开垦轻松自燃和自燃煤层时如何客观地选择采煤

来源:http://www.myacereporter.com 作者:客户案例 人气:155 发布时间:2019-09-01
摘要:开采容易自燃和自燃煤层时如何合理地选择采煤方法?开采容易自燃和自燃煤层选择采煤方法应注意以下事项:尽量采用壁式采煤方法。因为壁式采煤方法回采率高,巷道布置简单,便

开采容易自燃和自燃煤层时如何合理地选择采煤方法?开采容易自燃和自燃煤层选择采煤方法应注意以下事项:尽量采用壁式采煤方法。因为壁式采煤方法回采率高,巷道布置简单,便于使用机械装备与加快回采进度,对防止自然发火有利。有条件的可选用水力采煤方法水力采煤方法效率高、速度快、产尘量少,同时,采完一个采区后能及时封闭隔绝,有利于防止煤炭自燃。慎重选择采空区处理方法。全部陷落法处理采空区容易发生采空区自燃,而采用水砂充填法或矸石充填法处理采空区,自燃危险性就较小。如果顶板岩性松软,易于冒落且很快充填压实采空区或形成再生顶板,空气难以进入采空区,煤的自燃危险性就较小;相反,如果顶板岩性坚硬,不易冒落或冒落后成大块矸石,在采空区形成较大体积的空间,空气容易进入采空区,煤的自燃危险性就较大。

预防内因火灾措施398、内因火灾经常发生在井下哪些地点?煤矿井下经常发生内因火灾主要有以下地点: 采空区,特别是大量遗煤而又未及时封闭或封闭不严时。 巷道两侧受地压破坏的煤块。 巷道中长期堆积的浮煤。 巷道发生冒顶后的高冒空洞中。 与老窑相连通处。399、形成煤自然发火的因素有哪些? 形成煤自然发火主要有以下3个因素 : 煤的自燃倾向性 煤的自燃倾向性是形成煤自然发火的内在因素,煤的自燃倾向性越高,自然发火的可能性越大,自然发火期越短。 合适的供氧条件 空气不仅使煤氧化,又能带走因煤氧化生成的热量。供氧量不足,产生的热量就少;供氧量过大,热量不能积聚,所以供氧量不足或过大都不能形成煤自然发火。只有在合适的供氧条件下煤才可能自燃。 良好的蓄热环境 煤是热的不良导体,煤层越厚,越容易造成良好的热量集聚条件,同时形成煤自燃必须有一个时间过程,经过潜伏期、自热期而发生自然发火。400、影响煤自燃的因素有哪些? 影响煤的自燃主要有以下两类因素: 自然因素 ①煤的化学成分、②煤的物理性质、③煤岩成分、④煤层地质条件 开采技术因素 ①开拓系统、②回采方法、③通风条件、④采空区管理方法401、煤层地质条件对煤的自燃性有什么影响? 煤层地质条件对煤的自燃性影响表现在以下三方面: 煤层厚度和倾角 煤层厚度和倾角越大,开采时容易造成大量遗煤,同时造成煤的破碎程度大。另外,采区回采时间往往超过煤层自然发火期,而且不易封闭隔绝采空区。 地质构造破坏带 在断层、褶曲、破碎带和岩浆侵入等地质构造破坏带,煤层松软易碎、裂隙多。吸氧能力强,煤的自燃性强。 围岩性质 围岩坚硬,容易压碎煤体,形成裂隙,而且坚硬的顶板冒落难以充填密实采空区,造成采空区漏风,给遗煤连续不断提供氧气,故顶板坚硬时,煤的自燃性强。402、煤岩成分对煤的自燃性有什么影响? 包含在煤体中的煤岩成分有:丝煤、暗煤、亮煤和镜煤等四种成分。因为丝煤有纤维结构,因而在低温下吸氧能力强,着火温度低;而亮煤和镜煤在温度升高时吸氧能力变得最强烈。所以,煤中含有亮煤、镜煤和丝煤时,煤的自燃性最强;而煤中含有暗煤量多时,煤的自燃性弱。403、煤质对煤的自燃性有什么影响? 各种牌号的煤都可能有自燃性,一般认为煤的碳化程度越高、挥发分含量越低,灰分越高,煤的自燃性越弱。反之,煤的碳化程度越低、挥发分含量越高、灰分越低,煤的自燃性越强。据有关资料,各种牌号煤的着火温度是:褐煤、长焰煤着火温度<305℃;长焰煤、气煤着火温度为305℃-345℃;气煤、肥煤、焦煤着火温度为345℃-385℃;贫煤、瘦煤着火温度为380℃-410℃;无烟煤着火温度>400℃。404、煤的物理性质对煤的自燃性有什么影响? 煤的物理性质对煤的自燃性有以下四种影响: 煤的破碎性 煤的破碎性对煤的自燃性影响很大,因为煤越破碎,表面积越大,与空气接触面积越大,越容易氧化自燃。脆性大的煤容易破碎,因而对煤的氧化条件有利。 煤的含水性 煤的含水性对煤的自燃性影响有其特殊性。对同一牌号的煤,水分越高,由于水分蒸发时要吸收热量,则着火温度越高,但是,当其水分被蒸发后,干燥的煤着火温度显著的降低这是因为浸过水的煤,其表面氧化层被清洗,而且水使煤体松散,使煤更有利于氧化自燃。 煤的含矸性 煤中含有的矸石影响煤的自燃性。 大多数情况下煤中矸石为不发热的,所以煤中含矸越多,煤的自燃性越低;但是,煤中含硫铁矿时,将会对煤的自燃起 加速作用,硫铁含量越高,煤的自燃性越强。 煤的温度 煤的温度对煤的氧化放热性、煤体蓄热和热风压有着影响,从而影响煤的自燃性。在温度高时,在一般情况下煤体蓄热条件就好,煤表面活性结构越多,煤的氧化性越强。405、为什么要对煤的自燃倾向性进行鉴定? 煤的自燃倾向性是煤在常温下氧化能力的内在属性,是煤炭自燃的条件之一。随着煤的牌号、煤的组成和煤岩成分、结构的不同,煤的自燃倾向性也不同。掌握煤的自燃倾向性不仅是合理选择矿井防治火灾措施的重要依据之一,还是科学设计开拓系统、通风方式和采煤方法的主要资料之一。所以必须对煤的自燃倾向性进行鉴定。406、矿井自燃危险等级划分为哪几级? 凡开采易自燃和自燃煤层的矿井都属于自燃矿井,或叫做自然发火矿井。 矿井自然发火危险程度根据矿井近10年内百万吨发火率和自然发火期划分为以下四级: Ⅰ级自然发火危险程度矿井 Ⅱ级自然发火危险程度矿井 Ⅲ级自然发火危险程度矿井 Ⅳ级自然发火危险程度矿井407、《煤矿安全规程》对鉴定煤的自燃倾向性有哪些规定要求? 《煤矿安全规程》规定,对煤的自燃倾向性进行鉴定必须符合下列要求: 鉴定的时间: ①新建矿井时 ②生产矿井延深新水平时 提供鉴定用煤样和资料的单位: ①新建矿井:由地质勘探部门提供。 ②在建矿井:由设计部门提供采样点、建设部门提供煤样和资料。 ③生产矿井:由煤矿企业提供 鉴定单位: 鉴定单位必须是国家授权单位。 鉴定结果报送单位: 鉴定结果报省(自治区、直辖市)负责煤炭行业管理部门备案。408、煤炭自燃有哪几个发展阶段? 煤炭自燃的发生,一般要经过以下3个发展阶段: 低温度氧化阶段(潜伏期) 煤在常温下能吸附空气中的氧,在煤的表面生成一些不稳定的初级氧化物,其氧化放热量很少,煤的温度不会升高,但内部却在发生的变化,在煤的潜伏期内表现出煤的重量略有增加,化学活性增加,着火温度降低。 自热阶段(自热期) 经过低温氧化阶段,煤被活化,煤的氧化速度加快,氧化放热量增大,煤温逐渐升高,此阶段叫做自热阶段。在煤的自热期内空气中的氧含量减少,一氧化碳和二氧化碳含量增加,当达到临界值温度(60℃-80℃)时,开始出现特殊的火灾气沫,如煤油味、焦油味等。 自燃阶段(自燃期) 燃烧阶段是煤从低温氧化发展到自燃的最后阶段。在煤的自燃期内空气中的氧含量显著减少,二氧化碳含量剧增,并产生更多的一氧化碳,在巷道内出现浓烈烟雾,有时还出现明火现象。409、如何确定自然发火隐患? 凡井下出现以下现象之一时,即确定为自然发火隐患。 采空区或井巷风流中出 现一氧化碳,其发生量呈上升趋势,但未达到自然发火临界指标。 风流中出现CO2,其发生量呈上升趋势,但尚未达到自然发火临界指标。 煤炭、围岩、空气及水的温度升高,并超过正常温度,但尚未达到70℃。 风流中氧浓度降低,且呈下降趋势。410、如何确定自然发火? 凡井下出现以下情形之一的,即确定为自然发火: 由于煤炭氧化自燃而出现明火、烟雾和煤油味等现象。 由于煤炭氧化自燃而导致环境空气、煤炭、围岩及其他介质的温度升高,并超过70℃。 由于煤炭氧化自燃在采空区或风流中出现CO,其浓度已超过自然发火临界指标,并呈上升趋势。 采空区、高冒顶或巷道中出现乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)。411、人体如何感觉煤炭自燃? 人体感觉煤炭自燃的方法有以下几方面: 视力感觉 煤炭从氧化到自燃初期生成水分,往往使巷道内温度增加,出现雾气或在巷壁挂有平行水珠;浅部开采时,冬季在地面钻孔中或塌陷区内发生冒出水蒸气或冰雪融化的现象;井下两股温度不同的风流汇合处还可能出现雾气。 气味感觉 煤炭从自热到自燃过程中,氧化产物内有多种碳氢化合物,并产生煤油味、汽油味、松节油味或焦油味等气味。现场经验证明,当人们嗅到焦油味时,煤炭自燃就已经发展到一定程度了。 温度感觉 煤炭从氧化到自燃过程中要放出热量,因此从该处流出的水和逸散的空气温度要比平常高,煤壁温度也比其他地点煤壁温度高。 疲劳感觉 煤炭氧化、自热和自燃都会释放出二氧化碳和一氧化碳等气体,这些有害气体会使人感到头痛、闷热、精神不振、不舒服,产生疲劳感觉,特别是群体发生以上感觉时更说明煤炭已经发生自燃。412、什么叫煤的自然发火期? 煤层被开采暴露于空气之日开始,到发生自然发火之日止,所经历的时间叫做煤层自然发火期,单位为月。 矿井有多处自然发火或多个煤层自然发火时,以发火时间最短者定为矿井或煤层的自然发火期。 煤的自然发火期是评价煤层自然发火危险性的统计指标。自然发火期短,说明该煤层自然发火危险性大,相反,自然发火期长,说明该煤层自然发火危险性小。413、新建矿井如何预测煤层自然发火期? 对于新建矿井,为了在进行矿井设计时做好预防矿井火灾工作,需要预测煤层的自然发火期。这时采用统计的方法无法确定它。 在这种情况下,必须采用类比法来预测煤层自然发火期。根据地质勘探时采集的煤样所做的自燃倾向性鉴定资料,并参与与之相邻、相似的煤层、地质条件、赋存条件和开采方法的采区或矿井,进行类比加以预测。414、如何延长煤层自然发火期? 煤层自然发火期受到煤的自燃倾向性、破碎程度与堆积状态、供氧情况及周围环境等多种因素的影响。而这些因素中有的可以改变,通过采取以下措施改变影响因素来延长自然发火期。 减少煤的氧化速度 减小煤的氧化速度主要措施有:在进行采区设计时,合理选择开拓方式和巷道布置,尽量少留煤柱,避免或减少煤体的破裂,减少空气向煤体内部扩散或漏风通道。提高回采率,减少采空区遗煤。采用阻化剂喷洒在碎煤或注入煤体内,充填煤体的孔隙、裂隙。 降低煤的升温速度 降低煤的升温速度主要措施有:增加遗煤的分散度,从而增加表面积,达到增加散热量的目的。对于处于低温状态下的煤体,加大通风强度,从而加大散热量,达到抑制升温速度的目的。提高煤中水分含量,从而提高水蒸发时吸收的热量 ,达到降低煤的温度的目的。415、开采容易自燃和自燃煤层时应如何选择矿井通风系统? 矿井 通风系统主要有中央式通风系统、对角式通风系统及中央、对角混合式通风系统。 中央式通风系统 中央式通风系统的线路长、阻力大,容易造成井下巷道漏风,导致煤层自燃,所以只适合井田范围不大的小型矿井使用。 对角式通风系统 对角式通风系统线路短,阻力小,有利于减少井下巷道漏风,防止煤层自燃,而且矿井安全出口较多,安全性较好。适用于大中型矿井,同时,通风系统在一定范围内具有可调性,当一个区域发生火灾时,能够根据救灾的需要,做到局部区域停风、减风或反风,避免事故范围波及全矿井。416、开采容易自燃和自燃煤层时如何合理地选择采煤方法? 开采容易自燃和自燃煤层选择采煤方法应注意以下事项: 尽量采用壁式采煤方法。 因为壁式采煤方法回采率高,巷道布置简单,便于使用机械装备与加快回采进度,对防止自然发火有利。 有条件的可选用水力采煤方法 水力采煤方法效率高、速度快、产尘量少,同时,采完一个采区后能及时封闭隔绝,有利于防止煤炭自燃。 慎重选择采空区处理方法。 全部陷落法处理采空区容易发生采空区自燃,而采用水砂充填法或矸石充填法处理采空区,自燃危险性就较小。 如果顶板岩性松软,易于冒落且很快充填压实采空区或形成再生顶板,空气难以进入采空区,煤的自燃危险性就较小;相反,如果顶板岩性坚硬,不易冒落或冒落后成大块矸石,在采空区形成较大体积的空间,空气容易进入采空区,煤的自燃危险性就较大。417、放顶煤开采容易自燃和自燃的厚及特厚煤层为什么容易发生自然发火? 采用放顶煤开采厚及特厚煤层时,主要受以下因素影响,容易发生自然发火: 由于回采率较低,采空区内遗煤较多,为自然发火提供了大量的可燃性碎煤。 由于放顶煤开采造成工作面顶板活动加剧,顶板冒落带高度增大,采空区往往不能及时冒落严密,为采空区漏风提供了条件。 放顶煤开采比其他采煤方法推进速度慢,不能使采空区氧化自燃带很快甩入到窒息带;同时,放顶煤开采采空区空间大,区内空气流动较慢,为采空区氧化自燃提供了良好的蓄热环境。 所以,《 煤矿安全规程》规定,采用放顶煤采煤法开采易自燃和自燃的厚及特厚煤层时,必须编制防止采空区自然发火的设计。418、开采容易自燃和自燃煤层时,对采空区、突出和冒落孔洞等地点预防性防火有哪些技术措施? 开采容易自燃和自燃煤层时,对采空区、突出和冒落孔洞等空隙进行预防性防火,主要有以下技术措施: 预防性灌浆 全部充填 喷洒阻化剂 注阻化气体和液体 均压419、什么叫预防性防火灌浆?预防性灌浆为什么能达到防火目的? 预防性防火灌浆指的是,将水和浆按适当配比,制成一定浓度的浆液,借助输浆管路送往可能发生自然发火的采空区以防止自然火灾的发生。 预防性防火灌浆由于具有以下两方面的作用,所以能达到防火的目的: 隔氧 浆液被输送到采空区后,固体成分进行沉淀,充填于浮煤缝隙之间,形成隔绝空气的包裹体,防止浮煤进一步氧化。 散热 浆液中的水分能够降低浮煤的温度,对已经氧化生热的浮煤还能冷却散热,抵制浮煤自热氧化过程的发展。420、预防性防火灌浆有哪些方法? 采前灌浆,采煤面开采以前向采空区灌浆,消灭采空区原存火区、降温、除尘、排除有毒有害气体和粘结浮煤等,防止开采时发生自然发火。它主要适用于开采易燃、特厚煤层和老空区过多的矿井。 随采随灌,利用埋设的管路随采面推进同时向采空区灌浆。一是防止采空区遗煤自燃,二是胶结冒落的矸石形成再生顶板为下分层开采创造条件。它主要适用于自燃发火期较短的厚煤层。 采后灌浆,采区、采区的一翼或工作面全部回采结束后,将整个采空区封闭灌浆。它主要适用于自然发火不是十分严重的、发火期较长的煤层。421、在井下哪些地点应建立自然发火观测站? 开采容易自燃和自燃的煤层时,由于井下各个地点的生产条件与通风条件不尽相同,煤炭自然发火的几率和危险程度也有较大的差异。对于堆积浮煤、漏风较大,具有煤炭自然发火条件的危险地点和部位,必须建立固定或临时的自然发火观测站。同时,还应建立自然发火监测系统,以连续自动监测和随时提供相关地点自然发火有关信息,密切注意自然发火征兆的显现及其变化,及时发出自然发火预报。

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