礦業(yè)科技科技視界科技.探索.爭(zhēng)鳴關(guān)于煤炭自燃及其防治的研究劉長(zhǎng)雙(唐山馬家溝礦業(yè)有限責(zé)任公司,河北唐山063000)[摘 要]綜采放頂煤技術(shù)推廣以來,煤炭自燃發(fā)火現(xiàn)象日漸頻繁,給生產(chǎn)造成了較大的影響。本文對(duì)煤炭自燃的機(jī)理、影響因素及防治措[關(guān)鍵詞]煤炭自燃;機(jī)理;防治煤炭自燃是自然界存在的一種客觀現(xiàn)象,這種現(xiàn)象--直伴隨著煤熱能不斷與附近區(qū)域交換,預(yù)熱附近煤炭的同時(shí)也獲取了氧氣,氧化炭開采整個(gè)過程。目前,礦井煤層自燃火災(zāi)仍然十分嚴(yán)重,尤其是50%生 熱持續(xù)發(fā)展并能形成熱量積聚,也有利于煤炭自燃。在向斜軸部頂以上國(guó)有重點(diǎn)煤礦存在自燃發(fā)火危險(xiǎn),特厚煤層尤為嚴(yán)重。全國(guó)每年板應(yīng) 力集中帶區(qū)段煤柱采空區(qū)密閉破壞嚴(yán)重,易于漏風(fēng),自燃發(fā)火率因煤炭自燃造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失近百億元。進(jìn)入20世紀(jì)90年自然就高。代后由于特厚煤層綜采放頂煤高產(chǎn)高效技術(shù)的推廣,使得礦井煤層自3煤礦煤層自燃發(fā)火的防治措施燃火災(zāi)頻繁出現(xiàn)。煤層自燃成為制約煤礦科技進(jìn)步的主要障礙之--,因此,煤炭自燃火災(zāi)的防治必領(lǐng)先對(duì)其自燃的原因和過程進(jìn)行深人地3.1自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)了解然后根據(jù)煤炭自燃特性研究可行的防治對(duì)策。煤炭自燃的發(fā)生，要經(jīng)過準(zhǔn)備階段的自熱階段然后才能達(dá)到燃燒階段。在這一過程要發(fā)生--系列的物理化學(xué)變化出現(xiàn)各種征兆,釋放1 煤炭自燃機(jī)理分析出一系列火災(zāi)氣體。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中,人們可以通過觀察這些煤炭自燃發(fā)火是指有自燃傾向性的煤層在開采過程中與空氣接征兆或監(jiān)測(cè)某種氣體組份變化趨勢(shì),從而判斷煤自燃發(fā)火的態(tài)勢(shì)和進(jìn)觸,發(fā)生氧化，產(chǎn)生熱量使其溫度升高,出現(xiàn)明火、煙霧， 煤油味以及超程,以 便制定和采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防和治理措施防止自燃火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)過礦井自燃發(fā)火臨界指標(biāo)濃度的有毒有害氣體的現(xiàn)象。因此,煤的氧展,保證礦井安全生產(chǎn)。具體可以從以下兩點(diǎn)來實(shí)施?；艧崾菬崃孔园l(fā)產(chǎn)生的根源之--,也是引起煤炭自燃發(fā)火的根本原3.1.1建立束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)因之--。煤氧自發(fā)地復(fù)合放出熱量,該熱量在一-定的蓄熱條件下被積對(duì)煤炭自燃火災(zāi)應(yīng)做到早發(fā)現(xiàn)、早治理,因此應(yīng)加強(qiáng)這方面的工聚起來，當(dāng)熱量的積聚能夠滿足煤自燃過程發(fā)展的需要時(shí),煤體溫度不作,鑒于實(shí)際情況,在危險(xiǎn)類別的礦井中建立采空區(qū)東管監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)斷上升,最終導(dǎo)致自燃。實(shí)際條件下,煤氧復(fù)合放出熱量與煤體表面活采空區(qū)氧化帶等重點(diǎn)部位進(jìn)行跟蹤觀測(cè),并對(duì)其規(guī)律進(jìn)行研究,掌握自性結(jié)構(gòu)的種類、數(shù)量、煤體的溫度.氧氣濃度等因素有關(guān)。煤與氧作用燃發(fā)火預(yù)兆.及時(shí)進(jìn)行發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),把自燃發(fā)火消滅在萌芽階段。束放出熱量引起煤溫升高,煤溫升高則煤的氧化活性增強(qiáng),煤氧化反應(yīng)速管監(jiān)測(cè)是利用真空泵,通過--組空心塑料管將井下檢測(cè)地點(diǎn)的空氣直度加快，放強(qiáng)度增大。煤氧復(fù)合作用只要有氧存在就能進(jìn)行,氧濃度接抽至分析單元進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由氣體采集、氣體分析和數(shù)大小只影響煤氧復(fù)合速率的大小。煤炭自燃過程是煤氧化放熱與環(huán)境據(jù)處理三部分組成。通過d6-d8mm的聚氯乙烯管將工作面回風(fēng)、隅散熱這對(duì)矛盾運(yùn)動(dòng)發(fā)展的過程,當(dāng)煤氧化放熱速率大于散熱速率時(shí)煤角、采空區(qū)等處的氣體有序地抽到分析儀器上,分析儀器完成對(duì)自燃溫上升,煤溫上升又引起氧化放熱速率增大,所以煤炭自燃是-一個(gè)復(fù)雜發(fā)火標(biāo)志氣體的分析,微機(jī)采集分析器的輸出信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后,的自加熱過程。提出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)- - 氧化碳.二氧化碳等多種氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。2煤層自燃發(fā)火因素分析3.1.2 實(shí)行人工采樣監(jiān)測(cè)2.1回采工作面采空區(qū)自燃因素分析:在沒有布置束管采樣的地點(diǎn)可派專人利用采樣氣囊進(jìn)行人工采根據(jù)氧化情況的不同,我們可以將采場(chǎng)分為氧化帶冷卻帶和窒樣,每天采樣 -次,并及時(shí)送至地面進(jìn)行氣體分析。通過束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)息帶三個(gè)層次。其中,冷卻帶和窒息帶在開采過程中煤氧化所生成的及人 工取樣對(duì)工作面回風(fēng)、隅角及采空區(qū)氣體成分進(jìn)行分析,并與氣熱量不會(huì)儲(chǔ)存很長(zhǎng)時(shí)間,從而導(dǎo)致熱量不會(huì)大面積積聚，因此,無論是體指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照,如發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)指標(biāo)氣體,應(yīng)及時(shí)采取有效措施通冷卻帶還是窒息帶,都不會(huì)有煤層自燃發(fā)火的現(xiàn)象發(fā)生。而氧化帶則過東管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可對(duì)采空區(qū)“三帶”進(jìn)行觀測(cè)為工作面防火提供依不同,相對(duì)于冷卻帶和窒息帶來說,氧化帶在采場(chǎng)中的空間位置會(huì)隨據(jù)著開采的進(jìn)度逐步向工作面移動(dòng),與此同時(shí), 氧化帶的寬度也會(huì)隨著3.2 減少采空 區(qū)漏風(fēng)外界的條件而發(fā)生變化。當(dāng)氧化帶 達(dá)到一定寬度的時(shí)候,回采工作面優(yōu)化通 風(fēng)系統(tǒng),一般認(rèn)為風(fēng)量 越大對(duì)礦井安全越好,但對(duì)于自燃煤采空區(qū)就容易出現(xiàn)煤層自燃發(fā)火的現(xiàn)象。層,風(fēng)量越大，越易于煤炭的氧化增加了自燃的危險(xiǎn)。因此,在通風(fēng)技術(shù)2.2 兩道兩線自燃因素分析方面,要選擇合理的通風(fēng)方式,正確設(shè)置控制風(fēng)流的設(shè)施,加強(qiáng)通風(fēng)防在煤礦開采過程中,由于開采方式選擇的不同,一些方法和容易火管理,以減少漏風(fēng)。采空區(qū)堵漏風(fēng),在工作面與采空區(qū)之間構(gòu)筑隔離導(dǎo)致遠(yuǎn)離煤壁的采空區(qū)部分出現(xiàn)上部松動(dòng)底部壓實(shí)的現(xiàn)象.這種情帶,其作用原理是增加了漏風(fēng)風(fēng)流的阻力減少采空區(qū)漏風(fēng)量,有利于況會(huì)導(dǎo)致采空區(qū)漏風(fēng)主要經(jīng)過上部松動(dòng)的不燃性巖石空間,進(jìn)回風(fēng)道防止采空區(qū)自燃。 對(duì)上下隅角及支架后中尾梁之間的漏風(fēng)部位要采取和停采線上覆頂板,由于煤壁的支撐作用呈懸壁梁狀態(tài)，煤壁和煤柱噴漿 、掛簾等封堵措施,減少采空區(qū)諞風(fēng)。附近空間相對(duì)來說比較疏松,形成漏風(fēng)通道,加上又有浮煤堆積。隨著3.3 采煤 工作面兩道兩線的自燃防治措施時(shí)間的不斷推移,這種現(xiàn)象也會(huì)越來越明顯,此外,老頂彎曲還會(huì)不斷采煤工作面兩道兩線是自燃發(fā)火的主要地點(diǎn),因此對(duì)其自燃防治加大,懸壁梁狀態(tài)個(gè)做小，成小，礦山壓力不斷增高，區(qū)段煤柱以措施也得到了相關(guān)部門的高度重視。由于采煤工作面兩道兩線本身存及附近密閉逐漸遭到破壞,使漏風(fēng)從小到大逐漸增加,在風(fēng)流從小到在的特點(diǎn),導(dǎo)致其在防治措施的采用上存在--些困難。因此,在實(shí)際實(shí)大增加過程中,必然有適合煤炭自燃的風(fēng)流存在,只要此種風(fēng)流存在施過程中,仍然要在回采過程中進(jìn)行防治。首先,為了能夠有效防止進(jìn)的時(shí)間足夠.煤炭就能夠自燃?；氐雷匀?在回采的時(shí)候應(yīng)該在采空區(qū)兩道構(gòu)筑防火墻垛并進(jìn)行注3傾斜巷道自燃的影響因素分析漿,一般來說,防火墻垛的厚度應(yīng)該不低于0.5米,寬度不少于5米,傾斜巷道氧化區(qū)溫度變化，導(dǎo)致自燃風(fēng)壓對(duì)漏風(fēng)風(fēng)流產(chǎn)生影響,高度則應(yīng)該根據(jù)煤層的實(shí)際情況來合理設(shè)置;其次,要在采空區(qū)兩端漏風(fēng)為下行風(fēng)時(shí)，,氧化區(qū)溫度升高,自然風(fēng)壓呈現(xiàn)浮力效應(yīng),使氧化帶端頭填充膠體材料。 這樣做是為了防止由于采空區(qū)兩端頭處的泥漿難漏風(fēng)減小,溫度降低,在降溫的作用下,節(jié)流效應(yīng)大于浮力效應(yīng),又出以填充嚴(yán)密所形成漏風(fēng)通道而引起的煤層自燃,由于所填充的膠體材現(xiàn)增加漏風(fēng)的趨勢(shì),使漏風(fēng)流向和風(fēng)量頻繁變化,使氧化區(qū)的空氣與料具有很強(qiáng)的吸水膨脹性和固水性,能夠很好的將(下轉(zhuǎn)第376頁)中國(guó)煤化工作者簡(jiǎn)介:劉長(zhǎng)雙(1976.11-),男,1999年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)采礦工程專業(yè),工程師。MYHCNM HGScience & Technology Vision科技視界| 343科技.探索.爭(zhēng)鳴科技視界法制科技供基本的保障:(1)國(guó)家最高權(quán)力機(jī)關(guān)應(yīng)嚴(yán)格行使立法權(quán),制定合理、律運(yùn)行環(huán)境,為社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供法律保障。S高效的法律制度,建立與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的法律體系并不斷完善,同時(shí)應(yīng)負(fù)責(zé)對(duì)法律實(shí)施行為進(jìn)行監(jiān)督;(2)行政機(jī)關(guān)依法獲得權(quán)力并行使職[參考文獻(xiàn)]權(quán),任何行政官員均無法外特權(quán);(3)司法機(jī)關(guān)獨(dú)立行使審判與檢察權(quán)，[1]唐哉 立.關(guān)于我國(guó)民商法中“不真正連帶責(zé)任”的困惑及立法構(gòu)想I.廣西社任何個(gè)人、社會(huì)組織乃至行政機(jī)關(guān)不得作出任何非法干擾行為,確保會(huì)科學(xué) 2012);84-878司法公平與公正，嚴(yán)房打擊司法腐敗:(4)社會(huì)群眾與組織應(yīng)做到嚴(yán)格[2 瑞民商法在中國(guó)古代法中的地位和發(fā)展歷程U河北法學(xué)21069-守法,同時(shí)對(duì)國(guó)家公職人員和機(jī)關(guān)依法辦事進(jìn)行監(jiān)督,對(duì)法律權(quán)威予105[3]李越.論現(xiàn)代民商法在我國(guó)經(jīng)濟(jì)中的價(jià)值體現(xiàn)田]法制博覽2013.(10):275-以積極維護(hù)。通過社會(huì)各方合作,共同努力,才能確保法律運(yùn)行實(shí)現(xiàn)有法可依、有法必依、執(zhí)法必嚴(yán)和違法必究的理想局面。[4]王艷寧.民商法研究領(lǐng)域的創(chuàng)新之作:評(píng)《民商法視城下非公有制經(jīng)濟(jì)法律規(guī)4結(jié)語制與保護(hù)問題研究>[]河北學(xué)刊.2010,30(3):258.[5]蔡廣元當(dāng)代經(jīng)濟(jì)下我國(guó)民商法的發(fā)展初探田]現(xiàn)代交際20136):18-18.總而言之,民商法在民、商事主體行為和活動(dòng)的規(guī)范以及市場(chǎng)經(jīng)[6]潘劍鋒.龔晨民商法領(lǐng)域研究的前沿學(xué)術(shù)之作:讀{民商法專題研究)有感[小].濟(jì)發(fā)展調(diào)整方面具有極為重要的意義。建立現(xiàn)代民商法,提高公民法湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)2010.315):220- 221.制意識(shí),是依法治國(guó)的重要構(gòu)成部分?，F(xiàn)階段我們應(yīng)對(duì)民商法制度予[7]陳少 華,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中民商法的變化與發(fā)展DL法制與社會(huì)2.816-17.1.以持續(xù)發(fā)展和完善,不斷健全其法律體系,并為其創(chuàng)設(shè)優(yōu)良、高效的法[責(zé)任編輯:楊玉潔](上接第318頁)3.2側(cè)鉆及造斜井段軌跡控 制具,改變鉆進(jìn)參數(shù)(減小下鉆壓，控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速)等措施來保證井隊(duì)設(shè)直井段側(cè)鉆采用Smith牙輪鉆頭+2.12度馬達(dá)+SlimPulse(MWD)備 和井下的安全。第四趟鉆使用Archer順利著陸、進(jìn)人水平段AB段。于4851m控時(shí)鉆進(jìn),由于裸眼段較長(zhǎng),鉆具托壓及粘卡現(xiàn)象嚴(yán)重,頻第五趟鉆使用 Archer- -趟鉆完水平段,表現(xiàn)出了在哈得區(qū)塊良好的繁活動(dòng)導(dǎo)致側(cè)鉆效果降低。通過泥漿混人原油，拖壓狀況有所改善。嚴(yán)造斜,降斜能力，使得現(xiàn)場(chǎng)工程師能夠很好的控制軌跡完全在油層里格控制側(cè)鉆速度。鉆進(jìn)至4907m,測(cè)斜井斜1.92° ,方位137.42° ,判斷穿越 ,順利完成水平段鉆進(jìn)任務(wù)。Archer 開泵時(shí)間121.53 小時(shí),純鉆側(cè)鉆成功。起鉆更換旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具。造斜段采用斯倫貝謝最先進(jìn)旋轉(zhuǎn)時(shí)間89.12小時(shí),機(jī)械鉆速為4.04m/h.導(dǎo)向工具PD Archer( 1)+TeleScope( MWD),從4907m鉆進(jìn)到5187m，3.4 定向及水平段體會(huì) 及建議單趟鉆進(jìn)尺280m,鉆進(jìn)時(shí)間75.49小時(shí),井斜增至80.3°。著陸段采用1)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具PDArcher在哈得區(qū)塊定向著陸及水平段鉆進(jìn)PD Archer 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+PeriScope +Neoscope +TeleScope鉆進(jìn),2013年8中 具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。月30日07:50鉆進(jìn)至5352m,進(jìn)尺119m,由于工具時(shí)間到.并且鉆時(shí)2)合理控制鉆井參數(shù),減小井下工具震動(dòng)及扭矩波幅以保護(hù)井下相比同地層慢,然后起,順利著陸鉆進(jìn)水平段AB段工3)定向鉆進(jìn)需嬰較好的泥漿性能、攜砂性能,是長(zhǎng)裸眼段安全順3.3 水平段軌跡控制水平 段采用PD Archer旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+PeriScope+TeleScope鉆進(jìn)由于利鉆進(jìn) 的關(guān)鍵,也是我們成功側(cè)鉆的基礎(chǔ)。泥漿性能好壞，直接影響到水平段油層較薄,地層傾角存在著一- 定的變化,實(shí)際鉆進(jìn)過程中極易井壁 穩(wěn)定以及攜砂性能,是井下安全施工的保障。碰觸.上部角礫巖段。在水平段鉆進(jìn)過程中,通過儀器測(cè)量值反應(yīng)出井下工具扭矩波幅正常,但是井口扭矩較大,于是通過適當(dāng)上下活動(dòng)鉆[責(zé)任編輯:陳雙芹](上接第336頁)量, 測(cè)風(fēng)人員每三天對(duì)各地點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)量測(cè)定。同時(shí)， 3.6 加強(qiáng)職工災(zāi)害預(yù)防與處理能力培訓(xùn)加強(qiáng)對(duì)前后三角點(diǎn)的封堵,減少采空區(qū)漏風(fēng)。試采前對(duì)二水平所有作業(yè)人員貫徹培訓(xùn)《曉南礦二水平SW1406③根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置防火觀測(cè)點(diǎn)，防火觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置采用防工 作面積水采空區(qū)下開采突水應(yīng)急救援預(yù)案》、《二0O七年度煤礦企突鉆機(jī)對(duì)幫底打觀測(cè)眼。尤其加強(qiáng)對(duì)煤柱、回風(fēng)流、采空區(qū)的一氧化碳業(yè)災(zāi)害預(yù)防與處理計(jì)劃(預(yù)案)》及《二水平SW1406工作面采煤作業(yè)規(guī)及溫度檢查。程》,所有二水平作業(yè)人員必須熟知工作面突水預(yù)兆,必須熟悉掌握水④在地面?zhèn)浜米⒛啾眉芭涮自O(shè)備和白泥、阻化劑確保隨時(shí)下井災(zāi) 避災(zāi)路線?？捎芒菰诓煽諈^(qū)-氧化碳濃度呈上升趨勢(shì)時(shí),利用架間和后三角點(diǎn)埋4小結(jié)管對(duì)采空區(qū)進(jìn)行河砂充填或注白泥。通過sw1406工作在積水采空區(qū)下試采成功的經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過準(zhǔn)確的⑥有發(fā)火征兆時(shí),在中央砂井設(shè)移動(dòng)注氨機(jī),利用充填管路對(duì)采論證,合理的選擇果高與推進(jìn)速度,配備合適的設(shè)備,加強(qiáng)對(duì)試采工作空區(qū)進(jìn)行注氮。.面頂板、一通三防等安全管理,建立有效工作面排水系統(tǒng)都是必不可⑦停產(chǎn)放假期間不得停水,以便及時(shí)處理隱患。如確需停水時(shí),利少的。通過上述方法和措施,增加了積水采空區(qū)下安全回采的可行性,用二水平充填系統(tǒng)作為供水管。有效的控制煤炭資源的損失。S⑧該地點(diǎn)瓦檢員對(duì)該區(qū)域進(jìn)行24小時(shí)不間斷檢查和觀測(cè)。發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理并匯報(bào)保安區(qū)調(diào)度及礦調(diào)度。[責(zé)任編輯:丁艷](.上接第343頁)漏風(fēng)堵塞,并且具有很好的效果。最后,采煤工作面后,采取針對(duì)性技術(shù)措施進(jìn)行防治,以此來保證礦井無自燃隱患。S兩道兩線的自燃防治措施包括沿空掘進(jìn)的時(shí)候，必須要及時(shí)對(duì)采空側(cè)進(jìn)行封堵,并且要進(jìn)行定期檢查,- -旦發(fā)現(xiàn)有漏風(fēng)的現(xiàn)象,要及時(shí)采取有效措施將其處理。[1]吳博,鞏振榮.橫河煤礦曠煤層自燃發(fā)火因索分析及防治措施[],煤礦現(xiàn)代化,2012(05)[2]郭杰厚煤層綜放面自;中國(guó)煤化工由于煤層自燃發(fā)火本身具備主動(dòng)性,因此,相關(guān)工作人員一定要充分掌握煤的自燃所要經(jīng)歷的過程以及自燃的影響因素和條件。然.TYHC N M H G任編輯:丁艷]376|科技視界Science & Technology Vision