自然发火煤层开采中防止煤层自燃的安全措施
采煤工作面煤层自燃原因分析与处理对策
采煤工作面煤层自燃原因分析与处理对策摘要：一般情况下，在煤层自燃发火的时候，需要经历潜伏期、自热期和燃烧期三个阶段。
为了能够有效地预防和控制煤层自燃的现象，企业员工应首先充分掌握煤层自燃的法律，和了解引起煤层自燃的因素，只有这样，才能实现有效的预防和控制煤层自燃。
关键词：自燃煤层；防灭火措施；煤矿企业是促进我国经济发展的主要企业之一，也是人们生活中不可缺少的一项重要能源。
目前，随着煤层自燃发火事故的不断发生，不仅给企业效益带来了影响，而且对企业员工的人身安全也造成了一定程度的威胁。
一、工作面采空区CO异常原因分析根据采煤工作面回采地质资料并结合采煤工作面开采情况分析，采空区具备煤层氧化自燃的条件，具体原因分析如下。
1.采煤工作面回采初期采空区残留了大量的浮煤。
切巷在掘进过程中由于受断层的影响，采煤工作面从运输巷往上71m段为岩巷（断层区域），断层带煤层处于回采煤工作面的顶板上方，采煤工作面回采过程中大量的煤体垮落至采空区。
2.采煤推进度缓慢，为煤层氧化提供了足够的时间。
采煤工作面由于受断层的影响，采煤工作面运输巷往上71m段均为岩巷，加之顶板破碎，容易冒顶堵塞通风断面及压死采煤工作面溜子，岩石段采用人工开帮的方式进行推进，整体推进度缓慢，为煤层氧化提供了足够的时间。
3.采空区存在足够的氧气。
采空区在抽放负压和主扇负压的共同作用下，部分风流进入采空区，为煤层氧化提供了氧气来源。
4.采空区具有一定储热条件。
由于进入采空区的风量不足以将煤层氧化产生的热量带走，加剧了采空区煤层氧化速度，导致该采煤工作面采空区CO浓度发生异常。
5.与相邻巷道交叉处容易发火。
由于煤矿工程设计的原因，工作面上、下巷道与相邻巷道上、下交叉，因交叉巷道布置在同一层煤中，因此二者之间的交叉间距较小，在这种情况下，就会导致两条巷道之间出现漏风的现象，从而引起煤炭自燃。
二、煤矿煤层自燃发火因素1.回采工作面采空区自燃因素分析。
根据氧化情况的不同，我们可以将采场分为氧化带、冷却带和窒息带三个层次。
煤矿自燃发火矿井应遵守的相关规定
煤矿自燃发火矿井应遵守的相关规定一、《煤矿安全规程》对自燃发火矿井的要求：第 68 条（四）高瓦斯矿井的易自燃煤层，应当采取以预抽方式为主的综合抽放瓦斯措施和综合防灭火措施，保证本煤层瓦斯含量不大于6m3/t 或工作面最高风速不大于 4.0m/s 。
第 133 条一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即瓦斯矿井。
瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。
矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：（一）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于 10m3/t 且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于 40m3/min 。
（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于 10m3/t 或矿井绝对瓦斯涌出量大于 40m3/min（三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。
每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案。
上报时应包括开采煤层最短发火期和自燃倾向性、煤尘爆炸性的鉴定结果第 137 条（八）专用排瓦斯巷禁止布置在易自燃煤层中。
第 148 条（一）抽放容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度参数的变化，发现有自然发火征兆时，应当立即采取措施。
第 175 条装备矿井安全监控系统的开采容易自燃、自燃煤层的矿井，应设置一氧化碳传感器和温度传感器。
第 214 条突出的煤必须及时清理，以防自燃引起煤尘爆炸。
清理突出的煤时，必须制定防煤尘、片帮、冒顶以及瓦斯超限、出现火源、再次发生事故的安全措施。
第 228 条煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。
新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供煤样和资料，送国家授权单位作出鉴定，鉴定结果报省级煤矿安全监察机构及省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门备案。
生产矿井延深新水平时，必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。
煤堆自燃原因及预防措施3篇
煤堆自燃原因及预防措施3篇煤堆自燃原因及预防措施篇一煤大体上由有机物和无机物组成，主要可燃元素是碳(约占65%～95%),其次是氢(约占1%～2%),并含少量氧(约占3%～5%,有时高达25%)、硫(约占10%),上述元素一起构成可燃化合物，称为煤的可燃质。
除此之外，煤中还含有一些不可燃的矿物质灰分(5%～15%,也有高达50%)和水分(一般在2%～20%之间变化),这些物质称为煤的惰性质。
煤被空气中的氧气氧化是煤自燃的根本原因。
煤中的碳、氢等元素在常温下就会发生反应，生成可燃物co、ch4及其他烷烃物质。
煤的氧化又是放热反应，如果热量不能及时散发掉，将使煤的堆积温度升高，反过来又加速煤的氧化，放出更多的可燃质和热量。
当热量聚集，温度上升到一定值时，即会引起可燃物质燃烧而自燃。
煤堆发生自燃要同时具备以下4个条件：(1)具有自燃倾向性。
煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性，反映了煤的变质程度，水分、灰分、含硫量、粒度、孔隙度、导热性，是煤自燃的基本条件。
煤在常温下的氧化能力主要取决于挥发分的含量，挥发分含量越高，自燃倾向性越强，而且自燃时间也会相应缩短。
根据煤的氧化程度与着火点之间的关系，利用原煤样的着火点和氧化煤样的着火点的差值Δt 来推测煤的自燃倾向。
一般，原煤样着火点低，而且Δt大的煤容易自燃；Δt40℃的煤为易自燃煤；Δt20℃的煤(褐煤和长焰煤除外)是不易自燃煤。
从表1可看出，从褐煤到无烟煤，其着火点越来越高，自燃倾向性越来越弱。
(2)供氧条件。
煤堆暴露于空气中，表面与空气充分接触，而且空气通过煤块之间的间隙渗透到煤堆内部，给煤堆内部氧化创造了条件。
煤的块度越大，煤块之间的间隙越大，其供氧条件越好。
(3)氧化时间。
煤从氧化发展到自燃有一个过程，氧化时间达到自燃发火期才能自燃。
如长焰煤的自然发火期为1～3个月，气煤为4～6个月。
(4)储热条件。
煤在氧化的过程中放出热量，只有当放出的热量大于散发掉的热量时，才能使热量聚集，温度上升，达到煤的着火点就会自燃。
《矿井自然发火防治管理规定》
《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。
煤层自燃发火事故处理措施
煤层自燃发火事故处理措施（1）立即启动《矿井灾害预防和处理计划的预案》，成立抢险救灾领导小组，组织全矿员工进行抢险救灾。
（2）根据火灾情况采取强有力的措施1、快速封闭灾区措施：①是回采工作面进回风巷道内必须提前构筑好防火密闭墙框架，为快速封闭作好准备，发生煤层自然发火时立即封闭火区。
②是救护队随时有备用的快速封闭气囊，以便快速对火区进行封闭，发生煤层自然发火时立即封闭火区。
2、快速灭火措施：由于矿井基建期间未配备灭火的主要设备设施，若发生火灾时，及时调用临近的龙滩公司已配备的两台JXZD-600型制氮装置，并对火灾进行灭火，防止事故的扩大。
（3）、采空区自然发火预防：1、采煤工作面生产前，必须编制防灭火设计。
设计中要包括：监测手段、监测方法、监测内容、均压防灭火等相关内容，并严格按照设计施工。
2、采掘工作面作业章程中必须要有防止发生自燃现象发火的专项措施，并严格按照措施执行。
3、按设计或作业章程要求向采煤工作面供风，必须定期进行测定和调节工作面风量，防止因风量过大造成采空区漏风。
4、提高回采工作面煤炭回采率，减少采空区的可燃物。
5、采煤工作面初采、收尾时，必须采取措施，使开采线、停采线的顶板冒落严实。
6、减少向采空区的供氧量，及时封闭通向采空区的巷道。
7、通风设施的位置选择必须合理，防止出现漏风，有利于预防自燃发火。
8、为了进一步提高防火墙、密闭墙的严密性，必须进行掏槽和用不燃性材料构筑，使其起到有效的作用。
9、施工防火墙时，必须留有观测孔和措施孔，以便于观测密闭内的气体成份和气温，了解其变化情况。
10、按照监测制度每七天检查1次封闭区，每天检查回采工作面上隅角气体浓度，若发现CO、气温增加，氧气浓度发生变化或出现其它异常现象，应当立即向矿总工程师汇报，进行处理。
11、回采工作面及采空区作为防火管理重点，必须加强检查，通风科领导要持续性对各个采空区密闭进行检查，利用仪器仪表监测CO、温度等情况，以便及时采取措施。
煤矿防灭火细则
煤矿防灭火细则第一章总则第一条为了加强煤矿防灭火工作，有效防控煤矿火灾事故，保障煤矿安全生产及从业人员生命安全和健康，根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国矿山安全法》《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》《煤矿安全规程》等法律、法规、规章和规范性文件的规定，制定《煤矿防灭火细则》（以下简称细则）。
第二条煤矿企业、煤矿和有关单位的煤矿防灭火工作，适用本细则。
第三条煤矿企业、煤矿的主要负责人（法定代表人、实际控制人）是本单位防灭火工作的第一责任人，总工程师是防灭火工作的技术负责人。
煤矿企业、煤矿应当明确防灭火工作负责部门，建立健全防灭火管理制度和各级岗位责任制度。
开采容易自燃和自燃煤层的矿井应当配备满足需要的防灭火专业技术人员。
第四条煤矿企业、煤矿必须保证火灾防治费用投入，满足煤矿防灭火工作需要。
第五条开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须建立注浆系统或者注惰性气体防火系统，并建立煤矿自然发火监测系统。
第六条煤矿年度灾害预防和处理计划中的火灾防治内容必须根据具体情况及时修改。
煤矿必须编制火灾事故应急预案，每年至少组织1次应急预案演练。
第七条煤矿防灭火工作必须坚持预防为主、早期预警、因地制宜、综合治理的原则，制定井上、下防灭火措施。
开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须编制矿井防灭火专项设计，采取综合预防煤层自然发火的措施。
根据矿井具体条件采取注浆、注惰性气体、喷洒阻化剂等两种及以上防灭火技术手段，实施主动预防，并根据煤层氧化早期的一氧化碳或者采空区温度确定发火预兆的预警值，实现早期监测预警和措施优化改进，满足本工作面安全开采需要，并综合考虑采后采空区管理、相邻工作面和相邻煤层的防灭火需求。
煤矿应当对自然发火监测系统、安全监控系统和人工检查结果进行综合分析，实现井下火情早发现、早处置。
第八条煤矿应当遵循灾害协同防治的原则，综合考虑多种灾害因素影响，选择合理的开拓布置、矿井通风方式、采煤方法及工艺、巷道支护方式等。
煤矿五大自然灾害的征兆及预防措施
煤矿五大自然灾害的征兆及预防措施第一大自然灾害---- 顶板顶板事故: 是指在地下采煤过程中，因为顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损坏、影响生产等事故。
顶板事故，冒顶前的预兆：1.响声。
岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大时，木支架会发生劈裂声，紧接着出现折梁断柱的现象；金属支柱的活柱急速下缩，也会发出很大响声。
有时也能听见采空区顶板断裂的闷雷声。
2.掉渣。
顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加，随着就会出现顶板掉渣的现象。
掉渣越多，说明顶板压力越大。
在人工顶板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，这是发生冒顶的危险信号。
3.片帮。
冒顶前煤壁所受压力增加，变的松软，片帮煤比平时多。
4.裂隙。
顶板的裂隙，一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。
若裂隙加深加宽，说明顶板继续恶化。
5.脱层。
顶板冒落前，往往出现脱层现象。
检查脱层要用“问顶”的方法，如果声音清脆，表明顶板完好；顶板发出“空空”的响声，说明上下岩层之间已经脱层。
6.漏顶。
破碎的伪顶或者直接顶，在大面积冒顶之前，有时因为背顶不严或者支架不牢出现漏顶现象。
漏顶如不及时处理，会使得棚顶托空，支架松动，顶板岩石继续冒落，就会造成没有响声的大冒顶。
顶板事故的防治措施：1.局部顶板事故的防治措施。
在采煤过程中发生局部顶板事故大多是由于采煤过程中悬漏破碎顶板得不到及时支护；或虽及时支护，但因支护方式不正确和支护质量不好；或对顶板情况未经查明，未采取针对性措施而造成的。
为减少此类事故的发生，应该采取的措施有：做好顶板破碎的预测预报；合理选择工作面推进方向；减少空顶面积和采取正确的支护方式，加强地质工作等。
2.大面积顶板事故的防治措施。
根据直接顶和基本顶的运动形态不同采取不同的措施。
对直接顶推垮型事故应做好顶板情况的预测预报工作，加强日常顶板控制，正确进行支护控制设计，合理选择厚煤层下分层开切眼位置。
对直接顶运动引起的压垮型事故应正确进行控制设计，当直接顶在采区内的悬顶较大时应进行必要的人工处理，支架选型要合理，在最末排要增设抬棚等特种支护措施等。
煤矿防灭火安全技术措施方案
整体解决方案系列煤矿防灭火安全技术措施（标准、完整、实用、可修改）编号：FS-QG-27691煤矿防灭火安全技术措施Coal mine fire prevention and safety technical measures说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定一、概况石圪台煤矿所产煤为长焰煤，各煤层着火温度t1(还原样燃点)为330℃，1-3(还原样与氧化样燃点之差)在46℃-49℃之间，煤层属易自燃、很易自燃煤层。
地面堆煤3个月后就自燃。
根据邻区矿井煤的自燃情况，本矿井煤的自燃发火期为1-3个月。
本矿井的开拓方式为斜井-平硐开拓，采煤方法为综合机械化采煤，石圪台煤矿20xx年回采工作面为131101工作面，131101工作面的位于井田的东北部。
131101工作面厚度2.5m~2.7m，平均厚度2.72m。
131101工作面设计回采走向长900m，倾向斜长145米。
所有采区巷道均布置在煤巷中。
二、131101工作面采空区防治自然发火安全技术措施131101工作面在防治自然发火方面最不利的因素是原房柱式采空区所留煤柱及在工作面采空区顺槽两侧、开切眼和停采线有煤不能采出，煤量大，如果发生自然发火，其程度将比较严重，治理更加困难、危险更大，损失更大。
煤炭自燃必须具备4个条件:(1)有自燃倾向性的煤呈破碎状态存在;(2)向破碎状态的煤连续供氧，使煤炭氧化生热;(3)有聚集氧化热的蓄热环境;(4)上述3个条件同时具备的时间足够长。
煤炭自燃的4个条件中最关键的是煤层自身具有的自然发火倾向性和向煤体连续供氧。
因为不供氧就不产生热量，也不存在蓄积热量使煤炭升温直至自然发火的问题;而对于自然发火的倾向性，目前尚未无法改变。
因此目前的预防措施主要都集中在如何减少或杜绝向采空区或巷道的高冒区持续供氧方面。
3-1-2号煤层采用综采开采时，必须采取以下防灭火措施，以确保工作面安全生产。
矿井防灭火安全技术措施
矿井防灭火安全技术措施府谷县老高川乡恒益煤矿有限公司2020年矿井防灭安全技术措施矿井火灾是煤矿主要灾害之一，根据其引火源的不同，可以分为外因火灾和内因火灾（自燃火灾）。
结合以往矿井处理火灾的实践，矿井火灾处理一般分为外因火灾和内因火灾（自燃火灾）处理。
一、可能发生火灾的地点1、主平硐硐口，此处风速较大，经常存放木料等可燃物等，各种电缆较多，遇到火源、高温易发生火灾。
2、井下变电所、水泵房等机电硐室。
3、各掘进迎头，由于电器设备短路等，容易引发火灾。
二、预防外因火灾的预防措施（一）、加强火源管理的措施1、（1）、井口不准堆放木料等易燃物，及时清理易燃物，更不准长时间存放坑木、棉纱、布头、各种油类等易燃物。
（2）、井口由安检科负责，该区域要安排人负责物料和火源的检查。
（3）、井口附近的电缆检查维修由机运科负责，严格按照岗位责任制和检查维修制度的要求进行检查，发现问题及时处理，严禁电缆、开关、插销、接线三通等出现损坏、过负荷、短路等引起电火花，继而引燃可燃物。
（4）、井口附近烧焊，必须制定专门安全措施，审批后按措施要求执行，烧焊完成后，施工地点应再次用水喷洒，并由专人在工作地点检查1小时，发现异状，立即处理。
（5）、安检科必须严格按要求，对井口附近进行巡回检查，严禁井口房附近20m内有烟火、电炉、大灯泡取暖等。
（6）、井上必须设置标准的消防材料库，并直通井口，材料、工具的种类、数量必须符合有关规定（详见消防材料、工具配备表），并经常进行检查和更换。
2、（1）、完善各种岗位责任制、包机负责制和检查维修制度，做到分工明确，处理及时。
（2）、机电运输专业管理人员，必须按有关规定对机电设备、皮带运行状况、各部件完好情况等，进行检查，发现问题及时处理，防止出现电器失爆、机械摩擦、撞击等产生明火。
（二）、杜绝火灾的安全技术措施1、井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉，井口房和通风机附近20m范围内，不得有烟火或用火炉取暖。
煤矿采空区自燃危害及治理措施
煤矿采空区自燃危害及治理措施煤炭自然发火是煤矿开采面临的主要灾害之一，据统计，超过50%的国有重点矿井有煤层自然发火倾向。
而采空区又是矿井下较易发生煤自燃的区域，因为采空区属于冒落空间，其内裂隙发育并且留有遗煤，氧气进入到采空区使煤发生氧化、放出热量，但热量无法及时被漏风产生的对流换热和表面导热作用带走，造成温度不断升高导致火灾。
矿井火灾比地面火灾的危害更为巨大，它的特点表现为：（1）矿井空间较为狭小，人员视线和活动受很大影响，一旦发生火灾，人员躲避或逃生比较困难，大型救火设备短时间难以运抵现场，灭火相对较难。
（2）矿井巷道、工作面通风供氧有限，一旦发生火灾，因燃烧消耗氧气，造成空气供应不足，人员呼吸不到空气而窒息。
另外，燃烧产生高温和大量有毒、有害气体，人员长时间接触或过量吸入，会造成中毒伤亡。
（3）若着火点很难接近或火源比较隐蔽，其燃烧过程缓慢、时间又较为漫长，火灾很难彻底扑灭。
同时，井下火灾很容易引起煤层自燃，加大火势的蔓延。
如果新鲜风流通入燃烧的巷道或工作面时，很容易引起二次火灾。
（4）井下火灾一旦发生，在煤与瓦斯突出矿井还会引起瓦斯爆炸、煤尘爆炸等衍生事故，爆炸产生的冲击波比火灾的破坏力更大，给人员安全和矿井机械设备造成极大的威胁。
一旦采空区出现自燃火灾问题，势必会给整个企业的正常生产、人员安全等带来极大的威胁，给整个企业带来巨大的安全隐患。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火材料既能有效地防治煤炭自燃，又能封堵煤体孔隙，防止瓦斯向外释放。
普瑞特防灭火材料具有流体的流动性及膏体的覆盖与封堵性，胶凝反应之前属于泡沫流体的一种，具有较好的流动性及堆积性，胶凝之后则属于膏体。
普瑞特防灭火材料被注入到防灭火区域，凝胶以泡沫为载体沿浮煤的裂隙呈立体状扩散，扩散过程中固结后的凝胶能对其中的裂隙进行有效地封堵，隔断漏风通道。
并且普瑞特防灭火材料能固结90%以上的水分，大幅度提高浆水在防灭火区域里的滞留率。
普瑞特防灭火材料被注入到防灭火区域后，通过大面积扩散覆盖、固水降温、封堵漏风的原理防治煤炭自燃。