煤層自燃防治技術(shù)研究現(xiàn)狀

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1、能源技術(shù)與管理2010年第1期doi：10．39696issn．1672—99432010．01．018煤層自燃防治技術(shù)研究現(xiàn)狀張建強(qiáng)(西安科技大學(xué)能源學(xué)院，陜西西安710054)[摘要]頻發(fā)的煤層自燃事故，已嚴(yán)重地威脅著國家利益和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，影響著我國煤炭工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。文章主要介紹了當(dāng)前國內(nèi)外在煤層自燃火災(zāi)防治技術(shù)上的研究成果。[關(guān)鍵詞】煤層自燃；防治；措施[中圖分類號]TD75[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B[文章編號]1672-9943(201o)01．00463自燃傾向性實(shí)驗(yàn)測試主要是根據(jù)測試煤的自O(shè)引言燃傾向性，劃分煤層自然發(fā)火等級，以此區(qū)分煤層煤自燃現(xiàn)象已經(jīng)在自然界存在了數(shù)百萬年。

2、的自燃危險(xiǎn)程度。我國北方露頭著火面積達(dá)7200km，累計(jì)燒毀煤20世紀(jì)80年代前，國內(nèi)外對煤自燃傾向性量42億t以上，并以每年2000～3000萬t的速的研究方法主要以煤的氧化性為基礎(chǔ)，大體可以度增加，受其影響造成的呆滯資源儲量每年超過分為化學(xué)試劑法和吸氧法二類。20世紀(jì)80年代2億，直接經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)數(shù)十億人民幣?。我后，國外開始從煤的熱效應(yīng)角度來研究煤的自燃國煤礦自燃火災(zāi)約占礦井總火災(zāi)的70％，一些自性。美國礦業(yè)局研究出絕熱爐，測定煤的最小自熱然發(fā)火嚴(yán)重的礦區(qū)，如兗州、撫順、鶴崗、窯街、義溫度；加拿大則用靜態(tài)等溫法、絕熱和動(dòng)態(tài)法研究馬、淮南等煤礦，其自然發(fā)火占礦井火災(zāi)次數(shù)的煤的自燃

3、性；土耳其采用非等溫動(dòng)力法測試煤自90％以上。更為嚴(yán)重的是礦井自燃火災(zāi)誘發(fā)瓦斯、燃臨界溫度和CO產(chǎn)生率。煤塵爆炸事故，嚴(yán)重威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，我國是從20世紀(jì)50年代初期開展對煤炭自阻礙了煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并由此造成巨大燃傾向性進(jìn)行研究，先后采用克氏法、著火點(diǎn)溫度的間接損失，如土地資源流失、大氣污染、自然生降低值法、雙氧水法和靜態(tài)容量吸氧法進(jìn)行研究。態(tài)環(huán)境破壞等。另外，煤炭行業(yè)每年都要投入巨額20世紀(jì)90年代，我國開始推廣使用煤科總院撫資金用于火災(zāi)治理。所以，我國在“21世紀(jì)議程”順分院研究的色譜動(dòng)態(tài)吸氧法，該方法把色譜儀中已將煤炭自燃列為重大自然災(zāi)害類型之一_2_。中分離氣體

4、的色譜柱換成了煤樣試管，測定煤樣對氧氣的物理吸附量，并以某一溫度(30oc)下每1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀克干煤的吸氧量來劃分自燃性。1．1煤自燃危險(xiǎn)性預(yù)測法上述測試煤自燃性的實(shí)驗(yàn)，用煤量少，供風(fēng)量1．1．1統(tǒng)計(jì)類比預(yù)測法相對較大，且實(shí)驗(yàn)采用程序升溫加熱，改變了煤自統(tǒng)計(jì)類比預(yù)測法是建立在已發(fā)生自然發(fā)火事燃過程的條件，與現(xiàn)場實(shí)際中，暴露于空氣中的煤故統(tǒng)計(jì)資料基礎(chǔ)上，分析預(yù)測實(shí)際開采條件下煤在常溫下與空氣中的氧緩慢、自由地氧化反應(yīng)，熱層的自燃危險(xiǎn)性。隨著綜放無煤柱開采技術(shù)的推量逐漸積聚引起煤體升溫的過程較大有相差，所廣，由于沿空巷道沿底板一次掘進(jìn)，巷道服務(wù)時(shí)間以，測試結(jié)果主要用于劃分煤的自燃等級。長，

5、相鄰采空區(qū)留有大量浮煤，且已氧化升溫，因1．1-3綜合評判預(yù)測法此，巷道沿空側(cè)自然發(fā)火幾率較大。匈牙利根據(jù)自燃火災(zāi)發(fā)生頻率、工作面推進(jìn)上述這些結(jié)論都是基于統(tǒng)計(jì)資料，在分析火速度、瓦斯涌出量等參數(shù)的關(guān)系，分析并確定出回災(zāi)原因的基礎(chǔ)上獲得。這種方法只能根據(jù)工作面歸函數(shù)，然后計(jì)算出實(shí)際條件下總的火災(zāi)頻率，來實(shí)際情況和自然發(fā)火統(tǒng)計(jì)資料，粗略判斷煤層可預(yù)測煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)程度。能發(fā)火的危險(xiǎn)性。近年來，我國學(xué)者，如蔣軍成等人采用神經(jīng)網(wǎng)1．1．2自燃傾向性實(shí)驗(yàn)測試絡(luò)的方法預(yù)測煤層自燃危險(xiǎn)程度，他們采用影響2010年第1期張建強(qiáng)煤層自燃防治技術(shù)研究現(xiàn)狀47開采煤層自燃危險(xiǎn)性的三個(gè)主要因素作為預(yù)測指1．3

6、．1指標(biāo)氣體分析法口標(biāo)：煤炭自身的自燃傾向性，開采煤層的地質(zhì)賦存煤層發(fā)火過程中，會(huì)產(chǎn)生一系列反映煤氧化條件和開拓開采及通風(fēng)技術(shù)條件，對預(yù)測指標(biāo)作和燃燒程度的指標(biāo)氣體，如CO、CO：、乙烷、乙烯進(jìn)一步細(xì)分，來預(yù)測煤自燃的危險(xiǎn)程度。劉寶琛等等，隨著煤溫的升高，其產(chǎn)生量將發(fā)生變化，因此，人采用防火系數(shù)作為預(yù)測指標(biāo)，建立了人工神經(jīng)可以利用指標(biāo)氣體產(chǎn)生量的變化，來進(jìn)行煤層火網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間序列煤自然發(fā)火預(yù)測模型，來判斷自災(zāi)的早期預(yù)報(bào)。目前國內(nèi)外普遍采用CO作為煤然發(fā)火程度。田水承等應(yīng)用煤自燃傾向性、煤層厚層火災(zāi)預(yù)報(bào)的主要指標(biāo)氣體，這首先是因?yàn)槊涸诙取⒚簩觾A角、煤的同性系數(shù)及開采參數(shù)，運(yùn)用模低溫氧化過程中

7、，CO的生成量與煤溫之間有十分糊聚類方法對自燃發(fā)火危險(xiǎn)性進(jìn)行了分類。密切的關(guān)系，隨著煤溫的升高，CO濃度的變化量這些方法都是利用大量的統(tǒng)計(jì)資料，分析煤最明顯，所以，采用CO作為指標(biāo)氣體比較靈敏；自燃主要因素影響的程度，預(yù)測煤層自然發(fā)火危其次是因?yàn)槊簩又幸话悴缓蠧O，井下爆破工作險(xiǎn)的程度。所產(chǎn)生的CO能很快被風(fēng)流所稀釋和排除；再次1．2氣體檢測技術(shù)是CO檢測比較容易、方便。所以，可以肯定地說，煤炭自燃指標(biāo)氣體的檢測主要有2種：一是只