淺談煤礦采空區自然發火原因分析及防治措施

（徐礦集團陜西能源化工有限公司 陜西寶雞721000）

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安全生產一直放在煤礦生產的首位，煤礦開采之后形成的采空區，是煤礦重點防護的重點，對于煤礦的采空區，需要防止自然發火的發生，本文概述了采空區自然發火的原因，同時根據自身在煤礦安全領域工作的實踐情況，總結了預防自然發火隱患的措施，希望為采空區自然發火的防治，提供一定的參考意見。

煤礦采空區自然發火防治措施

1 引言

采空區自然發火直接關系到煤礦的安全生產，因此，預防采空區自然發火非常重要，目前，采空區的自然發火主要受采場配風、相連巷道漏風、瓦斯抽放及采場地質條件等綜合作用影響，本文就采空區自然發火的原因進行了分析，并總結了相關自然發火的預防措施。

2 采空區地質條件是造成自然發火的基礎

隨著采煤工作面的不斷推進，形成了采空區，采空區在漏風的作用下，沿工作面推進方向，形成了三個區域，分別為冷卻帶，自燃氧化帶和氧氣室息帶，在這三個區域中，冷卻帶靠近采煤工作面，雖然氧氣濃度高，但是由于采空區風量大，風速高，因此，氧化反應產生的熱量不能積聚而使發生氧化的遺煤升溫，因此在冷卻帶不能發生遺煤自燃現象，自燃氧化帶在冷卻帶以里，是浮煤自然發火的易發地點，自燃氧化帶的寬度受開采煤層厚度、采場風量及對本煤層的瓦斯抽放量等因素影響，煤層越厚、采場風量、瓦斯抽放量越大，自燃氧化帶寬度越寬。采空區自燃氧化帶浮煤自燃，是采場發生自然發火事故的主要原因，氧氣室息帶處在采空區深部，在采空區深部因漏風阻力大及瓦斯、其他氣體涌出等原因原因，氧氣濃度較低，處于該區域的遺留在采空區的浮煤不能發生氧化反應。

3 采空區自然發火的原因

3.1 采空區遺煤

采空區遺煤是發生自然發火的最基本的條件，綜采工作面在準備(全部沿煤巷掘進)及回采時，由于受頂板及煤質的制約，不同程度的留有一定量的頂煤，頂板冒落破碎后造成采空區存在大量浮煤。

3.2 瓦斯抽放量過大

受對采場瓦斯抽放鉆孔、頂板瓦斯道、地面立孔等瓦斯抽放作用的影響，采空區形成工作面，采空區抽放鉆孔的漏風通路，造成采空區局部供氧條件，如果瓦斯抽放量過煤層頂板為復合層頂板，則極易造成瓦斯道、抽放鉆孔孔底，附近區域發生自然發火隱患

3.3 工作面的設置不合理

各礦在布置工作面時普遍留有輔助切巷，這樣就破壞了煤柱的完整性，采場運、順尤其是入風道硬幫煤柱，因受采場動壓作用產生裂隙，透氣性增強可吸附大量氧，易造成初期氧化升溫，如果在進入采空區之前不能及時發現并采取有效措施進行處，含有大量氧氣并有較高溫度的煤體進入采空區后，在采空區環境中同很快氧化升溫發生自燃。

3.4 不合理的開采措施造成自然發火

采場開切眼、兩順高頂煤幫等地點存在高溫發火隱患，沒有采取措施進行處理而進入采空區采場開切眼附近頂底板煤暴露時間較長，同時工作而在備采、安裝期間采場一般配風較小，巷道頂、底板及兩幫煤體具備初期氧化條件，如果初采期間工作面推進速度較慢，且配風量大，極易造成開切眼附近煤體發生自然發火事故。

3.5 對礦井采面通風系統優化工作沒有完全到位

系統風流不穩定，同時對主要通風設施管理不善，造成采空區漏風量加大。

4 采空區自然發火防治方法

我們通過分析以往采空區自燃事件的因由，并結合自身的生產經驗，總結出煤炭在滿足下列幾點條件時，能夠有效防止采空區自然發火的發生。

4.1 減少采空區漏風量

建立與采場采空區相關連的舊巷密閉、煤倉等漏風通道檢查檔案，經常進行觀測、檢查，隨時掌握各處漏風通道的入、排漏風狀態，合理調整采場范圍內通風系統，降低采場入、同風側壓差，及時維修與采空區相關連密閉，減少漏風量;沿采空區漏風通道上風側密閉注氮。

4.2 實時監測瓦斯抽放量

頂板瓦斯道、尾巷抽放因抽放時間長，抽放量大在采空區及易形成自燃條件，因此采用此種抽放方法必須要慎重，首先要合理選擇頂板瓦斯道位置，避開斷層、裂隙等構造帶，同時在抽放期間要加強對抽放氣體的檢測，如果抽放管路氧氣濃度上升必須停止工作。

4.3 合理設置工作面

開采設計要滿足礦井防火的需要;簡化巷道布置系流:合理安排開采順序;規范巷道設計布置，盡量減少各類聯絡巷，使區段巷道進行一些簡單化的布置，在工作面同采前對切眼附近頂底板，煤壁裂隙等進行防火處理，噴灑阻化劑，噴漿處理;在采場運、同順超前支護段巷道向煤壁施工注漿鉆孔，向煤體內注入阻化劑，達到防火降溫作用。

4.4 減少采空區留煤

加快采場同采速度，對工作面運、同順附近進入采空區浮煤采取防火處理，尤其是對運順附近浮煤應采取噴灑阻化劑措施。工作面過斷層時，必然要沿斷層方向在采空區形成一條遺煤帶，如果遺煤帶處在易自燃區域內，更易引發自燃，因此工作面過斷層時必須要在斷層附近采取防滅火處理措施。

4.5 降低采空區漏風量

減少采場運同順向采空區注砂步距，通過注砂濕潤、覆蓋采空區易自燃區域浮煤，同時阻隔采空區漏風通路，降低采空區漏風量。

5 結論

采煤工作面必須要采取減少采空區漏風，消除巷道高溫氧化點同時對進入采空區的浮煤采取防火處理等綜合防滅火措施，這些預防措施，歸根結底需要加強通風管理隊伍的管理，提高采空區安全管理的意識，并且不斷提高管理隊伍的業務水平，才能夠熟練的解決因地質或通風條件的變化而出現的各類事件。只有如此，才能從根本上對采空區自然發火采取有效的措施，進而避免此類事故的發生。

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■陶偉

TU998.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-413-2

陶偉（1983～），男，2006年畢業于昆明理工大學安全工程專業，中國礦業大學安全工程專業工程碩士在讀，工程師，徐礦集團陜西能源化工有限公司安全生產部通防主管，研究方向為礦井通防管理。