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摘 要:矿井的安全生产对于矿区稳定发展有着至关重要的影响,煤层发火又是矿井安全隐患的重要因素,所以在实际工作中,应该加强煤层的管理。本文主要在煤层发火的主要原因分析的基础上,根据实际考察经验和理论研究,提出了几点关于综合灭火的措施。只有加强安全的管理,及时消除隐患,并且在工作中总结经验,深入研究,探索创新实用性强的措施,有效的降低经济损失,才能保证其行业稳定并且快速的发展。
关键词:煤层发火 综合防治 原因
中图分类号:TD752.2 文献标识码:A 文章编号1674-098X(2012)07(b)-0067-01
矿井火灾是煤矿生产过程中的主要灾害之一,煤层自然发火不仅会导致资源损失、影响采掘进度、导致人员中毒现象等,还可能引发煤层瓦斯爆炸。若防治不当,不及时的消除隐患,均会造成巨大财产损失和人员伤亡事故;严重影响矿井安全生产,阻碍了该企业的经济可持续发展,冻结大量煤炭,造成矿井生产持续紧张。最终,会影响国家的煤炭事业,由于煤的紧缺,甚至影响到普通百姓的生活。由此来看,必须加强管理煤层的安全管理。
1 煤层发火的影响因素
1.1 煤层地质特点
主要包括煤层厚度、煤层倾角、地温、煤的理化性质等。这几项的决定煤层自燃发火的主要原因。
(1)煤层的厚度:根据多年的研究发现,煤层的厚度越大,导致了采空区遗煤的越多,越易积聚热量,所以,厚煤层易发火。这对于火灾的防治是严重威胁的。
(2)煤层倾角:煤层倾角越大,采出率越难控制,人工的采煤措施不能保证其安全,自然发火危险性也越大,这是影响煤层自燃发火的最难控制的因素。防治有利的倾斜角大概在6～18℃左右,容易引安全隐患的大概在15～30℃左右,其中最危险的是大于30℃,这样必然导致火灾的发生。所以在实际制定的综合性防范措施时,一定要把此问题放在重要的位置进行考虑。
(3)地温:地温接近50℃时,会造成煤的初期氧化条件,且对散热不利,高温持续不下降,将实际自然发火期将缩短,温度没有散发性,这就导致自然发火危险性增大。由于地温高,需要加大工作面风量来降温,但是由于其技巧的难控制性和工作的复杂危险性,加大了工作面风量,于是会增大采空区的漏风,同时采空区的热压差将增大,带来了严重的安全隐患,对上行通风的采面,热压差的作用方向与漏风方向是相同的。如果大声上述问题的出现,那么会增加煤层发火的几率,给经济带来巨大的损失。
(4)煤的理化性质:煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性,但其实质是煤的理化性质在煤常温氧化过程中的表现,这种表现是不容忽视的,根据专业的技术表明,对自燃倾向性具有决定性影响的煤的理化性质包括:煤的变质程度、煤岩成分、煤的含硫量、煤的水分等。如果这就项数据,超出了规定的范围内,必将带来严重的问题。
1.2 开拓、开采、通风方式
对煤层自然发火防治而言,开拓、开采、通风方式不利因素主要有3个:1)采煤工作面长度较大(工作起来没有连贯性,对相关的方法和措施不能紧密的结合在一起);2)部分区段采空区遗煤连续分布(虽然部分区段采空区遗煤不会造成太大的危险,但是如果表现出连续的分布,那么会直接的容易引起煤层的自然现象);3)采空区瓦斯抽放增加采空区发火危险(如果没有专业的技术工人,会导致采空区瓦斯抽放增加采空区漏风,采空区是最容易发生火灾的区域,必须加强这一方面的注意)。
2 煤层发火的主要原因
(1)采区内部上、下区段和上、下分层之间未按规定留设防火隔离煤柱,导致采空区内相互串、漏风,这是煤层发火的主要原因,对于漏风通道来说,导致漏风的主要因素是煤柱受顶板压力影响产生了大量的裂隙和顶板破碎,进一步带来了安全危害的问题。另外密闭两端压差过大也是采空区漏风的主要一个原因。
(2)采区密闭质量差,配套设施和工作机械的设备没有到达相应的技术要求,漏风严重或位置不合理。
(3)工作人员态度不认真,没有按照规定完成相应的任务,比如预测预报制度落实不好,巡查工作没有指定计划,不定时定量的巡查,防火检查工作不到位,未能及时发现火情隐患,缺乏专业的知识,不注重安全问题等。
(4)未进行有效地预防性灌浆或灌浆系统不到位,这就导致浪费了及时救火的时间,直接给经济带来严重的损失。
3 煤层发火的综合灭火措施
3.1 优化采区通风系统,限制巷道两帮及煤柱向采空区漏风,合理布置通风设施。最有效的几项措施有
①提高密闭密封,加强对密封的重视程度,严格按照规定实施。②风门的巷道宽度要足够,有条件的情况下加宽2道风门间的距离。③对以煤柱分隔的相邻煤巷实现均压,保持均匀性。④加大对发火危险性高的封闭区域的管理。
3.2 定时定量的巡查
加强日常的监测,对煤层容易发火的区域定时定量的巡查,有利于及时发现危险,及时的消除隐患,对有问题出现的地方,组织专业的人员进行实际的探讨。
3.3 加快工作面推进速度
当工作面保持正常推进速度时,停留在氧化自燃升温阶段的遗煤会很快进入窒息带,减少了发生火灾的概率。推进速度低于临界回采速度时,在实际情况中,会引起氧化自燃升温的遗煤发生自然发火的可能性增加。
3.4 对浮煤采取阻化措施
由于浮煤的多少,会直接影响到煤层发火的几率,所以要使用各种可以应用的手段,处理多余的浮煤。对于残留无法快速处理的,可以在综采面喷洒高分子阻化剂,这也是很有效的一项措施。
3.5 提高密闭的密封效果
密封效果一直是引起煤层发火的主要原因之一，一定要保证其密封性。在实际工作中，课在采空区密闭及永久密闭施工完成后，及时向密闭喷涂堵漏弹性材料，可以有效的避免密闭向采空区漏风。
3.6 采取注水、注氮、注沙等惰化措施
对封闭的采空区,如果井下条件具备的功能完全,应当首先考虑的是注氮的问题,把封闭区注入一定量的氮之后,进而使采空区惰化,使可燃的条件因素大大的减少,在根本上消灭了隐患。然后,在一些自然性不是特别强的区域,可以采取注水或者注沙的方式,进行有效的防范火灾的方法。
4 结语
通过对煤层发火影响因素的分析,主要有于地温高、含硫量较高和煤层倾角较大等原因,在这几方面,加大防治措施,对消除隐患有着直接的作用,保证及时解决问题的优势条件。并且根据实际情况,制定针对性的措施,是解决实际问题的关键。
参考文献
[1] 张荣立.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社,2003.
[2] 付永水,李建新著.义马矿区煤层自然 发火防治技术[M].煤炭工业出版社,2011(6).
[3] 王省身,张国枢.矿井火灾防治[M].徐州:中国矿业大学,2007.
[4] 厉克.最新煤矿瓦斯(煤层气)综合治理与利用开采新技术新工艺及成本效益核算手册[M].中国科技文化出版社,2011.
[5] 张新民.中国煤层气技术可采资源潜力[M].科学出版社,2011(1).
关键词:煤层发火 综合防治 原因
中图分类号:TD752.2 文献标识码:A 文章编号1674-098X(2012)07(b)-0067-01
矿井火灾是煤矿生产过程中的主要灾害之一,煤层自然发火不仅会导致资源损失、影响采掘进度、导致人员中毒现象等,还可能引发煤层瓦斯爆炸。若防治不当,不及时的消除隐患,均会造成巨大财产损失和人员伤亡事故;严重影响矿井安全生产,阻碍了该企业的经济可持续发展,冻结大量煤炭,造成矿井生产持续紧张。最终,会影响国家的煤炭事业,由于煤的紧缺,甚至影响到普通百姓的生活。由此来看,必须加强管理煤层的安全管理。
1 煤层发火的影响因素
1.1 煤层地质特点
主要包括煤层厚度、煤层倾角、地温、煤的理化性质等。这几项的决定煤层自燃发火的主要原因。
(1)煤层的厚度:根据多年的研究发现,煤层的厚度越大,导致了采空区遗煤的越多,越易积聚热量,所以,厚煤层易发火。这对于火灾的防治是严重威胁的。
(2)煤层倾角:煤层倾角越大,采出率越难控制,人工的采煤措施不能保证其安全,自然发火危险性也越大,这是影响煤层自燃发火的最难控制的因素。防治有利的倾斜角大概在6～18℃左右,容易引安全隐患的大概在15～30℃左右,其中最危险的是大于30℃,这样必然导致火灾的发生。所以在实际制定的综合性防范措施时,一定要把此问题放在重要的位置进行考虑。
(3)地温:地温接近50℃时,会造成煤的初期氧化条件,且对散热不利,高温持续不下降,将实际自然发火期将缩短,温度没有散发性,这就导致自然发火危险性增大。由于地温高,需要加大工作面风量来降温,但是由于其技巧的难控制性和工作的复杂危险性,加大了工作面风量,于是会增大采空区的漏风,同时采空区的热压差将增大,带来了严重的安全隐患,对上行通风的采面,热压差的作用方向与漏风方向是相同的。如果大声上述问题的出现,那么会增加煤层发火的几率,给经济带来巨大的损失。
(4)煤的理化性质:煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性,但其实质是煤的理化性质在煤常温氧化过程中的表现,这种表现是不容忽视的,根据专业的技术表明,对自燃倾向性具有决定性影响的煤的理化性质包括:煤的变质程度、煤岩成分、煤的含硫量、煤的水分等。如果这就项数据,超出了规定的范围内,必将带来严重的问题。
1.2 开拓、开采、通风方式
对煤层自然发火防治而言,开拓、开采、通风方式不利因素主要有3个:1)采煤工作面长度较大(工作起来没有连贯性,对相关的方法和措施不能紧密的结合在一起);2)部分区段采空区遗煤连续分布(虽然部分区段采空区遗煤不会造成太大的危险,但是如果表现出连续的分布,那么会直接的容易引起煤层的自然现象);3)采空区瓦斯抽放增加采空区发火危险(如果没有专业的技术工人,会导致采空区瓦斯抽放增加采空区漏风,采空区是最容易发生火灾的区域,必须加强这一方面的注意)。
2 煤层发火的主要原因
(1)采区内部上、下区段和上、下分层之间未按规定留设防火隔离煤柱,导致采空区内相互串、漏风,这是煤层发火的主要原因,对于漏风通道来说,导致漏风的主要因素是煤柱受顶板压力影响产生了大量的裂隙和顶板破碎,进一步带来了安全危害的问题。另外密闭两端压差过大也是采空区漏风的主要一个原因。
(2)采区密闭质量差,配套设施和工作机械的设备没有到达相应的技术要求,漏风严重或位置不合理。
(3)工作人员态度不认真,没有按照规定完成相应的任务,比如预测预报制度落实不好,巡查工作没有指定计划,不定时定量的巡查,防火检查工作不到位,未能及时发现火情隐患,缺乏专业的知识,不注重安全问题等。
(4)未进行有效地预防性灌浆或灌浆系统不到位,这就导致浪费了及时救火的时间,直接给经济带来严重的损失。
3 煤层发火的综合灭火措施
3.1 优化采区通风系统,限制巷道两帮及煤柱向采空区漏风,合理布置通风设施。最有效的几项措施有
①提高密闭密封,加强对密封的重视程度,严格按照规定实施。②风门的巷道宽度要足够,有条件的情况下加宽2道风门间的距离。③对以煤柱分隔的相邻煤巷实现均压,保持均匀性。④加大对发火危险性高的封闭区域的管理。
3.2 定时定量的巡查
加强日常的监测,对煤层容易发火的区域定时定量的巡查,有利于及时发现危险,及时的消除隐患,对有问题出现的地方,组织专业的人员进行实际的探讨。
3.3 加快工作面推进速度
当工作面保持正常推进速度时,停留在氧化自燃升温阶段的遗煤会很快进入窒息带,减少了发生火灾的概率。推进速度低于临界回采速度时,在实际情况中,会引起氧化自燃升温的遗煤发生自然发火的可能性增加。
3.4 对浮煤采取阻化措施
由于浮煤的多少,会直接影响到煤层发火的几率,所以要使用各种可以应用的手段,处理多余的浮煤。对于残留无法快速处理的,可以在综采面喷洒高分子阻化剂,这也是很有效的一项措施。
3.5 提高密闭的密封效果
密封效果一直是引起煤层发火的主要原因之一，一定要保证其密封性。在实际工作中，课在采空区密闭及永久密闭施工完成后，及时向密闭喷涂堵漏弹性材料，可以有效的避免密闭向采空区漏风。
3.6 采取注水、注氮、注沙等惰化措施
对封闭的采空区,如果井下条件具备的功能完全,应当首先考虑的是注氮的问题,把封闭区注入一定量的氮之后,进而使采空区惰化,使可燃的条件因素大大的减少,在根本上消灭了隐患。然后,在一些自然性不是特别强的区域,可以采取注水或者注沙的方式,进行有效的防范火灾的方法。
4 结语
通过对煤层发火影响因素的分析,主要有于地温高、含硫量较高和煤层倾角较大等原因,在这几方面,加大防治措施,对消除隐患有着直接的作用,保证及时解决问题的优势条件。并且根据实际情况,制定针对性的措施,是解决实际问题的关键。
参考文献
[1] 张荣立.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社,2003.
[2] 付永水,李建新著.义马矿区煤层自然 发火防治技术[M].煤炭工业出版社,2011(6).
[3] 王省身,张国枢.矿井火灾防治[M].徐州:中国矿业大学,2007.
[4] 厉克.最新煤矿瓦斯(煤层气)综合治理与利用开采新技术新工艺及成本效益核算手册[M].中国科技文化出版社,2011.
[5] 张新民.中国煤层气技术可采资源潜力[M].科学出版社,2011(1).