆[責任編輯:陳雙芹](上接第336頁(yè))量, 測風(fēng)人員每三天對各地點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)量測定。同時(shí)， 3.6 加強職工災害預防與處理能力培訓加強對前后三角點(diǎn)的封堵,減少采空區漏風(fēng)。試采前對二水平所有作業(yè)人員貫徹培訓《曉南礦二水平SW1406③根據現場(chǎng)實(shí)際情況設置防火觀(guān)測點(diǎn)，防火觀(guān)測點(diǎn)的設置采用防工 作面積水采空區下開(kāi)采突水應急救援預案》、《二0O七年度煤礦企突鉆機對幫底打觀(guān)測眼。尤其加強對煤柱、回風(fēng)流、采空區的一氧化碳業(yè)災害預防與處理計劃(預案)》及《二水平SW1406工作面采煤作業(yè)規及溫度檢查。程》,所有二水平作業(yè)人員必須熟知工作面突水預兆,必須熟悉掌握水④在地面備好注泥泵及配套設備和白泥、阻化劑確保隨時(shí)下井災 避災路線(xiàn)?？捎芒菰诓煽諈^-氧化碳濃度呈上升趨勢時(shí),利用架間和后三角點(diǎn)埋4小結管對采空區進(jìn)行河砂充填或注白泥。通過(guò)sw1406工作在積水采空區下試采成功的經(jīng)驗,經(jīng)過(guò)準確的⑥有發(fā)火征兆時(shí),在中央砂井設移動(dòng)注氨機,利用充填管路對采論證,合理的選擇果高與推進(jìn)速度,配備合適的設備,加強對試采工作空區進(jìn)行注氮。.面頂板、一通三防等安全管理,建立有效工作面排水系統都是必不可⑦停產(chǎn)放假期間不得停水,以便及時(shí)處理隱患。如確需停水時(shí),利少的。通過(guò)上述方法和措施,增加了積水采空區下安全回采的可行性,用二水平充填系統作為供水管。有效的控制煤炭資源的損失。S⑧該地點(diǎn)瓦檢員對該區域進(jìn)行24小時(shí)不間斷檢查和觀(guān)測。發(fā)現異常及時(shí)處理并匯報保安區調度及礦調度。[責任編輯:丁艷](.上接第343頁(yè))漏風(fēng)堵塞,并且具有很好的效果。最后,采煤工作面后,采取針對性技術(shù)措施進(jìn)行防治,以此來(lái)保證礦井無(wú)自燃隱患。S兩道兩線(xiàn)的自燃防治措施包括沿空掘進(jìn)的時(shí)候，必須要及時(shí)對采空側進(jìn)行封堵,并且要進(jìn)行定期檢查,- -旦發(fā)現有漏風(fēng)的現象,要及時(shí)采取有效措施將其處理。[1]吳博,鞏振榮.橫河煤礦曠煤層自燃發(fā)火因索分析及防治措施[],煤礦現代化,2012(05)[2]郭杰厚煤層綜放面自;中國煤化工由于煤層自燃發(fā)火本身具備主動(dòng)性,因此,相關(guān)工作人員一定要充分掌握煤的自燃所要經(jīng)歷的過(guò)程以及自燃的影響因素和條件。然.TYHC N M H G任編輯:丁艷]376|科技視界Science & Technology Vision