第三講 防治煤自燃的開(kāi)采技術(shù)措施

1、1）黃鐵礦作用學(xué)說(shuō)）黃鐵礦作用學(xué)說(shuō) 黃鐵礦作用學(xué)說(shuō)是最早試圖打開(kāi)煤炭自燃之迷的學(xué)說(shuō)之一，它在十七世紀(jì)提黃鐵礦作用學(xué)說(shuō)是最早試圖打開(kāi)煤炭自燃之迷的學(xué)說(shuō)之一，它在十七世紀(jì)提出并很快得到了很大的發(fā)展。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：黃鐵礦吸氧后體積膨脹，擠碎了煤出并很快得到了很大的發(fā)展。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：黃鐵礦吸氧后體積膨脹，擠碎了煤塊，增大了裂隙，同時(shí)黃鐵礦吸氧后有水時(shí)要發(fā)生放熱反應(yīng)，熱量聚積，以致煤塊，增大了裂隙，同時(shí)黃鐵礦吸氧后有水時(shí)要發(fā)生放熱反應(yīng)，熱量聚積，以致煤的燃燒。的燃燒。2）細(xì)菌作用學(xué)說(shuō)）細(xì)菌作用學(xué)說(shuō) 煤炭自燃的起因是細(xì)菌求生活動(dòng)的過(guò)程，這種活動(dòng)能助長(zhǎng)煤中有機(jī)物的氧化煤炭自燃的起因是細(xì)菌求生活動(dòng)的過(guò)程，這種活

2、動(dòng)能助長(zhǎng)煤中有機(jī)物的氧化發(fā)酵生熱，而導(dǎo)致煤的自燃。發(fā)酵生熱，而導(dǎo)致煤的自燃。3）酚基作用學(xué)說(shuō)）酚基作用學(xué)說(shuō) 酚基作用學(xué)說(shuō)認(rèn)為：煤的有機(jī)化合物中，以酚基最易受到氧化，所以最初是酚基作用學(xué)說(shuō)認(rèn)為：煤的有機(jī)化合物中，以酚基最易受到氧化，所以最初是酚基類氧化發(fā)熱而導(dǎo)致其它有機(jī)物的氧化發(fā)熱。酚基類氧化發(fā)熱而導(dǎo)致其它有機(jī)物的氧化發(fā)熱。4）煤氧復(fù)合學(xué)說(shuō)）煤氧復(fù)合學(xué)說(shuō) 煤中含有一種易于被空氣低溫氧化的活性物質(zhì)，這種活性物質(zhì)的多少，取決煤中含有一種易于被空氣低溫氧化的活性物質(zhì)，這種活性物質(zhì)的多少，取決于煤的變質(zhì)程度的高低，變質(zhì)程度越高，活性物質(zhì)就越少。煤接觸氧后，活性物于煤的變質(zhì)程度的高低，變質(zhì)程度越高，活性物

3、質(zhì)就越少。煤接觸氧后，活性物質(zhì)在低溫下與氧化合，放出微熱，熱量積聚而導(dǎo)致煤的自燃。質(zhì)在低溫下與氧化合，放出微熱，熱量積聚而導(dǎo)致煤的自燃。1）準(zhǔn)備期）準(zhǔn)備期 （潛伏期）（潛伏期）煤在低溫下吸附空氣中的氧，在煤的表煤在低溫下吸附空氣中的氧，在煤的表面生成不穩(wěn)定的初級(jí)氧化物羧基面生成不穩(wěn)定的初級(jí)氧化物羧基OH、羥基羥基COOH，煤溫與環(huán)境溫度不變，煤，煤溫與環(huán)境溫度不變，煤重增加，著火點(diǎn)降低，化學(xué)活性增加。重增加，著火點(diǎn)降低，化學(xué)活性增加。2）自熱期自熱期自熱前期：煤溫上升，不穩(wěn)定的初級(jí)氧自熱前期：煤溫上升，不穩(wěn)定的初級(jí)氧化物進(jìn)一步生成化物進(jìn)一步生成H2O、CO2、CO及及CxHy。自熱后期：當(dāng)溫度

4、達(dá)到自熱后期：當(dāng)溫度達(dá)到60-80的臨界的臨界溫度時(shí)，氧化速度加劇。溫度時(shí)，氧化速度加劇。3）燃燒期（自燃期）燃燒期（自燃期）煤溫達(dá)到著火溫度（無(wú)煙煤煤溫達(dá)到著火溫度（無(wú)煙煤400、煙煤煙煤320-380 、褐煤、褐煤300）開(kāi)始）開(kāi)始燃燒。燃燒。4）冷卻風(fēng)化）冷卻風(fēng)化煤在氧化過(guò)程中，如有良好的冷卻散熱條件以至溫度不能上升，則發(fā)生風(fēng)化。風(fēng)煤在氧化過(guò)程中，如有良好的冷卻散熱條件以至溫度不能上升，則發(fā)生風(fēng)化。風(fēng)化后的煤不再發(fā)生自燃。化后的煤不再發(fā)生自燃。為什么有的煤能自燃，有的煤不會(huì)自燃，如：河南焦作的煤不易燃，陜?yōu)槭裁从械拿耗茏匀迹械拿翰粫?huì)自燃，如：河南焦作的煤不易燃，陜西銅川、遼寧撫順、甘肅

5、窯街等的煤易燃。煤炭自燃與否取決于煤本身西銅川、遼寧撫順、甘肅窯街等的煤易燃。煤炭自燃與否取決于煤本身的物理化學(xué)性質(zhì)和外部的散熱條件。因此煤炭的自燃與否主要取決于兩的物理化學(xué)性質(zhì)和外部的散熱條件。因此煤炭的自燃與否主要取決于兩個(gè)因素：個(gè)因素：內(nèi)因因素：內(nèi)因因素：指煤本身的自燃傾向性，煤本身的氧化能力和物理化學(xué)特征。指煤本身的自燃傾向性，煤本身的氧化能力和物理化學(xué)特征。 煤要自燃，首先必須要有自燃傾向性，即要有自燃的能力。煤要自燃，首先必須要有自燃傾向性，即要有自燃的能力。外因因素：外因因素：指煤在氧化過(guò)程中的通風(fēng)供氧和熱交換的條件。指煤在氧化過(guò)程中的通風(fēng)供氧和熱交換的條件。因此，煤炭自燃必須同

6、時(shí)滿足四個(gè)條件：因此，煤炭自燃必須同時(shí)滿足四個(gè)條件：1 1）煤本身要有自燃傾向性；）煤本身要有自燃傾向性；（有自燃傾向性的煤呈破碎堆積（有自燃傾向性的煤呈破碎堆積）2 2）要有連續(xù)的供氧條件；）要有連續(xù)的供氧條件；3 3）熱量易于積聚；）熱量易于積聚；4）足夠的氧化時(shí)間。）足夠的氧化時(shí)間。3.1 3.1 煤炭自燃煤炭自燃傾向性傾向性影響因素影響因素 影響煤炭自燃傾向性的因素（影響煤炭自燃傾向性的因素（內(nèi)因因素內(nèi)因因素）主）主要有：要有：1 1）煤的變質(zhì)程度煤的變質(zhì)程度2 2）煤的水分煤的水分3 3）煤巖成分煤巖成分4 4）煤的含硫量煤的含硫量5 5）煤的粒度、孔隙度與脆性煤的粒度、孔隙度與脆性

7、 鑒定煤的自燃傾向性對(duì)于掌握自燃火災(zāi)的發(fā)生規(guī)律，有鑒定煤的自燃傾向性對(duì)于掌握自燃火災(zāi)的發(fā)生規(guī)律，有針對(duì)性地采取防火措施具有重要意義。針對(duì)性地采取防火措施具有重要意義。 我國(guó)我國(guó)煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程（第（第209209條）條）第第228228條規(guī)定：條規(guī)定： 煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃三類。煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃三類。 新建礦井的所有煤層的自燃傾向性由地質(zhì)勘探部門提供新建礦井的所有煤層的自燃傾向性由地質(zhì)勘探部門提供煤樣和資料送國(guó)家授權(quán)單位作出鑒定，鑒定結(jié)果報(bào)?。ㄗ灾蚊簶雍唾Y料送國(guó)家授權(quán)單位作出鑒定，鑒定結(jié)果報(bào)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)及煤炭管理部

8、門備案。區(qū)、直轄市）煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)及煤炭管理部門備案。 生產(chǎn)礦井延深新水平時(shí)，必須對(duì)所有煤層的自燃傾向性生產(chǎn)礦井延深新水平時(shí)，必須對(duì)所有煤層的自燃傾向性進(jìn)行鑒定。進(jìn)行鑒定。 開(kāi)采容易自燃和自燃煤層的礦井，必須采取綜合預(yù)防煤開(kāi)采容易自燃和自燃煤層的礦井，必須采取綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火的措施。層自然發(fā)火的措施。 目前常用的測(cè)試方法有：目前常用的測(cè)試方法有： 1 1）煤自燃傾向性色譜吸氧鑒定法煤自燃傾向性色譜吸氧鑒定法 2 2）著火溫度降低值測(cè)定法）著火溫度降低值測(cè)定法3.23.2煤的自燃傾向性鑒定煤的自燃傾向性鑒定煤自燃傾向性色譜吸氧鑒定法煤自燃傾向性色譜吸氧鑒定法 1 1）煤的自燃傾向性）煤的自

9、燃傾向性 煤在常溫下氧化能力的內(nèi)在屬性煤在常溫下氧化能力的內(nèi)在屬性 2 2）流動(dòng)色譜吸氧法）流動(dòng)色譜吸氧法 應(yīng)用熱導(dǎo)法雙氣路氣相色譜分析檢測(cè)技術(shù)，測(cè)定煤應(yīng)用熱導(dǎo)法雙氣路氣相色譜分析檢測(cè)技術(shù)，測(cè)定煤對(duì)對(duì)流態(tài)氧的吸附能力，流態(tài)氧的吸附能力，以吸氧量表征煤的氧化自燃性能。以吸氧量表征煤的氧化自燃性能。 3 3）步驟）步驟 （1 1）煤樣的預(yù)處理煤樣的預(yù)處理 制備好的煤樣稱取制備好的煤樣稱取1g1g裝入標(biāo)準(zhǔn)樣品管中，通以氮?dú)庋b入標(biāo)準(zhǔn)樣品管中，通以氮?dú)? (流量流量30cm30cm3 3min)min)，在柱箱溫度為在柱箱溫度為105105的條件下處理的條件下處理1.5h1.5h。 （2 2）吸氧量的測(cè)

10、定）吸氧量的測(cè)定 將處理好的煤樣，在柱箱溫度為將處理好的煤樣，在柱箱溫度為3030，熱導(dǎo)溫度為，熱導(dǎo)溫度為80-10080-100，載氣氮流，載氣氮流量為量為30300.5cm0.5cm3 3minmin，吸附氧氣流量為，吸附氧氣流量為20200.5cm0.5cm3 3minmin的條件下，吸附氧的條件下，吸附氧氣氣20min20min后，測(cè)定脫附峰面積后，測(cè)定脫附峰面積S1S1； 將煤樣倒出，在相同的條件下，同一樣品管空管吸附氧氣將煤樣倒出，在相同的條件下，同一樣品管空管吸附氧氣5min5min，測(cè)定脫，測(cè)定脫附峰面積附峰面積S2S2；根據(jù)；根據(jù)S1S1、S2S2計(jì)算吸氧量值。計(jì)算吸氧量值。

11、4 4 煤自燃傾向性等級(jí)煤自燃傾向性等級(jí)分類分類 以每克干煤在常溫以每克干煤在常溫(30)(30)、常壓、常壓(1.0133(1.0133104Pa)104Pa)下的下的吸氧量作為分類的主指吸氧量作為分類的主指標(biāo)，煤的自燃傾向性等標(biāo)，煤的自燃傾向性等級(jí)按表級(jí)按表1 1、表、表2 2分類。分類。5 5 允許誤差允許誤差 煤吸氧量測(cè)定結(jié)果的煤吸氧量測(cè)定結(jié)果的允許平行誤差不得超過(guò)允許平行誤差不得超過(guò)表表3 3的規(guī)定：的規(guī)定：自燃傾向自燃傾向性等級(jí)性等級(jí) 自燃傾向自燃傾向性性 煤的吸氧量，煤的吸氧量，cm3cm3gg干煤干煤 容易自燃容易自燃 0.700.70 自燃自燃 0.40 Vd0.40 Vd

12、0.70 0.70 不易自燃不易自燃 0.40 0.40 自燃傾向自燃傾向性等級(jí)性等級(jí) 自燃傾向自燃傾向性性 煤的吸氧煤的吸氧量，量，cm3cm3gg干煤干煤 全全 硫硫 容易自燃容易自燃 1.00 1.00 2.00 2.00 自燃自燃 1.00 1.00 不易自燃不易自燃 2.00 2.00 1)1)含可燃揮發(fā)分含可燃揮發(fā)分18180 0。 表表2 2 高硫煤、無(wú)煙煤高硫煤、無(wú)煙煤1 1）自燃傾向性分類表自燃傾向性分類表表表1 1 褐煤、煙煤類自燃傾向性分類表褐煤、煙煤類自燃傾向性分類表同一同一實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室 不同不同實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室 0.05 0.05 0.10 0.10 表表3 3 煤吸氧量

13、測(cè)定的煤吸氧量測(cè)定的平行實(shí)驗(yàn)誤差平行實(shí)驗(yàn)誤差專用標(biāo)準(zhǔn)樣品管結(jié)構(gòu)示意圖專用標(biāo)準(zhǔn)樣品管結(jié)構(gòu)示意圖ZRJ-1ZRJ-1型流態(tài)色譜吸氧儀器型流態(tài)色譜吸氧儀器 如前所述，煤炭的自燃與否，如前所述，煤炭的自燃與否，主要取決于煤炭本身的自燃傾向性，煤本身主要取決于煤炭本身的自燃傾向性，煤本身的物理化學(xué)性質(zhì)和外部的漏風(fēng)供氧和熱交換的條件。的物理化學(xué)性質(zhì)和外部的漏風(fēng)供氧和熱交換的條件。 因此，煤的自燃取決于兩個(gè)因素：因此，煤的自燃取決于兩個(gè)因素：一個(gè)是內(nèi)因因素，即煤炭自燃傾向性；一個(gè)是內(nèi)因因素，即煤炭自燃傾向性；一個(gè)是外因因素，即煤炭氧化過(guò)程中的連續(xù)供氧和蓄熱的條件。一個(gè)是外因因素，即煤炭氧化過(guò)程中的連續(xù)供氧和

14、蓄熱的條件。 內(nèi)因的影響因素是先天的因素內(nèi)因的影響因素是先天的因素，是在成煤之前或在成煤的過(guò)程中就已，是在成煤之前或在成煤的過(guò)程中就已經(jīng)存在了的。如前面所述：煤的變質(zhì)程度、煤的水分、煤巖成分、煤的含經(jīng)存在了的。如前面所述：煤的變質(zhì)程度、煤的水分、煤巖成分、煤的含硫量、煤的粒度、孔隙度與脆性等硫量、煤的粒度、孔隙度與脆性等 。 而而外因的影響因素則是后天的因素外因的影響因素則是后天的因素，主要包括：地質(zhì)變動(dòng)、煤層賦存，主要包括：地質(zhì)變動(dòng)、煤層賦存條件、開(kāi)拓開(kāi)采條件和通風(fēng)條件等的影響。條件、開(kāi)拓開(kāi)采條件和通風(fēng)條件等的影響。 實(shí)驗(yàn)證明，一個(gè)煤層或礦井自然發(fā)火的危險(xiǎn)程度并不完全取決于煤的自實(shí)驗(yàn)證明，一

15、個(gè)煤層或礦井自然發(fā)火的危險(xiǎn)程度并不完全取決于煤的自燃傾向性，在一定程度上還受煤層的地質(zhì)賦存條件、開(kāi)拓、開(kāi)采和通風(fēng)條燃傾向性，在一定程度上還受煤層的地質(zhì)賦存條件、開(kāi)拓、開(kāi)采和通風(fēng)條件的影響。一個(gè)弱自燃傾向性的礦井，如果不重視安全工作，亂采亂伐，件的影響。一個(gè)弱自燃傾向性的礦井，如果不重視安全工作，亂采亂伐，四處漏風(fēng)，則煤炭自燃發(fā)火的幾率可能要比一個(gè)強(qiáng)自燃傾向性的礦井大。四處漏風(fēng)，則煤炭自燃發(fā)火的幾率可能要比一個(gè)強(qiáng)自燃傾向性的礦井大。 因此。影響煤炭自燃的外因因素也是不可忽視的。因此。影響煤炭自燃的外因因素也是不可忽視的。4.14.1影響煤炭自燃的外因因素：影響煤炭自燃的外因因素：影響煤炭自燃的外

16、因因素主要有：影響煤炭自燃的外因因素主要有：1 1）煤層地質(zhì)賦存條件煤層地質(zhì)賦存條件2 2）地質(zhì)構(gòu)造的破壞程度地質(zhì)構(gòu)造的破壞程度3 3）圍巖性質(zhì)圍巖性質(zhì)4 4）采掘技術(shù)因素采掘技術(shù)因素5 5）通風(fēng)條件通風(fēng)條件4.2 4.2 煤層自然發(fā)火期煤層自然發(fā)火期煤礦安全規(guī)程執(zhí)行說(shuō)明煤礦安全規(guī)程執(zhí)行說(shuō)明4747條規(guī)定：條規(guī)定：1 1、煤層中出現(xiàn)下列情況之一者，該煤層定為自然發(fā)火煤層：、煤層中出現(xiàn)下列情況之一者，該煤層定為自然發(fā)火煤層：1 1）煤炭自燃引起明火；）煤炭自燃引起明火； 2 2）煤炭自燃發(fā)生煙霧；）煤炭自燃發(fā)生煙霧；3 3）煤炭自燃發(fā)生煤油味；）煤炭自燃發(fā)生煤油味； 4 4）采空區(qū)測(cè)取的）采空區(qū)

17、測(cè)取的COCO濃度超過(guò)礦井濃度超過(guò)礦井 實(shí)際統(tǒng)計(jì)的臨界指標(biāo)。實(shí)際統(tǒng)計(jì)的臨界指標(biāo)。2 2、巷道中煤層自然發(fā)火期應(yīng)以自然發(fā)火地點(diǎn)在揭露煤之日起至發(fā)生自然、巷道中煤層自然發(fā)火期應(yīng)以自然發(fā)火地點(diǎn)在揭露煤之日起至發(fā)生自然發(fā)火時(shí)為止的時(shí)間計(jì)算，一般以月為單位。發(fā)火時(shí)為止的時(shí)間計(jì)算，一般以月為單位。3 3、回采工作面煤層自然發(fā)火期應(yīng)以工作面開(kāi)切眼之日起至發(fā)生自然發(fā)火、回采工作面煤層自然發(fā)火期應(yīng)以工作面開(kāi)切眼之日起至發(fā)生自然發(fā)火時(shí)為止的時(shí)間計(jì)算，一般以月為單位。時(shí)為止的時(shí)間計(jì)算，一般以月為單位。煤炭自燃傾向性、煤炭自燃傾向性、自然發(fā)火危險(xiǎn)程度、煤層自然發(fā)火期三者自然發(fā)火危險(xiǎn)程度、煤層自然發(fā)火期三者關(guān)系：關(guān)系：

18、煤炭自燃傾向性煤炭自燃傾向性是煤層的自然屬性，是煤本身的氧化能力和物理化學(xué)特征，是煤層的自然屬性，是煤本身的氧化能力和物理化學(xué)特征，即煤層自燃的能力。即煤層自燃的能力。自然發(fā)火危險(xiǎn)程度自然發(fā)火危險(xiǎn)程度包含了內(nèi)、外因的因素，表征煤層包含了內(nèi)、外因的因素，表征煤層可能發(fā)生自然發(fā)火危險(xiǎn)程度的大小?？赡馨l(fā)生自然發(fā)火危險(xiǎn)程度的大小。煤層自然發(fā)火期煤層自然發(fā)火期是自然發(fā)火危險(xiǎn)程度是自然發(fā)火危險(xiǎn)程度在時(shí)間上的量度。在時(shí)間上的量度。 防止煤炭自燃的措施很多，如預(yù)防性灌漿、阻化劑、均壓、凝膠、注惰防止煤炭自燃的措施很多，如預(yù)防性灌漿、阻化劑、均壓、凝膠、注惰氣等。氣等。但最重要的方法還是要有正確的開(kāi)拓開(kāi)采方法，

19、合理的開(kāi)拓系統(tǒng)與采但最重要的方法還是要有正確的開(kāi)拓開(kāi)采方法，合理的開(kāi)拓系統(tǒng)與采煤方法對(duì)于防止煤炭自燃起著決定性的作用。煤方法對(duì)于防止煤炭自燃起著決定性的作用。 2020世紀(jì)六、七十年代，時(shí)興將巷道布置在煤中：煤層大巷、煤層上山、世紀(jì)六、七十年代，時(shí)興將巷道布置在煤中：煤層大巷、煤層上山、煤層集中巷等。因煤軟易掘，投入小、見(jiàn)效快。采煤方法則采用：煤層集中巷等。因煤軟易掘，投入小、見(jiàn)效快。采煤方法則采用：房柱式、房柱式、高落式、垛式、倉(cāng)儲(chǔ)式等老法采煤。挑肥揀瘦，大量丟失余煤，煤炭的堆積高落式、垛式、倉(cāng)儲(chǔ)式等老法采煤。挑肥揀瘦，大量丟失余煤，煤炭的堆積導(dǎo)致火災(zāi)頻頻不斷打亂了生產(chǎn)次序，欲速這不達(dá)。導(dǎo)致

20、火災(zāi)頻頻不斷打亂了生產(chǎn)次序，欲速這不達(dá)。 如：甘肅窯街二、三號(hào)井，在開(kāi)采初期，幾十米的厚煤層采用清一色的如：甘肅窯街二、三號(hào)井，在開(kāi)采初期，幾十米的厚煤層采用清一色的煤巷布置采煤方法為高落式、煤皮假頂，回采率僅煤巷布置采煤方法為高落式、煤皮假頂，回采率僅30-40%30-40%。投采的。投采的3-43-4年間年間礦井火災(zāi)頻頻發(fā)生，生產(chǎn)處于采采停停、停停采采的被動(dòng)局面。礦井火災(zāi)頻頻發(fā)生，生產(chǎn)處于采采停停、停停采采的被動(dòng)局面。 煤巷布置方式，在薄煤層、單一中厚煤層、不自然煤層中是可行的，但煤巷布置方式，在薄煤層、單一中厚煤層、不自然煤層中是可行的，但維護(hù)費(fèi)也高。維護(hù)費(fèi)也高。 若布置在自燃傾向性嚴(yán)重

21、的煤層、厚煤層、煤層群中，將得不償失，可若布置在自燃傾向性嚴(yán)重的煤層、厚煤層、煤層群中，將得不償失，可能會(huì)被火燒得焦頭爛額、夜不安寧。能會(huì)被火燒得焦頭爛額、夜不安寧。 因此，正確地選擇開(kāi)拓開(kāi)采方法是很重要的，對(duì)于厚煤層、自然發(fā)火嚴(yán)因此，正確地選擇開(kāi)拓開(kāi)采方法是很重要的，對(duì)于厚煤層、自然發(fā)火嚴(yán)重的煤層礦井，尤應(yīng)如此。重的煤層礦井，尤應(yīng)如此。 1 1、合理的、合理的巷道布置巷道布置系統(tǒng)系統(tǒng)為了防止煤層自然，對(duì)開(kāi)拓開(kāi)采的要求是為了防止煤層自然，對(duì)開(kāi)拓開(kāi)采的要求是： 正確的開(kāi)拓方式，合理的采煤方法，就是增強(qiáng)礦井的先天正確的開(kāi)拓方式，合理的采煤方法，就是增強(qiáng)礦井的先天防火能力。防火能力。開(kāi)拓開(kāi)采應(yīng)做到：

22、開(kāi)拓開(kāi)采應(yīng)做到： 最小的煤層暴露面；最小的煤層暴露面； 最大的煤炭回采率；最大的煤炭回采率； 最快的煤炭回采速度；最快的煤炭回采速度； 最易于封閉的采空區(qū)。最易于封閉的采空區(qū)。1 1）采用巖石巷道）采用巖石巷道 盡量減少切割煤層，盡量減少切割煤層，以最小的煤層切割量獲得最大的煤炭回以最小的煤層切割量獲得最大的煤炭回采率。采率。因此對(duì)厚煤層、多煤層群礦井的開(kāi)拓開(kāi)采布置應(yīng)采用：因此對(duì)厚煤層、多煤層群礦井的開(kāi)拓開(kāi)采布置應(yīng)采用：巖石水平大巷巖石水平大巷巖石上山巖石上山巖石集中平巷巖石集中平巷聯(lián)絡(luò)石門。聯(lián)絡(luò)石門。盡量少掘輔助性巷道。盡量少掘輔助性巷道。2 2）區(qū)段巷道垂直布置）區(qū)段巷道垂直布置外外錯(cuò)錯(cuò)式

23、式布布置置工工作作面面垮垮落落堆堆積積浮浮煤煤區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)錯(cuò)錯(cuò)式式布布置置工工作作面面易易燃燃階階梯梯重重疊疊式式布布置置工工作作面面區(qū)段布置方式：區(qū)段布置方式：（1 1）內(nèi)錯(cuò)式布置）內(nèi)錯(cuò)式布置（2 2）外錯(cuò)式布置）外錯(cuò)式布置（3 3）重疊式布置）重疊式布置 應(yīng)采用走向長(zhǎng)臂式采煤，全部垮落法管理頂板的采煤應(yīng)采用走向長(zhǎng)臂式采煤，全部垮落法管理頂板的采煤方法，杜絕房柱式、高落式、垛式、倉(cāng)儲(chǔ)式等老法采煤。方法，杜絕房柱式、高落式、垛式、倉(cāng)儲(chǔ)式等老法采煤。要做到：要做到：（1 1）少丟煤或不丟煤，盡量減少可燃物；）少丟煤或不丟煤，盡量減少可燃物；（2 2）控制礦山壓力，減少煤柱破壞；）控制礦山壓力，減少煤

24、柱破壞；（3 3）合理布置采區(qū)；）合理布置采區(qū)；（4 4）加快回采速度；）加快回采速度；（5 5）減少巷道維護(hù)時(shí)間；）減少巷道維護(hù)時(shí)間；（6 6）堅(jiān)持正常的采序。（由外向里、由上向下、由前向后）堅(jiān)持正常的采序。（由外向里、由上向下、由前向后）2 2、合理的采煤方法、合理的采煤方法3 3、控制礦山壓力、減少煤體破、控制礦山壓力、減少煤體破碎碎 由于受采掘的影響，破壞了煤巖體內(nèi)原有的內(nèi)力平衡狀態(tài)，從而要引起由于受采掘的影響，破壞了煤巖體內(nèi)原有的內(nèi)力平衡狀態(tài)，從而要引起應(yīng)力的再分布，也就形成了應(yīng)力的集中。如圖所示。應(yīng)力的再分布，也就形成了應(yīng)力的集中。如圖所示。 由于集中應(yīng)力的影響，使巷道壁壓裂、壓碎

25、、變形等，從而引起漏風(fēng)和由于集中應(yīng)力的影響，使巷道壁壓裂、壓碎、變形等，從而引起漏風(fēng)和造成蓄熱的環(huán)境。如孤島煤柱的集中應(yīng)力很大，很易自燃。造成蓄熱的環(huán)境。如孤島煤柱的集中應(yīng)力很大，很易自燃。 要將巷道布置在集中應(yīng)力的卸壓帶內(nèi)。要將巷道布置在集中應(yīng)力的卸壓帶內(nèi)。 控制礦山壓力的另一方法是：控制礦山壓力的另一方法是： 減少受礦壓影響的巷道的服務(wù)年限，在未壓裂壓碎巷道時(shí)就開(kāi)采完畢。減少受礦壓影響的巷道的服務(wù)年限，在未壓裂壓碎巷道時(shí)就開(kāi)采完畢。4 4、合理的通風(fēng)系統(tǒng)合理的通風(fēng)系統(tǒng)火災(zāi)三要素是同時(shí)具備：火災(zāi)三要素是同時(shí)具備：可燃物、熱源、供氧；可燃物、熱源、供氧；自燃四要素是同時(shí)具備：自燃四要素是同時(shí)具

26、備：自燃傾向性、蓄熱環(huán)境、供氧、氧化時(shí)間。自燃傾向性、蓄熱環(huán)境、供氧、氧化時(shí)間。 因此，無(wú)論是火災(zāi)或是自然，都要有良好的通風(fēng)供氧條件。合理的通因此，無(wú)論是火災(zāi)或是自然，都要有良好的通風(fēng)供氧條件。合理的通風(fēng)系統(tǒng)就是要盡量減少向采空區(qū)、煤柱等的漏風(fēng)供氧條件。風(fēng)系統(tǒng)就是要盡量減少向采空區(qū)、煤柱等的漏風(fēng)供氧條件。合理的通風(fēng)系統(tǒng)是指合理的通風(fēng)系統(tǒng)是指 ：通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)合理、通風(fēng)構(gòu)筑物布置合理、通風(fēng)壓力分布合理。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)合理、通風(fēng)構(gòu)筑物布置合理、通風(fēng)壓力分布合理。 1 1）通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)合理通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)合理 指通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、通風(fēng)動(dòng)力與網(wǎng)絡(luò)的匹配合理。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)要簡(jiǎn)單，指通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、通風(fēng)動(dòng)力與網(wǎng)絡(luò)的匹配合理。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)要

27、簡(jiǎn)單，采用并聯(lián)通風(fēng)。采用并聯(lián)通風(fēng)。 2 2）通風(fēng)構(gòu)筑物布置合理通風(fēng)構(gòu)筑物布置合理 通風(fēng)構(gòu)筑物布置應(yīng)以不引起采空區(qū)或火區(qū)進(jìn)、回風(fēng)密閉兩側(cè)風(fēng)壓增通風(fēng)構(gòu)筑物布置應(yīng)以不引起采空區(qū)或火區(qū)進(jìn)、回風(fēng)密閉兩側(cè)風(fēng)壓增高為高為原則原則。 3 3）通風(fēng)壓力分布合理通風(fēng)壓力分布合理 通風(fēng)壓力合理分配：通風(fēng)壓力合理分配：3 3：3 3：4 4或或3 3：2 2：5 5?；仫L(fēng)阻力不要超過(guò)?；仫L(fēng)阻力不要超過(guò)50%50%，總，總壓力不要超過(guò)壓力不要超過(guò)3000Pa(300mmH3000Pa(300mmH2 2O)O) 無(wú)煤柱開(kāi)采是六十年代開(kāi)始，七十年代發(fā)展成熟的一項(xiàng)技術(shù)，無(wú)煤無(wú)煤柱開(kāi)采是六十年代開(kāi)始，七十年代發(fā)展成熟的一項(xiàng)技

28、術(shù)，無(wú)煤柱開(kāi)采方法不僅巳經(jīng)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，而且在防止煤柱自然發(fā)柱開(kāi)采方法不僅巳經(jīng)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，而且在防止煤柱自然發(fā)火方面，在不少礦區(qū)也巳取得成效。鶴崗新一礦統(tǒng)計(jì)，區(qū)段煤柱發(fā)火占總火方面，在不少礦區(qū)也巳取得成效。鶴崗新一礦統(tǒng)計(jì)，區(qū)段煤柱發(fā)火占總發(fā)火次數(shù)的發(fā)火次數(shù)的55.655.6，可是自，可是自7575年試行無(wú)煤柱開(kāi)采的地區(qū)安全回采五年多無(wú)年試行無(wú)煤柱開(kāi)采的地區(qū)安全回采五年多無(wú)自然發(fā)火事故。棗莊柴里煤礦在開(kāi)采自燃較為嚴(yán)重的特厚煤中也試行了無(wú)自然發(fā)火事故。棗莊柴里煤礦在開(kāi)采自燃較為嚴(yán)重的特厚煤中也試行了無(wú)煤柱開(kāi)采，獲得了沿空掘巷有助于防止自燃的結(jié)論。煤柱開(kāi)采，獲得了沿空掘巷有

29、助于防止自燃的結(jié)論。 取消煤柱，消除了自然發(fā)火的根源，這是無(wú)煤柱開(kāi)采能夠有助于防取消煤柱，消除了自然發(fā)火的根源，這是無(wú)煤柱開(kāi)采能夠有助于防止自燃的關(guān)鍵所在。止自燃的關(guān)鍵所在。 在特厚煤層的開(kāi)采中，將水平大巷在特厚煤層的開(kāi)采中，將水平大巷、采區(qū)上山采區(qū)上山、區(qū)段集中運(yùn)輸和回區(qū)段集中運(yùn)輸和回風(fēng)巷均布置在煤層底板巖石里，采用垮越回采，取消水平大巷煤柱，采區(qū)風(fēng)巷均布置在煤層底板巖石里，采用垮越回采，取消水平大巷煤柱，采區(qū)上上( (下下) )山煤柱，采用沿空留巷或掘巷，取消區(qū)段煤柱，采區(qū)區(qū)間煤柱山煤柱，采用沿空留巷或掘巷，取消區(qū)段煤柱，采區(qū)區(qū)間煤柱，采采用傾斜長(zhǎng)壁仰斜推進(jìn)、間隔跳采等措施，并輔以巷旁隔離

30、用傾斜長(zhǎng)壁仰斜推進(jìn)、間隔跳采等措施，并輔以巷旁隔離、采空區(qū)灌采空區(qū)灌漿、漿、停采線局部區(qū)域灌漿充填停采線局部區(qū)域灌漿充填、及時(shí)封閉、均壓通風(fēng)等措施，則采空區(qū)自然發(fā)及時(shí)封閉、均壓通風(fēng)等措施，則采空區(qū)自然發(fā)火是可以完全控制的?；鹗强梢酝耆刂频摹?無(wú)煤柱開(kāi)采存在的問(wèn)題：無(wú)煤柱開(kāi)采存在的問(wèn)題： 1 1）采空區(qū)有害氣體的涌出；）采空區(qū)有害氣體的涌出； 2 2）發(fā)生火災(zāi)后不易封閉。）發(fā)生火災(zāi)后不易封閉。5 5、推廣無(wú)煤柱開(kāi)采、推廣無(wú)煤柱開(kāi)采 1 1）礦井應(yīng)采用）礦井應(yīng)采用“由外向里由外向里”的開(kāi)采方式的開(kāi)采方式 過(guò)去的一些礦井，由于過(guò)分的強(qiáng)調(diào)快出煤、早出煤的要求，以致在中央過(guò)去的一些礦井，由于過(guò)分的強(qiáng)調(diào)

31、快出煤、早出煤的要求，以致在中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，開(kāi)采易自燃的厚煤層礦井，主付井筒貫通之后，就在靠近并列式通風(fēng)系統(tǒng)，開(kāi)采易自燃的厚煤層礦井，主付井筒貫通之后，就在靠近衛(wèi)業(yè)廣場(chǎng)煤柱邊緣市置工作面采煤。隨著回采的推進(jìn)和擴(kuò)展，大片采空區(qū)遺衛(wèi)業(yè)廣場(chǎng)煤柱邊緣市置工作面采煤。隨著回采的推進(jìn)和擴(kuò)展，大片采空區(qū)遺留在通風(fēng)的高負(fù)壓區(qū)段，漏風(fēng)很難杜絕，以致自燃火災(zāi)頻頻發(fā)生，生產(chǎn)十分留在通風(fēng)的高負(fù)壓區(qū)段，漏風(fēng)很難杜絕，以致自燃火災(zāi)頻頻發(fā)生，生產(chǎn)十分被動(dòng)。被動(dòng)。 因此，在中央并列式通風(fēng)的礦井，開(kāi)采易燃煤層時(shí)最好采用由邊界后退因此，在中央并列式通風(fēng)的礦井，開(kāi)采易燃煤層時(shí)最好采用由邊界后退的開(kāi)采順序。的開(kāi)采順序。 6 6、

32、堅(jiān)持正常的回采順序、堅(jiān)持正常的回采順序 厚煤層開(kāi)采，應(yīng)先采上分層后采下分層。厚煤層開(kāi)采，應(yīng)先采上分層后采下分層。 煤層群開(kāi)采，有的礦井單純追求近期效益，常常是先吃煤層群開(kāi)采，有的礦井單純追求近期效益，常常是先吃“肥肉肥肉”后后啃啃“骨頭骨頭”，就是說(shuō)違背正常的自上而下依次開(kāi)采的順序，先采厚煤層，就是說(shuō)違背正常的自上而下依次開(kāi)采的順序，先采厚煤層，后采薄及中厚煤層，以致破壞了上下鄰近煤層的完整性，為日后開(kāi)采防后采薄及中厚煤層，以致破壞了上下鄰近煤層的完整性，為日后開(kāi)采防止自然發(fā)火制造了困難。止自然發(fā)火制造了困難。 2 2）煤層應(yīng)采用）煤層應(yīng)采用“由上向下由上向下”的開(kāi)采方式的開(kāi)采方式厚煤層由上向

33、下開(kāi)采厚煤層由上向下開(kāi)采煤層群由前向后開(kāi)采煤層群由前向后開(kāi)采4 4）工作面應(yīng)采用后退式）工作面應(yīng)采用后退式 更有甚者，一個(gè)工作面沿走更有甚者，一個(gè)工作面沿走向提腰斬?cái)?，分成二個(gè)工作面，向提腰斬?cái)?，分成二個(gè)工作面，同時(shí)開(kāi)采。一前一后，產(chǎn)量成倍同時(shí)開(kāi)采。一前一后，產(chǎn)量成倍增長(zhǎng)。但是巷道難以維護(hù)，前部增長(zhǎng)。但是巷道難以維護(hù)，前部工作面采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，后部工工作面采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，后部工作面無(wú)風(fēng)，采空區(qū)內(nèi)遺留孤島煤作面無(wú)風(fēng)，采空區(qū)內(nèi)遺留孤島煤柱。這就為自然發(fā)火創(chuàng)造了條件。柱。這就為自然發(fā)火創(chuàng)造了條件。3 3）區(qū)段應(yīng)采用）區(qū)段應(yīng)采用“由上向下由上向下”的開(kāi)采的開(kāi)采方式方式上山采區(qū)正常的回采順序應(yīng)該是先采上

34、區(qū)上山采區(qū)正常的回采順序應(yīng)該是先采上區(qū)段，后采下區(qū)段，下山采區(qū)價(jià)恰相反。然段，后采下區(qū)段，下山采區(qū)價(jià)恰相反。然而由于采掘失調(diào)，生產(chǎn)工作面接替緊張，而由于采掘失調(diào)，生產(chǎn)工作面接替緊張，又單純追求快出煤，以致在有的礦井出現(xiàn)又單純追求快出煤，以致在有的礦井出現(xiàn)反其道而行的現(xiàn)象。其結(jié)果是上反其道而行的現(xiàn)象。其結(jié)果是上( (下下) )山巷山巷道維護(hù)在采空區(qū)內(nèi)，斷面受壓縮小，通風(fēng)道維護(hù)在采空區(qū)內(nèi)，斷面受壓縮小，通風(fēng)阻力增大，采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，自然發(fā)火頻阻力增大，采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，自然發(fā)火頻繁。繁。區(qū)段區(qū)段“由上向下由上向下”開(kāi)采開(kāi)采工作面應(yīng)采用后退式工作面應(yīng)采用后退式工作面沿走向提腰斬?cái)喙ぷ髅嫜刈呦蛱嵫鼣財(cái)? 7、防止漏風(fēng)、防止漏風(fēng) 漏風(fēng)