自燃发火论文新.doc

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1、煤层自然发火机理与防治研究摘要：煤层自然发火是煤矿重大灾害之一，对安全威胁极大，有时还会引起瓦斯煤尘爆炸，给国家和矿工生命造成重大危害，同时还会导致煤炭资源的严重浪费，本文通过研究自然发火的规律与特点，总结防灭火经验，减少和杜绝自然发火事故的出现，对于保证矿井安全生产和提高经济效益具有重大的意义。关键词：煤层；发火；研究1、基本情况：**煤矿1979年1月简易建成投产。矿井原设计能力为30万吨/年，核定生产能力为40万吨/年，1998年扩建后设计生产能力为90万吨/年，2010年核定生产能力140万吨

2、,核定通风能力188.6万吨。矿井开拓方式为立井多水平分区开拓，分三个生产水平，-150水平开采煤层为7、8、9、10层煤；-250水平开采煤层为3层煤。-430水平主要开采7、8、9、10层煤。采煤方法为走向长壁后退式，全部垮落法管理顶板。矿井通风方式为中央边界式，新副井、老副井进风，南、北边界风井回风。主通风机工作方式为抽出式，-150m水平南风井设两台FBCDZ№28/500×2-C型对旋轴流式风机，配备电机功率2×500KW，-150m水平南风井需要风量6988m3/min,实际进风量为753

3、8m3/min，总排风量7820m3/min，矿井负压2400Pa，现为-150m水平和-250m水平的3900采区及-430m水平服务；-250m水平北风井设两台G4-73-12№25型离心式风机，配备电机功率710KW，-250m水平北风井需要风量为3256m3/min，实际进风量3668m3/min，排风量3812m3/min，矿井负压2850Pa，现担负除3900采区外-250m水平所有地点的用风。8矿井鉴定为低瓦斯矿井，我矿主采煤层为3、7、8、9、10层煤，其中3、9、10层煤为发火煤层，

4、发火危险性为Ⅱ类。为了防止火灾事故的发生，主要采取预防性注浆的方法，南风井和北风井建立了注浆站，分别担负-150水平、-250水平及-430水平的注浆任务。2、矿区自然发火情况：肥城矿区从70年开始陆续出现发火事故，历史上出现发火及发火隐患57次，封闭采煤工作面9个，影响产量11万吨，封闭巷道4736m，丢失金属支柱、棚梁2383棵。其中：曹庄矿发火15次；查庄矿发火13次；陶阳矿发火7次；杨庄矿发火6次。历史上曾发生过因采空区发火，有害气体大量溢出导致的多人CO中毒和上山煤柱发火曼延被迫封闭采区等严

5、重的自然发火事故，更多的是工作面撤面搬家、改造，影响安全和正常生产，造成煤炭资源的丢失。针对矿区发火的实际，我矿认真接受邻矿发火教训，深入分析其发火原因，不断探索防灭火新途径、新方法，做到防患于未然，使我矿防灭火工作走在了集团公司前列。3、煤层自然发火机理与规律：3.1自然火灾形成的过程是许多因素综合作用的结果，但煤层的自然性能是起决定性的因素，其它因素起加剧和增加危险程度的作用。现将影响煤层自然发火的内在因素分析如下：3.1.1煤的分子结构。研究表明，煤的氧化能力主要取决于含氧官能团多少和分子结构的

6、疏密程度。随煤化程度增高，煤中含氧官能团减少，孔隙度减小，分子结构变得紧密，就越不容易引起自然发火，反之就易引起自然发火。3.1.2煤化程度。煤化程度是影响煤炭自然倾向性的决定性因素。就整体而言，煤的自然倾向性随煤化程度增高而降低，即自然倾向性从褐煤、长焰煤、烟煤、焦煤至无烟煤逐渐减小。3.1.38煤中的瓦斯含量。煤中瓦斯存在和放散影响吸氧和氧化过程进行，它类似于惰性气体稀释空气对氧化发生的影响。一般认为，吸氧仅发生在煤中瓦斯含量小于某一数值的条件下，如果煤中含有较多的瓦斯，那么其吸氧减弱。3.1.4

7、水分。煤的外在和内在水分以及空气中的水蒸汽对褐煤和烟煤在低温氧化阶段起一定的影响，既有加速氧化的一面，也有阻滞氧化的因素。煤在自然的过程中，只有其水分降低到一定值后，氧化速度才会加快，煤温才会急剧升高；煤湿水后再干燥与未湿水的干煤相比，化学活性增加；在低温时煤对水蒸汽的亲和性比对氧大，水蒸汽凝结成水时生热比氧化生热量大；因此稳定的保持采空区内空气具有较高的湿度，增加并保持煤本身的湿度，都可以抑制煤的低温氧化。3.1.5煤中硫和其它矿物质。煤中含有的硫和其它催化剂，会加速煤的氧化过程。一般认为，含硫大于

8、3%的煤层均为自然发火的煤层。3.1.62002年抚顺煤科院对发火煤层鉴定结果如下：煤层名称水分％Mad灰分％Ad挥发分％Vdaf真密度％TRDg/cm3吸氧量ml/g干煤自燃倾向等级3层煤1.797.9338.511.410.52二类自然9层煤2.043.3244.151.330.58二类自然10层煤1.833.2748.571.310.62二类自然8煤层发火除了自身因素外，还需具备其它相应的条件，煤层自然的必要充分条件是：一是有自然倾向性的煤层被开采