2023年《安全管理论文》之煤炭自燃位置的分析与查找.docx

煤炭自燃位置的分析与查找 　　 从分析煤炭自燃的条件出发，提出了火源点的分析原那么，并应用这些原那么对兴隆庄煤矿的煤炭自燃情况进行了具体分析。 　　 　　1 火源点分析的原那么 　　 　　只有具备一定的浮煤条件、漏风条件、聚热环境和持续时间，煤炭才会产生自然发火。所以，发现自然征兆后，也应该从这4个条件出发，对自然火源点或自然隐患的氧化高温点进行分析，弄清火源点（高温点）的具体位置、火区的范围以及所处的自然阶段或火势的大小。 　　 　　对于发生在巷道高冒区等处的自燃隐患或自然发火，根据CO等指标气体出现的位置、浓度以及隐患点（火源点）附近的煤炭破碎状况和近期通风系统状况，很容易确定隐患点（火源点）的准确位置及火势状况。 　　 　　对于发生在采空区中，特别是封闭采空区中或与之相邻的煤柱中的自燃隐患和自然发火，那么很难对其位置和范围等作出准确的判断。这时，就需要根据火源点的分析原那么，有步骤地对其进行分析和判断。 　　 　　火源点的分析原那么是根据煤炭自然的4个条件产生的，发现自然征兆后，首先应根据煤层的自然倾向性，划定可能自燃的煤层及其范围，将不会发生自然的煤层或不会发生自燃的区域排除；然后，根据煤层被揭露的时间并考虑其自然发火期大小，找出自燃可能性大的煤层及其区域；最后，也是最关键的，是对丢煤情况进行分析，对漏风情况进行考察，并综合考虑CO等指标气体出现的位置和涌出量大小等因素，确定火源点（高温点）的位置和范围，并对火势作出判断。 　　 　　2 丢煤分析 　　 　　丧失的煤炭是自然发火的“物质根底〞，即丢煤是引起自然的最根本条件，因此也是分析自燃火源点（高温点）位置和范围的最关健因素。所以，为了防灭火工作的需要，在掘进和回采的全过程中，要随时将丢煤标在采掘工程平面上（称之为“丢煤示意图〞），作为分析火源的根底资料。图中要详细标注丢煤块段的准确位置和范围大小，以及丢煤的厚度和丢煤数量等。 　　 　　掘进和回采过程中都可能因断层影响而造成丢煤，回采过程中可能因分层开采留护顶煤皮而丢煤，正常回采时也会有一定数量的丢煤。不同类型的丢煤对自然发火的影响程度是不一样的，下面分别进行分析。 　　 　　2．1断层造成的丢煤 　　 　　如果工作面回采过程中遇到落差大于1m的断层时，都将丧失一定数量的煤炭，形成一个丢煤带。断层丢煤带在采空区中所处位置不同时，对煤炭自燃的影响是不一样的。根据兴隆庄煤矿的经验，在距工作面开切眼、停采线、运输顺槽和轨道顺槽各30m范围内的采空区中（即距工作面四周30m范围内的采空区中），因为易于漏入新鲜空气，所以容易发生煤炭自燃，可称为易自燃带。如果在易自燃带中存在丢煤，那么极易造成自然发火；而被易自燃带包围的采空区内部，由于易于被冒落矸石压实，漏风很少到达，这些地点的漏风风流中的氧含量很低，所以不易产生自然发火。因此，采空区深部的丢煤造成自然的可能性极小。处于采空区四周的易自燃带可分别看作四个易自燃矩形带，如图1所示。 　　 　　断层丢煤带大体分为5种情况（见图1），一是与工作面运输顺槽或轨道顺槽相交（正交或斜交，如图中仯跋斓搅教趸蚱渲械囊惶跛巢郏欢怯牍ぷ髅嫱平较虼筇逡恢虑铱拷惶跛巢郏ㄍ贾），断层丢煤带有很长一段处于易燃矩形带内；三是处于易燃矩形带之外的工作面内部采空区中（图中）；四是与停采线相交（图中）；五是根本处于易燃矩形带之内（图中…）。由上面分析可知，当断层丢煤带局部或全部处于易燃矩形带中时，容易引起自然发火，所以仯，，，…四种断层丢煤带容易造成煤炭自燃。特别是与停采线相交的断层丢煤带，如图中的和…，更容易引起自然发火；当断层丢煤带远离易燃矩形带而处于采空区的深部时，如断层丢煤带，那么一般不会引起自然发火。 　　 　　2．2留护顶煤皮丢煤 　　 　　采用倾斜分层下行垮落采煤法时，为了保持顶板或人工假顶的完整性，有时采用留护顶煤皮的方法回采。工作面推过以后，护顶煤就冒落在采空区中，形成大量碎煤，对防止自然发火极为不利。与上面的分析相同，假设留护顶灯皮造成的丢煤处于易燃矩形带中，极易造成自然发火；假设远离易燃矩形带而处于采空区深部，那么一般不会发生自燃。 　　 　　2．3正常回采时的丢煤 　　 　　工作面回采过程中，不可防止地要丧失一定数量的浮煤。分层开采时回采率比较高，丧失的浮煤又比较分散，且厚度较小，所以自然发火的危险性相对较小；放顶煤开采过程中，丢煤多而集中，其初采损失、终采损失和工作面两端端头损失，又恰恰处于易燃矩形带之内，所以比较容易造成煤炭自燃。放顶煤开采的采放工艺损失中的大局部将处于远离易燃矩形带的采空区深部，一般不会造成煤炭自燃。 　　3 漏风分析与检测 　　 　　为了进行自燃火源点分析，需要准确确定漏风方向和漏风通道，并估算漏风数量。漏风分析的常规方法是利用压能图进行分析，并根据压能图判断漏风通道和漏风方向；如果要准确掌握漏风通道和漏风数量，那么需要用SF6示踪气体进行漏风检测。 　　 　　4 火源分析 　　 　　4．1火源点位置与火区范围 　　 　　火源点（高温点）的位置与范围是火源分析的主要目的，它决定着自然发火（自燃隐患）治理的成败。火源点分析的一般方法是，在丢煤图上找出可能自燃的丢煤区，考察其漏风通道和漏风方向，并参照CO等指标气体的涌出位置和煤壁温度的探测结果以及丢煤的时间等情况，确定火源的准确位置，并圈定火区的范围。 　　 　　漏风风流通过采空区时，其氧含量逐步减少，所以在其流动路线上使遗煤氧化自燃的作用逐步降低。所以，在漏风风流流动方向上遗煤自燃的可能性递减。由这一分析可以推出，漏风风流入口处的氧化作用最强。但是，漏风风流入口处的氧化生热易于散失，所以不易到达自燃的程度；而接近漏风风流入口的漏风通道上，由于其氧化作用较强且聚热环境较好，易于成为自燃火源点的原始位置。 　　 　　例如，图1中，如在d处检测到CO，漏风风流是从c-->a-->b-->d时，那么一般是a处自然发火；如果不存在断层丢煤带和…，一般也是停采线上部a处附近发火。 　　 　　原始火源点位置确定后，再根据CO浓度大小和时间长短等圈出火区的范围，以便于有针对性地进行治理。 　　 　　判断火源点位置时，还要注意是否存在老火区。如果漏风通道上有老火区存在，那么很可能是老火区复燃。 　　 　　如果采空区中埋有温度探头，那么可以根据采空区中的温度分布直接确定火源点位置和范围，这一工作就变得很简单了。 　　 　　4．2火势分析 　　 　　火势分析也是十分重要的，它决定着究竟应该选用什么样的治理措施。火势分析包括两个方面。一是根据CO的增加速度判断煤炭自燃的开展速度，一是根据CO绝对涌出量判断自燃所处的阶段或火势的强弱。根据兴隆庄煤矿的经验，当CO的绝对涌出量小于10L/min时，自燃处于自热阶段；大于10L/min时，那么已处于燃烧阶段，可能已出现明火。 　　 　　5 例如 　　 　　图2是兴隆庄煤矿5313综放工作面通风系统及其周边情况示意图。该工作面的下一区段采用分层开采，其第一分层（5314—1工作面）已经回采结束，停采线的位置如图中所示。从图中可以看出，由于受到煤层中间巷的切割，5314—1停采线处形成一个三角煤区，该三角煤区在矿山压力的作用下已被压酥。当在5313综放面上顺槽中发现CO后，矿技术人员根据漏风和丢煤情况，按照上述分析原那么，果断判断自燃高温点就在三角煤区，及时作出处理，消除了自燃高温点就在三角煤区，及时作出处理，消除了自燃隐患。 　　 　　4316—联处自燃高温点的判断也是上述分析方法的很好例证。为了准备4316综放面，在4314综放面回采期间，就要对4316—号联络巷进行发行并从该联络巷开始掘进4316工作面上顺槽，这样势必造成从4316一联通过采空区向4314工作面下隅角的漏风，如图3所示。由于漏风经过的正是4314综放工作面下端头因不能放煤而丧失的浮煤区，所以漏风风路上极易造成煤炭自燃，特别是距离漏风入口较近的一个范围内。因此，当在4314工作面下隅角发现大量CO后，即判断是4316—联向4314工作面侧的采空区浮煤自燃，经查，结果自燃高温点确实在距4316—联30m处的采空区下。 　　 　　6 结束语 　　 　　只有对自燃火源作出准确分析，才有可能采取有效措施将其消除。所以，自燃矿井一定要加强防灭火管理，注意积累原始资料，以便一旦出现煤炭自燃时能够准确分析出火源的位置、范围和火势，并迅速采取措施将其扑灭。