甘肃煤炭工程学校矿井安全技术教案：第三章 矿井火灾防治02.doc

第二节 开采技术预防自燃发火 开采有自燃发火危险的煤层时，正确的选择开拓系统和开采方法是提高矿井先天防火能力的关键措施。过去有些矿区由于开拓系统不正确，采煤方法不合理，自燃火灾不断出现，甚至有的矿区造成了“火烧联营”的局面，严重地影响了生产。后来，改革了开拓系统和采煤方法，扑灭了老火区。从根本上解决了减少了煤炭自燃发火的内在因素，从而大大减少了发火次数，解放了因有自燃火灾危险而不能开采的煤量，使生产走上正规。 一、井下易于自燃的区域 根据统计分析，采空区、煤柱、断层附近、煤巷高冒顶、煤巷巷帮和碹后、破碎带、上下隅角、地质构造破碎带和起采及停采线等地点都是自燃火灾的多发场所。其中，自燃发火发生在采空区、巷道及其他地点的分别占60 ％、29 ％和11%。 (1)采空区。自燃火区主要分布在有碎煤堆积和漏风同时存在、时间大于自燃发火期的地方。从已发生自燃的火区分布来看，多煤层联合开采和厚煤层分层开采时，采空区自燃火源多位于停采线和上、下顺槽附近，即所谓的“两道一线”；中厚煤层采空区的火区大多位于停采线和进风道。当采空区有裂隙与地表或其他风路相通时，在有碎煤存在的漏风路线上都有可能发火。 (2)煤柱。尺寸偏小、服务期较长、受采动压力影响的煤柱，容易压酥碎裂，其内部产生自燃发火。鹤岗新一矿在实行无煤柱开采前，煤柱火灾占矿井总火灾55.5%。 (3)巷道顶煤。采区石门、综采放顶煤工作面沿底掘进的进回风巷等，巷道顶煤受压时间长，压酥破碎，风流渗透和扩散至内部（深处），便会发热自燃。综采放顶煤开采时上下巷顶煤发火较严重。 (4)断层和地质构造附近。工作面搬家和不正常推进以及工作面过地质构造带或破碎带都是煤自燃发生频率较高的区域。 二、开拓开采技术预防自燃发火的措施 从防止矿井自燃发火的角度出发，开拓开采技术总的要求是：①提高回采率，减少丢煤，即减少或消除自燃的物质基础。②限制或阻止空气流入和渗透至疏松的煤体，消除自燃的供氧条件。对此，可从两方面着手：一是消除漏风通道；二是减小漏风压差。③使流向可燃物质的漏风，在数量上限制在不燃风量之下，在时间上限制在自燃发火期以内。为满足上述要求，通常应采取以下技术措施： 1、合理确定开拓方式 （1）尽可能采用岩石巷道。开采有自燃倾向性的煤层，应尽可能采用岩石巷道，以减少煤层切割量，降低自燃发火的可能性。对于集中运输巷和回风巷、采区上山和采区下山等服务年限长的巷道，如果布置在煤层里，一是要留下大量的护巷煤柱；二是煤层受到严重的切割，其后果是增大了煤层与空气接触的暴露面积，而且煤柱容易受压碎裂，自燃发火几率必定增加。 （2)分层巷道垂直重叠布置。厚煤层分层开采时，如果分层区段平巷采用倾斜布置的方式（内错式或外错式），容易给自燃发火留下隐患。因此，各分层巷道应采用垂直重叠方式布置，即各分层区段平巷沿铅垂线呈重叠式布置。这种布置方式的优点是：可以减小煤柱尺寸甚至不留煤柱，消除区段平巷处煤体自燃的基本条件；区段巷道受支承压力的影响较小，维护比较容易。 （3）分采分掘布置区段巷道。在倾斜煤层单一长壁工作面，过去习惯于采用双巷掘进方式，即同时掘出上区段的运输平巷和下区段的回风平巷，且在两条巷道之间的护巷煤柱中一般每隔80～100m 开一条联络巷（见图2-2-1 ）。随着工作面的推进，这些联络巷被封闭遗留在采空区内。护巷煤柱经联络巷的切割和采动的影响，极容易受压破裂，加之联络巷很难严密封闭，致使处于采空区的区段煤柱极易自燃发火。因此，从防火角度出发，区段平巷应分采分掘，即准备每一区段时只掘出本区段的区段平巷，而下区段的回风平巷等到准备下一区段时再进行掘进。同时，上下区段的区段平巷间不应掘联络巷（见图图2-2-2）。 (4)推广无煤柱开采技术。采用留煤柱护巷时，不但浪费煤炭资源，而且遗留在采空区中的煤柱也给自燃发火创造了条件。采用无煤柱护巷时，取消了煤柱，也就消除了由此带来的煤炭自燃隐患。近年来，无煤柱护巷方式已获得广泛应用，将阶段大巷和采区上（下）山设在煤层底板岩层中，采用跨越式开采，不留大巷煤柱和上（下）山煤柱；区段巷道采用沿空掘巷或沿空留巷，取消区段煤柱和采区区间煤柱等措施，对抑制煤柱自燃发火起了十分重要的作用，使自燃发火率明显降低。 在确定开拓方式和采取巷道布置时，还要考虑通有利于通风系统防火及均压放灭火等有关通风系统管理的要求。 2、选择合理的采煤方法 （1）长壁式采煤方法的巷道布置简单，采出率高，有较大的防火安全性，特别是综合机械化的长壁工作面，回采速度快、生产集中、单产高，在相同产量的条件下煤壁暴露的时间短、面积小，对于防止自燃发火非常有利。应用综合机械化采煤,这样既可提高煤炭产量,又可在空间上、时间上减少煤炭的氧化。 （2）在合理的采煤方法中也应包括合理的顶板管理方法。我国长壁式开采一般采用全部陷落法管理顶板，