采空区遗煤自燃防治对策
《昌恒矿综放采空区自燃“三带”划分及综合防灭火技术研究》范文
《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。
预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火安全技术措施
山西朔州平鲁区西易党新煤矿有限公司预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火安全技术措施为预防井下采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火事故的发生，确保矿井的安全生产和职工的生命财产安全，特制定以下安全技术措施。
一、预防采空区自然发火（一）回采期间1、回采管理（1）要提高工作面回采率，回采中严禁丢底、顶煤，减少采空区遗煤量。
木料等可燃材料应回收干净，不得埋入采空区。
（2）利用工作面回风巷埋设的黄泥灌浆管路对采空区进行出现异常随灌。
（3）工作面距停采线最后40m范围内，保证运输、回风巷均衡回采，防止因局部推进迟缓而造成采空区自然发火。
（4）到工作面停采时，综采工区要打开支架的侧护板，同时要保证联网质量及支架的初撑力，收作铺网要保证延至架后，落地压茬为准，有效防止采空区漏风。
2、隅角管理（1）工作面上、下隅角必须充填背实，减少采空区漏风。
（2）当工作面回采至停采线60m后，采煤区每间隔10m施工一道隔离袋墙,对上、下隅角进行封堵。
封堵范围：下隅角由运输巷下帮至第1架架尾，上隅角由回风巷上帮至最后1架架尾。
至停采收作线，工作面运输巷、回风巷共施工隔离袋墙14道（运输、回风巷各7道）。
已施工的隔离袋墙严禁拆除，以减少采空区供氧条件。
3、隔离袋墙设置要求（1）施工隔离袋墙前，由综采工区提前联系通风工区，通风工区安排专人现场监督施工，保证施工质量符合要求。
（2）隔离袋墙采用碎矸等不燃性材料装袋垒砌，宽度不小于2m，墙面竖缝要错开，逐层垒砌，严禁出现阶梯墙面，并与巷帮、顶板及架尾接实，保证四周封堵严密。
（3）在施工隔离袋墙前，必须对灌浆管道进行确认，不得将灌浆预留管口封于隔离袋墙之中，管路要靠帮靠底，不得悬空。
4、职责划分及要求（1）通风工区加强采区主要风门监管、巡查与维护，确保通风系统稳定、可靠。
综采工区要加强运输、回风巷的维护，保证通风断面，降低通风阻力。
（2）综采工区在回风巷距停采线80m处进一步加强灌浆管路管理。
矿防治采空区自燃发火的设计方案及措施
矿防治采空区自燃发火的设计方案及措施矿山采空区自燃发火是矿山安全中的一大难题，它的出现不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会对矿山生态环境和周边居民造成严重污染和危害。
因此，为了有效预防和控制矿山采空区自燃发火，必须采取一系列科学的设计方案和措施。
一、设计方案1. 矿山采空区布置方案矿山采空区布置方案是防范采空区发生自燃事故的基础。
主要措施包括：（1）合理利用采空区。
将采空区设计为急需空间、压力均衡区和通风区，充分利用采空区的空间。
（2）采空区环境监测。
布设多个环境监测站点，实时监测采空区的温度、气体组成和压力等情况，及时发现问题并提供预警。
（3）采空区通风方案。
根据不同采矿方式和采空区空间特点，设计合理的通风方案，确保采空区内部温度均衡，氧气充足。
2. 矿山采空区自燃防控方案（1）沉降控制。
通过科学的放空采空区、充填采空区等方式控制采空区的沉降，减小采空区的变形，防止煤层微裂隙进一步扩大。
（2）控制采空区温度。
定期在采空区内搭设防火隔离帷幕，限制火源的蔓延，同时采用水冷、热泵等技术控制采空区的温度。
（3）积极监测气体爆炸危险。
对采空区内部的可燃气体进行定期监测，及时掌握情况，采取相应的安全措施。
（4）防火隔离帷幕。
在采空区内搭设防火隔离帷幕，严格控制人员进出采空区，并堵截可燃气体的传播。
二、采取的措施1. 采取精益化管理措施（1）定期组织安全大检查，检查各生产现场是否符合矿山安全标准。
（2）建立矿山安全防范制度，使得矿山各级单位都能有清晰的安全责任。
（3）通过安全教育和日常安全巡查来提高员工安全意识，建立“安全生产、预防为主”的思想。
2. 采取现代化技术手段（1）建立可靠的自燃预警系统。
利用现代化检测设备对采空区内部的温度、氧气浓度、甲烷气体、烟雾浓度等环境参数进行实时监测，发现自燃的隐患。
（2）应用三维数字化采空区建模技术，实现采空区的立体精准描述，为自燃防控提供科学依据。
3. 加强队伍建设（1）培训专业人员，提高自燃发火的专业防范知识。
预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火措施
预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火措施预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火安全技术措施为预防井下采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火事故的发生，确保矿井的安全生产和职工的生命财产安全，特制定如下安全技术措施。
一、预防采空区自然发火（一）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。
①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。
②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。
③煤炭自燃后，遇氧再助燃，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。
因此，抑制遗煤自然发火的技术措施就是尽可能增大漏风风阻和降低漏风风路两端的风压差。
5、采矿技术决定着自然发火的基本因素和决定因素。
采矿技术包括开拓方式、开采方法和通风方式，采矿技术是煤炭自然发火的外在因素，采矿时若采取正确的开拓方式、科学的采煤方法和合理的通风方式，并加强生产技术管理，就可以提高回采率，加快回采速度，减少煤体破坏和漏风等，从而能够有效地防止煤炭自然发火，防患于未然。
防止采空区、巷道冒高处、煤柱破坏区自燃发火的措施
防止采空区、巷道冒高处、煤柱破坏区自燃发火的措施防止采空区自燃发火措施矿井防止采空区自燃发火措施主要有防止采煤工作面采空区自燃发火和防止密闭区自燃发火措施。
因此，从两个方面予以制定措施。
一、防止采煤工作面自燃发火措施防止采煤工作面自燃发火最基本的措施就是减少向采空区的漏风，减少向采空区漏风最简单的方法就是在工作面的进风顺槽靠近切顶柱处悬挂挡风帘防止风流直接进入采空区；另一方法就是采用均压措施，降低工作面进回风的通风压差，以减小采空区的漏风量。
我矿采煤工作面采取的自燃发火措施主要有：注氮、喷洒阻化剂并辅以黄泥灌浆措施。
现就三种防灭火措施分述如下。
1、注氮防灭火措施①根据束管监测系统对采空区“三带”进行抽样监测，根据自燃发火标志性气体的浓度变化值确定是否需要对采空区进行注氮。
②井下选择独立通风硐室放置注氮设备，我矿选用JXZD-300型井下移动式碳分子筛制氮装置，经输氮管路将氮气输送至工作面采空区。
注氮采用托管间歇注氮方式，根据发火征兆实时对工作面注氮。
③注氮参数的选择，我矿按煤层自燃倾向性鉴定报告参数和工作面吨煤注氮量进行选择最大注氮流量为234m3/min，注入氮气浓度不小于97%。
④注氮期间利用束管监测系统连续监测采空区气体成分变化，并在工作面上隅角利用监控系统的氧气传感器显示的氧气浓度值进行监测是否停止注氮，当氧气传感器浓度显示值小于18%时即停止注氮。
⑤在注氮期间有专人进行采煤工作面回风巷气体浓度的检测、分析，发现异常及时停止注氮并及时汇报调度室进行处理。
2、阻化剂防火措施①选择阻化剂的类型按照《煤矿安全规程》No268规定进行选择阻化剂类型，我矿选用CaCl2进行井下采煤工作面及采空区的防灭火。
②采用WJ-24型阻化剂喷射泵，采用移动式系统，在两顺槽巷各布置一台，进风顺槽在工作面上端头设三通，一通过高压胶管输送到工作面，另一通在工作面端头处靠近采空区接雾化器；在回风顺槽利用高压胶管直接接至工作面。
防治采空区自燃发火的设计方案及措施
防治采空区自燃发火的设计方案及措施
采空区自燃发火是指煤矿采掘过程中，残存的采空区发生火灾。
由于采空区内没有人员作业，也不可能进行安全透风，一旦发生火灾，很容易引起极大的破坏，甚至危及矿山整体的安全。
防止采空区自燃发火的设计方案和措施，可从以下几个方面入手。
1. 安全采煤技术
首先，采用安全的采煤技术非常重要。
煤矿应该制定强制性规定，采用安全可靠的采煤技术，严格按照国家标准和相关规定执行
矿山计划，合理布置开采工作面，避免煤的损失，减少采空区的空间，从而尽可能地避免采空区中煤的残存。
2. 采空区填充
其次，对于已经形成的采空区，应该采取合适的填充措施。
填
充材料应该符合国家标准，稳定性好，易于加固。
一般情况下，填
充材料可以选择钢渣、煤灰、煤渣、矿渣等，填充后应加强固化处理，形成稳定的填充层。
3. 空气流通
采空区的空气流通非常重要。
应该在采空区的上方设置相应的
透风缓冲层，使空气流通起来。
透风缓冲层的距离应该保持一定的
高度，在保证煤层和采空区安全的前提下，适当增加采空区的高度。
采空区下部的封闭也很关键，采用合适的方法，将采空区下部封闭，避免采空区底部积聚煤尘，形成易燃物质，引起自燃。
煤矿采空区自燃防治技术措施
煤矿采空区自燃防治技术措施近年来，综采放顶煤开采技术在我国得到广泛采用，生产效率得到了大幅提高，但这种采煤方法多数存在冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重等缺点，使得自然发火频繁，已成为制约其发展的主要因素之一。
目前，通常采用注水、注黄泥或者粉煤灰浆、注惰气(主要是氮气)和喷洒阻化剂来防治采空区的煤炭自燃。
煤的自燃发展过程按照现在被大多数学者所公认的煤氧作用学说，煤的自燃发展过程一般分为3个阶段，即准备阶段，氧化阶段和自燃阶段。
（1）准备阶段即煤的低温氧化过程，又称为潜伏期，煤的变质程度和外部环境决定潜伏期的时间长短，如褐煤几乎没有准备阶段，而烟煤则需要一个相当长的准备阶段。
（2）氧化阶段经过准备阶段，煤的氧化速度增加，不稳定的氧化物先后分解成水、CO2和CO，产生大量热量使煤温上升，当温度超过临界温度60-80℃时，煤温急剧增加，氧化加剧，煤开始出现干馏，生成碳氢化合物等火灾气体，煤呈赤热状态，当达到着火温度以上时便燃着。
这一阶段为煤的氧化阶段。
（3）稳定燃烧阶段这一阶段是煤从低温氧化发展成自燃的最后一个阶段。
主要特征是:空气中氧含量显著减少，CO2的数量倍增，同时由于燃烧不完全和CO2受热分解，而产生更多的CO，巷道中出现浓烈的火灾气体和烟雾，有时还出现明火，火源温度达1000℃左右。
综上所述，煤体要发生自燃必须具备以下3个条件:开采的煤炭本身具有低温易氧化性能，有连续、适量漏风供氧的条件。
煤炭氧化所生成热量速度大于散热速度。
这3个条件同时存在的时间大于煤炭最短自燃发火期。
煤炭自燃防治技术措施“预防为主”是防治煤炭自燃火灾必须遵循的原则。
目前，国内外用于防治煤炭自燃的措施很多，常规的有：灌浆防灭火、均压防灭火、阻化剂防灭火、惰气防灭火，堵漏等。
其中，均压、堵漏主要是控制向采空区遗煤的供氧。
而注浆、阻化、惰化技术则是直接防止采空区遗煤进一步接触氧气，进而阻止遗煤氧化的措施。
现阶段国内较为先进的煤炭防灭火技术是普瑞特防灭火技术，是由徐州吉安矿业科技有限公司联合中国矿业大学开发的一种新型防灭火技术。
采空区防治火安全技术措施
采空区防治火安全技术措施为抑制采空区遗煤自燃，经研究准备对4201采空区采取注氮注浆措施，为确保安全顺利，并达到预期效果，特制定安全技术措施。
1、通过在4201下运埋的注氮管向采空区注氮，注氮管口设置于打切眼，管径3寸。
2、为了防止氮气涌出，注氮期间每班至少派一名防火员或救护队员在4201上隅角及采面监护警戒，携带多功能气体测量仪随时进行检测瓦斯、CO、O2等气体浓度。
3、注氮期间通风区每班安排一名管理干部到现场巡查，一旦风流及窝风地点CO浓度超过0.0024%或氧气浓度小于18%时防火员或救护队员，必须立即撤离受威胁地点，汇报通风区调度和矿业公司调度进行处理。
4、在4201下运注氮入口事先安设气体检测孔。
注氮初期，使管路内“憋气”，通风区管工迅速巡视注氮管路系统检查有无漏气，发现漏气立即处理。
系统无问题后先进行排空，管路中O2低于3%时方可向采空区内注氮。
5、巡视管工要保证注氮管路三通阀门关闭，不被人打开，以免发生氮气泄漏，造成人员伤害。
6、为保证氮气不泄漏或少泄漏，在下、上隅角分别用风筒布建起阻隔风帐墙，并备足风帐。
7、4201系统内工作人员一旦有呼吸急促等缺氧征兆时，要立即外撤到新鲜风流中。
8、地面束管监测系统监控分析4201上风、4201上隅角等处的气体成分，监测采空区内氧气浓度是否控制在3-7%之间，以便验证注氮效果。
9、注氮人员安排：通风区注氮司机一名，管路工一名，负责对注氮管路进行巡视，一旦有问题立即处理。
10、受威胁区域：4201系统、回风系统。
11、氮气泄漏避灾路线：4201进风巷：4201进风巷→421皮运巷→主、副井升井。
4201回风巷：4201回风巷→422轨道巷→副井升井。
12、注氮期间无关人员严禁进入注氮区域的窝风区域。
13、其他执行《煤矿安全规程》等有关规定和《煤矿用膜分离制氮装置使用说明书》。
14、末采结束，工作面搬家之后及时封闭采空区，对采空区进行黄泥灌浆处理。
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采空区遗煤自燃防治对策
采空区煤炭自燃是由于采空区漏风对遗煤持续供氧并蓄热而引起的一种激烈的煤炭氧化反应。
采空区是由煤炭开采后上覆岩层垮落堆积而成的应力失稳并逐潮达到稳定的一个极为复杂区域，是矿山安全问题的高发区。
矿井遗煤自燃取决于采空区上覆岩层的岩性及冒落规律和采空区漏风量。
采空区应力变化情况、采空区上覆岩层冒落情况、煤的变质作用程度、采空区漏风情况、遗煤存量情况为影响采空区遗煤自燃的主要因素。
（1）充分利用先进的CO监测报警设备对重点区域（回风巷、采空区、封闭工作面、预留煤柱两侧）进行实时监控，并与调度室监控系统并网，当出现CO浓度剧烈变化现象时，应委派专人重点监控相关区域。
同时加大重点区域监控系统探头的分布密度、监测频率，提高监测反应速度和准确度。
（2）成立专业化防火队伍，对通风系统的工作人员进行严格的防火作业技术培训；成立防灭火领导组，严格划分职责。
（3）根据井下突出工作面情况，与相关科研单位合作研制简单实用、灵敏度较高的CO监测设备，为综采工作面、掘进工作面、矿修工作面的主要人员、安全人员、瓦斯检查员以及防火队组员配发便携式CO监测仪器。
（4）按照矿山地质资料对易发生自燃的部位（地应力活跃、采煤工作面、掘进工作面等）安装传感器，实现24h实时监测，对于CO浓度陡然增高的监测点，需进行24h专人监控，若发现异常迹象应及时向上级汇报。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、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。
一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。