煤矿采空区自燃三带
厚煤层综采工作面采空区自燃发火“三带”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。
《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。
煤矿采空区三带划分
内蒙古*****有限公司******煤矿综采工作面采空区自燃“三带”划分报告编写：内蒙古*****************技术部审核: *** **** **** 批准：*****2017年10月11日制定2017年10月11日实施综采工作面采空区自燃“三带”划分报告作为煤矿五大自然灾害之一，火灾的发生不仅能产生大量的CO造成作业人员中毒，高温烟流可能导致巷道风流逆转、破坏通风系统，而且还会烧毁资源、设备，甚至引起矿井瓦斯燃烧和爆炸。
根据其成因将矿井火灾分为内因火灾和外因火灾，内因火灾因其发生过程缓慢，无明显火焰，不易察觉，也不能及时找到火源的精准位置，一旦发现，大面积自燃发火很难控制和采取措施处理。
据不完全统计，采空区自燃火灾占矿井内因火灾的60%左右，矿井内因火灾大多数都与采空区有关，因此通过测定定采空区自燃三带的宽度，进而确定采空区自燃的安全推进速度，是煤矿效预防采空区自然发火的关键。
一、***********采煤工作面概况***********采煤工作面长度130米，高度4.0米，***********切眼平均坡度32°。
+1500水平一采区***********采煤工作面位于矿井北翼，是本井田9#层煤第二个回采工作面，***********回风顺槽标高为： +1435.1～+1505.5m，平均为：+1470.3m，运输顺槽标高为：+1359.9m～+1453.2m，平均为：＋1406.6m。
工作面埋深97.9m～243.5m,平均埋深：170.7m。
，回采方式为综采一次采全高，采用U 型通风方式，全部垮落法控制顶板，所开采9号煤层属于易燃煤层，自燃倾向等级为Ⅱ级，最短自燃发火期为134d。
二、采空区“三带”划分方法目前对采空区“三带”的划分方法主要根据对煤自燃过程产生影响的氧气浓度、漏风流速和温升速率3个指标确定。
1、根据采空区漏风流速划分。
这种方法主要通过实验室模型实验，模拟采场的实际条件来进行。
采空区_三带_划分指标的研究
量又不会及时带走 , 形成热量蓄积 , 使煤的温 度不断上升。经过一定时间, 导致自燃。 # 窒息带。此区内风速过小 , 风流中氧浓度太 低, 不能维持氧化过程不断发展; 另外 , 即使 已经发生自燃 , 也会因缺氧而窒息。 划分 三带 有三种标准。一种是按照采 空区内漏风速划分的: 低温不自燃带, 采空区 内漏风风速在 0. 24~ 0. 1m/ m in 的区域; 可 能自燃带, 漏风风速在 0. 24~ 0. 1m/ min 之 间的区域; 窒息带 , 漏风风速小于 0. 1m/ m in 的区域。另一种是按照氧气浓度划分 : 低温 不自燃带, 氧气浓度大于 18% ; 可能自燃带 , 氧气浓度在 18% ~ 10% 之间; 窒息 带, 氧气 浓度低于 10% 。漏风速指标和氧气浓度指 特性曲线应以顶板下沉量为横坐标 , 以支柱 阻力为纵坐标通过现场实测来绘制。各矿井 可以把所使用的各种支架, 在用于不同煤层 工作面及顶板条件下时, 现场实测其实际工 作特性曲线 , 根据此工作特性曲线计算顶板 释放能量。
煤炭工程师
199. 3
1997
标实质上是一致的, 二者都是以采空区内漏 风流情况为划分 三带 的依据。只是在采空 区内测量漏风速较难做到 , 按漏风速划分 三 带 的标准通常用在理论数值解算上较多, 而 测取采空区内氧气浓度相对容易些, 所以在 现场实测分析中多采用按氧气浓度划分 三 带 的标准。最近国内外一些学者提出用升 温率指标划分采空区 三带 的标准。如果采 空区内每天的升温率 K %1 & / d 时, 就可以 认为已进入可能自燃带。 上述三种划分采空区 三带 的指标, 在 实际应用中的适用性如何, 下面将进行这方 面的研究分析。 2 氧浓度和漏风速指标的局限性 图 1 为平庄古山二井 380 工作面采空区 进回风两侧测取的氧气浓度距工作面距离变
煤矿采空区自燃三带如何划分
煤矿采空区自燃三带如何划分?采空区分为三带，而煤炭的自燃一般发生在自然带。
采空区自燃三带的划分是防范采空区自燃的重要基础。
合理地确定采空区自燃三带的范围，可以增强防灭火措施的针对性，提高防灭火工程的效果，有效预防自然发火事故，将对预防采空区的自然发火及保障综放面的安全生产具有十分重要的现实意义。
自燃三带划分的理论依据是煤氧复合理论，该理论认为煤炭自然发火必须同时满足3个条件，即：①煤自燃倾向，且呈现破碎堆积状态；②具有持续供氧的漏风条件；③具有良好的蓄热条件。
分析自然发火的条件可以看出：自燃的第1个和第3个条件与浮煤的厚度相关，只有煤层达到一定厚度才具备蓄热条件；自燃的第2个条件与氧气浓度相关，只有氧气浓度达到一定值后才能维持浮煤的氧化反应。
因此，氧气浓度场分布和采空区浮煤厚度分布可以正确反应采空区浮煤的自燃环境和自燃条件，利用这2个指标就可以将采空区科学地划分为空间自燃三带。
自然发火是煤氧复合发生反应的结果，在进行采空区空间自燃三带划分时，不仅要考虑采空区氧气浓度的分布，还要考虑煤自然发火的物质基础——煤的分布，只有把氧气浓度C与浮煤厚度h分布相结合，才能正确反应综放采空区浮煤的自燃状态。
具体划分办法有以下3种。
1）散热带。
综放采空区散热带是指具备充足的供氧条件但不具备蓄热条件的区域，或者具备充足的供氧条件但浮煤厚度h小于极限厚度h min或没有浮煤的区域，其判定条件为(C>18%)∪(10%≤C≤18%∩h<h min)。
2）氧化升温带。
氧化升温带是指具备充足的供氧条件和良好的蓄热条件，煤自燃产生的热量只有部分被带走，所剩热量能维持煤继续氧化升温的区域，其判定条件为(10%≤C≤18%)∩(h>h min)。
3）窒息带。
窒息带是指由于不具备维持煤继续自燃升温的供氧条件，煤氧化反应减缓或停止的区域，其判定条件为C<10%。
当确定了采空区的自燃三带后，在采空区内最易自燃区域内注防灭火材料，从而破坏漏风供氧和蓄热环境，消灭煤炭自燃。
煤矿采空区防灭火技术
煤矿采空区防灭火技术摘要：目前来看我国煤矿开采工作中采空区处理水平参差不齐，相当一部分企业在作业过程中存在采空区自燃风险大的问题。
本文针对一系列煤矿采空区防灭火技术进行了分析，希望本文所述内容能够进一步提升煤矿采空区防灭火技术应用情况。
关键词：煤矿采空区；防灭火技术；应用1采空区自燃机理采空区煤自燃也称矿井内因火灾，是指遗留在采空区内部的煤在未经点燃而自行燃烧的现象。
其机理目前普遍认为是煤氧复合作用，与空气接触原始煤体在蓄热条件良好的空间内被氧化，温度逐渐升高，直至发生煤自燃。
跟据目前研究成果可将煤自燃分为3个阶段：潜伏期、自热期、燃烧期。
潜伏期煤与氧气发生缓慢氧化，形成不稳定的氧化基，在自热期煤经过长时间的氧化，化学活性增强生成的不稳定的氧化物也开始逐渐分解，煤体温度升高至60～80℃，在温度升高到一定程度，煤开使发生干馏现象，生成碳氢化合物和CO等可燃气体，随着自热期的发展，氧化反应加速，煤温逐渐上升到自燃温度，进入燃烧期，此时，煤发生深度热分解反应，可以观察到明火、烟雾，燃烧过程释放出碳氧化合物和一些烃类气体。
2煤矿采空区防灭火技术2.1通风与监测通风系统以及环境检测系统是保障采空区环境安全以及明确具体数据参数的重要系统，通风系统需要满足整个矿井的整体通风需求，而且需要重点进行通风孔位置的布置，合理的通风孔位配合功率充足的风扇才能最大限度保障井下环境安全。
而通风系统还是均压防火的核心基础，利用通风系统来有效调节两端漏风的风压差，减少气流运动速度，在比较完善的均压防火系统之下两端风压差基本趋近于零，达成这样的目标能够在发生自燃后有效进行火势封闭，减少气流流动、抑制火势发展并增加扑救效率。
另外，在通风系统正常工作的基础上，做好相应的参数监测工作能够及时发现异常情况，及时进行处理则能够有效预防自燃的发生。
2.2预防性灌浆技术预防性灌浆技术就是将一定比例的水、黄土制成泥浆，然后利用泥浆泵将其灌注到采空区中以防止其发生自燃的一种技术。
辛置煤矿综采工作面采空区自燃“三带”划分研究
收稿日期：２０１９?０７?０２作者简介：孙海峰（１９８４－），男，山西交口人，工程师，从事矿井通风与安全技术工作。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０２０．０２．０１６辛置煤矿综采工作面采空区自燃“三带”划分研究孙海峰（霍州煤电集团公司辛置煤矿，山西霍州 ０３１４１２）摘 要：为搞清辛置煤矿２－２０８工作面采空区自燃“三带”的分布范围，通过在工作面的进、回风巷预埋两组束管，进行现场监测采空区氧浓度场的分布规律，并结合计算机数值模拟，分析得出辛置矿２－２０８工作面采空区“三带”分布规律：０～２８ｍ为散热带，２８～５２ｍ为氧化带，距工作面大于５２ｍ为窒息带。
由此提出了采空区防灭火技术措施。
关键词：采空区；自燃“三带”；氧浓度场；防灭火中图分类号：ＴＤ７５２．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５?２７９８（２０２０）０２?００４４?０３ 煤炭自然发火不仅会导致矿井设备毁坏、资源冻结和生产接替紧张，造成巨大经济损失，还会释放出大量的有毒有害气体，危及矿工的人身安全［１］。
采空区作为井下煤层自然发火的高危区域［２］，是煤矿防治的重点［３］。
辛置煤矿已开采数年，井下巷道错综复杂，增加了采空区漏风的危险，而且开采的煤层主要为高硫煤，属于Ⅱ类自燃煤层，具有自燃性，矿井和煤层赋存地质条件的特殊性增加了自燃危险性［４］。
本文以辛置煤矿２－２０８工作面为研究对象，通过对综采工作面采空区自燃“三带”分布情况进行现场实测、理论分析和模拟研究，确定采空区自燃“三带”分布规律，并提出了现场防火的技术措施［５］。
１ 工程背景辛置煤矿２－２０８综采工作面所采２号煤层位于二叠系下统山西组，为低硫肥煤，工作面标高２６１～３０６ｍ，地面标高７２５～７４５ｍ，煤层平均厚度４．１ｍ，倾角２～６°，煤层稳定可采，结构复杂，含两层夹矸，其中第二层夹矸层位较稳定，厚度稍大。
煤层老顶为厚度７．２ｍ的Ｋ８中细砂岩，直接顶为３ｍ厚的泥岩、砂泥岩；直接底为４．５ｍ厚的泥岩，老底为６．５ｍ厚的中砂岩。
色连煤矿采空区自燃“三带”划分与火灾防治
色连煤矿采空区自燃“三带”划分与火灾防治许宏【摘要】根据色连一矿冲沟发育地貌8101大采高工作面的实际情况,沿采空区倾向布置了束管监测系统.通过对采空区O2浓度及CO体积分数的分析和数值拟合,绘制出了氧浓度分别为18％、15％、11％和7％的等值线图,并且与实际情况相符,进而确定出8101工作面采空区自燃“三带”的范围.最后,根据划分的“三带”范围,确定了埋管注氮的现场防灭火方案,有效地防止了采空区遗煤自燃,保证了工作面的安全回采.【期刊名称】《同煤科技》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】4页(P17-20)【关键词】冲沟发育;采空区;埋管注氮【作者】许宏【作者单位】内蒙古同煤鄂尔多斯矿业公司【正文语种】中文【中图分类】TD75+20 引言色连一矿位于内蒙古鄂尔多斯市东胜区罕台镇附近，具有典型的冲沟发育地貌，该地质特征缩短了工作面周期来压步距，进而影响了采空区自燃“三带”的范围。
煤层的吸氧量在0.46 cm3/g～0.95 cm3/g，自然发火期为40天～60天，属易自燃煤层，在开采过程中存在采空区遗煤自然发火问题。
为了保证矿井安全高效回采，防止采空区遗煤自燃，对2-2上煤层8101工作面采空区自燃“三带”进行划分很有必要。
目前，采空区自燃“三带”的划分一般有三种。
其中基于氧体积分数的标准最为常用，一般以18%作为划分散热带和氧化带的标准，以7%作为划分氧化带和窒息带的标准[1]。
因此，确定采空区自燃“三带”的范围和选择合适的防灭火方案，对于防止采空区遗煤自燃具有重要意义。
1 工作面概况2-2上煤层8101工作面为我矿首采工作面，倾斜长度280 m，走向长度2 008 m，煤层埋深135 m，平均厚度3.84 m，倾角1°～3°，煤层赋存稳定。
工作面顶板岩性主要为粉砂岩和细粒砂岩，底板岩性主要为砂质泥岩及粉砂岩。
煤层灰分14.38%，挥发分34.73%，干基硫0.49%，具有爆炸危险性。
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传感元件
中间环节
执行机构
安 全
3 安全防护装置的作用
杜绝或减少机械设备在正常状态、故障状态、人
员误操作情况下发生人身或设备事故。
（1）防止机械设备因超限运行而发生事故
超速、超压、 超温、超位、 超载等
自动减压阀、 风电闭锁、 瓦斯电闭锁
（2）通过自动监测与诊断，排除事故或中断危险 （3）防止因人为错误操作而引发的事故 （4）防止操作者误入危险区而发生事故
双手按钮式 开关
防护罩、紧急制动
（5）使操作人员有安全感，减少紧张情绪
4 安全防护装置的设计原则
优先考虑人的因素、 确保人身安全 保证在寿命周期内 质量可靠、性能稳定 类似于“三同时”原则
（1）以人为本原则 （2）安全可靠性原则 （3）同时设计原则
（4）简单、经济、方便原则
符合人体功效学
（5）自动组织原则
张 家 口 艾 家 沟 煤 矿
鹤 岗 振 兴 煤 矿
六 盘 水 马 场 煤 矿
生 产 工 艺
原 材 料
设 备
安 全 防 护 装 置
没有安全防护装置的各类事故
1 安全防护装置概念
安全防护装置是指能防止危险因素引起人身伤害，保
障人身和设备安全的所有装置。
2 安全防护装置的基本组成
安全防护装置
危 险 因 素
自动识别危险、 自动排除故障
5 安全防护装置的防护重点
以机械加工设备为例， （1）加工区
1.圆锯的切割部位 2.压力机冲压部位 3.破碎机旋转切片 1.链轮 2.明齿轮 3.皮带 1.误操作 2.无意识动作 3.其他
（2）传动机构
（3）人的危险动作
The end
Thank you!
10
安全防护装置
李刚强
安全培训处
学习内容
1 2
3
安全防护装置的概念 安全防护装置的基本组成
安全防护装置的作用
4
5
安全防护装置的设计原则
安全防护装置的防护重点
暂时达不到
本质安全
Hale Waihona Puke 安全形势严峻减小事故 发生概率S 或 降低事故 严重程度P
法制enforcement 教育education 技术engineering