自燃發(fā)火論文新.doc

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1、煤層自然發(fā)火機(jī)理與防治研究摘要：煤層自然發(fā)火是煤礦重大災(zāi)害之一，對(duì)安全威脅極大，有時(shí)還會(huì)引起瓦斯煤塵爆炸，給國(guó)家和礦工生命造成重大危害，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致煤炭資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，本文通過(guò)研究自然發(fā)火的規(guī)律與特點(diǎn)，總結(jié)防滅火經(jīng)驗(yàn)，減少和杜絕自然發(fā)火事故的出現(xiàn)，對(duì)于保證礦井安全生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大的意義。關(guān)鍵詞：煤層；發(fā)火；研究1、基本情況：**煤礦1979年1月簡(jiǎn)易建成投產(chǎn)。礦井原設(shè)計(jì)能力為30萬(wàn)噸/年，核定生產(chǎn)能力為40萬(wàn)噸/年，1998年擴(kuò)建后設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)噸/年，2010年核定生產(chǎn)能力140萬(wàn)噸

2、,核定通風(fēng)能力188.6萬(wàn)噸。礦井開(kāi)拓方式為立井多水平分區(qū)開(kāi)拓，分三個(gè)生產(chǎn)水平，-150水平開(kāi)采煤層為7、8、9、10層煤；-250水平開(kāi)采煤層為3層煤。-430水平主要開(kāi)采7、8、9、10層煤。采煤方法為走向長(zhǎng)壁后退式，全部垮落法管理頂板。礦井通風(fēng)方式為中央邊界式，新副井、老副井進(jìn)風(fēng)，南、北邊界風(fēng)井回風(fēng)。主通風(fēng)機(jī)工作方式為抽出式，-150m水平南風(fēng)井設(shè)兩臺(tái)FBCDZ№28/500×2-C型對(duì)旋軸流式風(fēng)機(jī)，配備電機(jī)功率2×500KW，-150m水平南風(fēng)井需要風(fēng)量6988m3/min,實(shí)際進(jìn)風(fēng)量為753

3、8m3/min，總排風(fēng)量7820m3/min，礦井負(fù)壓2400Pa，現(xiàn)為-150m水平和-250m水平的3900采區(qū)及-430m水平服務(wù)；-250m水平北風(fēng)井設(shè)兩臺(tái)G4-73-12№25型離心式風(fēng)機(jī)，配備電機(jī)功率710KW，-250m水平北風(fēng)井需要風(fēng)量為3256m3/min，實(shí)際進(jìn)風(fēng)量3668m3/min，排風(fēng)量3812m3/min，礦井負(fù)壓2850Pa，現(xiàn)擔(dān)負(fù)除3900采區(qū)外-250m水平所有地點(diǎn)的用風(fēng)。8礦井鑒定為低瓦斯礦井，我礦主采煤層為3、7、8、9、10層煤，其中3、9、10層煤為發(fā)火煤層，

4、發(fā)火危險(xiǎn)性為Ⅱ類。為了防止火災(zāi)事故的發(fā)生，主要采取預(yù)防性注漿的方法，南風(fēng)井和北風(fēng)井建立了注漿站，分別擔(dān)負(fù)-150水平、-250水平及-430水平的注漿任務(wù)。2、礦區(qū)自然發(fā)火情況：肥城礦區(qū)從70年開(kāi)始陸續(xù)出現(xiàn)發(fā)火事故，歷史上出現(xiàn)發(fā)火及發(fā)火隱患57次，封閉采煤工作面9個(gè)，影響產(chǎn)量11萬(wàn)噸，封閉巷道4736m，丟失金屬支柱、棚梁2383棵。其中：曹莊礦發(fā)火15次；查莊礦發(fā)火13次；陶陽(yáng)礦發(fā)火7次；楊莊礦發(fā)火6次。歷史上曾發(fā)生過(guò)因采空區(qū)發(fā)火，有害氣體大量溢出導(dǎo)致的多人CO中毒和上山煤柱發(fā)火曼延被迫封閉采區(qū)等嚴(yán)

5、重的自然發(fā)火事故，更多的是工作面撤面搬家、改造，影響安全和正常生產(chǎn)，造成煤炭資源的丟失。針對(duì)礦區(qū)發(fā)火的實(shí)際，我礦認(rèn)真接受鄰礦發(fā)火教訓(xùn)，深入分析其發(fā)火原因，不斷探索防滅火新途徑、新方法，做到防患于未然，使我礦防滅火工作走在了集團(tuán)公司前列。3、煤層自然發(fā)火機(jī)理與規(guī)律：3.1自然火災(zāi)形成的過(guò)程是許多因素綜合作用的結(jié)果，但煤層的自然性能是起決定性的因素，其它因素起加劇和增加危險(xiǎn)程度的作用。現(xiàn)將影響煤層自然發(fā)火的內(nèi)在因素分析如下：3.1.1煤的分子結(jié)構(gòu)。研究表明，煤的氧化能力主要取決于含氧官能團(tuán)多少和分子結(jié)構(gòu)的

6、疏密程度。隨煤化程度增高，煤中含氧官能團(tuán)減少，孔隙度減小，分子結(jié)構(gòu)變得緊密，就越不容易引起自然發(fā)火，反之就易引起自然發(fā)火。3.1.2煤化程度。煤化程度是影響煤炭自然傾向性的決定性因素。就整體而言，煤的自然傾向性隨煤化程度增高而降低，即自然傾向性從褐煤、長(zhǎng)焰煤、煙煤、焦煤至無(wú)煙煤逐漸減小。3.1.38煤中的瓦斯含量。煤中瓦斯存在和放散影響吸氧和氧化過(guò)程進(jìn)行，它類似于惰性氣體稀釋空氣對(duì)氧化發(fā)生的影響。一般認(rèn)為，吸氧僅發(fā)生在煤中瓦斯含量小于某一數(shù)值的條件下，如果煤中含有較多的瓦斯，那么其吸氧減弱。3.1.4

7、水分。煤的外在和內(nèi)在水分以及空氣中的水蒸汽對(duì)褐煤和煙煤在低溫氧化階段起一定的影響，既有加速氧化的一面，也有阻滯氧化的因素。煤在自然的過(guò)程中，只有其水分降低到一定值后，氧化速度才會(huì)加快，煤溫才會(huì)急劇升高；煤濕水后再干燥與未濕水的干煤相比，化學(xué)活性增加；在低溫時(shí)煤對(duì)水蒸汽的親和性比對(duì)氧大，水蒸汽凝結(jié)成水時(shí)生熱比氧化生熱量大；因此穩(wěn)定的保持采空區(qū)內(nèi)空氣具有較高的濕度，增加并保持煤本身的濕度，都可以抑制煤的低溫氧化。3.1.5煤中硫和其它礦物質(zhì)。煤中含有的硫和其它催化劑，會(huì)加速煤的氧化過(guò)程。一般認(rèn)為，含硫大于

8、3%的煤層均為自然發(fā)火的煤層。3.1.62002年撫順煤科院對(duì)發(fā)火煤層鑒定結(jié)果如下：煤層名稱水分％Mad灰分％Ad揮發(fā)分％Vdaf真密度％TRDg/cm3吸氧量ml/g干煤自燃傾向等級(jí)3層煤1.797.9338.511.410.52二類自然9層煤2.043.3244.151.330.58二類自然10層煤1.833.2748.571.310.62二類自然8煤層發(fā)火除了自身因素外，還需具備其它相應(yīng)的條件，煤層自然的必要充分條件是：一是有自然傾向性的煤層被開(kāi)采