采空區(qū)煤自燃防控技術(shù)創(chuàng)新對(duì)綜放面臨時(shí)停采的影響研究

摘 要：綜放開采工藝下采空區(qū)遺煤自燃危險(xiǎn)性突出，在工作面需要臨時(shí)停采時(shí)采空區(qū)煤自燃防控顯的尤為重要。以王洼二礦115032綜放面為工程背景，通過實(shí)驗(yàn)得到煤自燃極限參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)采空區(qū)浮煤厚度、氧氣濃度和漏風(fēng)強(qiáng)度的分布，確定煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域分布，最終制定出綜放面臨時(shí)停采防火措施。結(jié)果表明，115032綜放面煤最短自然發(fā)火期為22 d，得到了極限浮煤厚度、下限氧濃度及上限漏風(fēng)強(qiáng)度的變化規(guī)律，浮煤厚度在40 ℃時(shí)出現(xiàn)極大值，浮煤厚度為0.35 m，溫度在40 ℃時(shí)，下限氧濃度值為25.42%，上限漏風(fēng)強(qiáng)度為負(fù)值，此時(shí)煤是不會(huì)發(fā)生蓄熱自燃；明確了綜放面采空區(qū)煤自燃“三帶”范圍，散熱帶距工作面3～18 m以內(nèi)，窒息帶距工作面73～105 m以上，氧化升溫帶位于散熱帶及窒息帶之間；當(dāng)工作面臨時(shí)停采時(shí)，結(jié)合采空區(qū)煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域，在臨時(shí)封閉前、臨時(shí)封閉期間及臨時(shí)封閉后采取了針對(duì)性的防火措施。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐結(jié)果表明，115032綜放面回風(fēng)巷、上隅角與采空區(qū)氧氣濃度均保持較低濃度，臨時(shí)密閉的防火措施取得很好效果，為相似工作面采空區(qū)煤自燃防控提供理論、實(shí)驗(yàn)與技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：綜放開采；煤自燃；三帶；臨時(shí)停采；防火

中圖分類號(hào)：TD 752.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7312（2023）03-0349-07

The Influence of Technology Innovation of Coal Spontaneous Combustion Prevention and Control on Stoppage of Fully Mechanized Caving in Goaf

MA Teng1，2

（1.School of Safety Science and Engineering，Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China；

2.Post-Doctoral Research Center of Mining Engineering，Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China）

Abstract：The risk of spontaneous combustion of coal in goaf is prominent under fully mechanized caving mining technology.The prevention and control of spontaneous combustion of coal in goaf is particularly important when the working face needs temporary stoping.Based on the engineering background of 115032 fully mechanized caving face of Wangwa No.2 Mine，the limit parameters of coal spontaneous combustion are obtained by experiments.Combined with the distribution of floating coal thickness，oxygen concentration and air leakage intensity in the goaf，the distribution of coal spontaneous combustion danger area is determined，and finally the temporary stop-mining fire prevention measures are worked out.The results show that the minimum spontaneous ignition period of 115032 fully mechanized caving face coal is 22 days，and the variation rules of ultimate floating coal thickness，lower limit oxygen concentration and upper limit air leakage intensity are obtained.The maximum value of floating coal thickness occurs at 40 ℃.When the thickness of float coal is 0.35 m and the temperature is 40 ℃，the lower limit oxygen concentration value is 25.42% and the upper limit air leakage intensity is negative，the coal will not generate heat storage spontaneous combustion.“Three zones” of spontaneous combustion of coal in fully mechanized caving face are defined.The dispersion zone is within 3～18 m from the working face，the asphyxiation zone is above 73～105 m from the working face，and the oxidation heating zone is between the dispersion zone and the asphyxiation zone.When the working face stops mining temporarily，the targeted fire prevention measures are taken in each stage of temporary closure according to the coal spontaneous combustion danger area in the goaf.The field results show that the oxygen concentration in the air return roadway，upper corner and goaf of 115032 fully mechanized caving face maintains a low concentration.The temporary closed fire prevention measures have achieved good results，providing theoretical，experimental and technical reference for the prevention and control of spontaneous combustion of coal in similar working face.

Key words：fully mechanized caving mining；coal spontaneous combustion；three zones；temporary stoppage；fire prevention.

0 引言

我國能源資源稟賦特點(diǎn)為富煤、貧油與少氣，安全可靠的能源供應(yīng)事關(guān)我國現(xiàn)代化建設(shè)全局，在短期內(nèi)煤炭仍然為我國主導(dǎo)能源和重要戰(zhàn)略材料[1-2]。我國90%以上開采煤層自燃傾向性均為易自燃或自燃，煤自燃火災(zāi)嚴(yán)重威脅井下煤炭的安全開采與工人的生命健康[3-4]。煤礦開采方式是影響煤炭自燃的主要因素之一，其中綜放開采煤自燃危險(xiǎn)性尤為突出[5]。煤層選擇綜放開采時(shí)，兩巷頂煤放出率較低，采空區(qū)兩道留有較大遺煤量。同時(shí)，綜放開采加劇了采空區(qū)的漏風(fēng)，為采空區(qū)遺煤提供了持續(xù)供氧環(huán)境，遺煤自燃危險(xiǎn)性增加，嚴(yán)重威脅工作面安全高效生產(chǎn)[6-8]。國家礦山安全監(jiān)察局為深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于安全生產(chǎn)和應(yīng)急管理的重要論述，2021年印發(fā)最新的《煤礦防滅火細(xì)則》，規(guī)定在開采容易自燃和自燃煤層時(shí)，必須制定防治采空區(qū)自然發(fā)火的技術(shù)措施。

掌握采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域分布規(guī)律是煤自燃防控的前提，準(zhǔn)確判定工作面開采過程中采空區(qū)自燃“三帶”分布特征對(duì)井下煤自然發(fā)火預(yù)防至關(guān)重要[9-12]。諸多學(xué)者在采空區(qū)煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行了大量研究，主要依據(jù)采氧濃度、漏風(fēng)風(fēng)速及溫度上升速率，將采空區(qū)自燃“三帶”分為自燃帶、氧化升溫帶與窒息帶。李宗翔等將采空區(qū)氧濃度擴(kuò)散方程進(jìn)行計(jì)算求解，闡明氧濃度空間分布規(guī)律，得到了采空區(qū)煤自燃氧化升溫帶范圍[13]。曹鏡清等現(xiàn)場(chǎng)布置束管及溫度檢測(cè)裝置，通過每天檢測(cè)采空區(qū)一氧化碳、氧氣及溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合氧氣濃度及升溫速率曲線，劃分了采空區(qū)煤自燃“三帶”[14]。徐宇等基于連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程和濃度方程建立采空區(qū)多物理場(chǎng)耦合模型，分析了采空區(qū)氧氣和瓦斯?jié)舛确植家?guī)律，得到了采空區(qū)復(fù)合致災(zāi)隱患區(qū)域[15]。物理相似模擬在一定程度上能夠還原井下采空區(qū)實(shí)際條件，基于大型煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠較為真實(shí)地反映煤自燃發(fā)火過程，為采空區(qū)確定煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域提供新途徑。

為此，以王洼二礦115032綜放工作面為研究對(duì)象，采用大型煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)得到煤自燃極限參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，劃出綜放面采空區(qū)煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域，并應(yīng)用綜合防滅火技術(shù)對(duì)綜放面臨時(shí)停采期間煤自燃進(jìn)行防治，以期為綜放工藝下采空區(qū)煤自燃災(zāi)害防控提供理論指導(dǎo)。

1 工作面概況及研究方法

1.1 工作面概況

王洼二礦5號(hào)煤層為特厚煤層，上分層115031面為綜采方法，采高為3.3 m，在支架掩護(hù)梁下鋪設(shè)雙層機(jī)織經(jīng)緯網(wǎng)做下分層115032工作面的假頂。下分層115032面采用放頂煤采煤方法，采高為3.3 m，放2.2 m，工作面南北走向長(zhǎng)1 460 m，東西傾斜長(zhǎng)189 m，工作面在0～1 000 m為西東傾向，煤層傾角為5°～28°，由于受F7斷層影響造成工作面1 000～1 460 m范圍內(nèi)煤層傾向發(fā)生變化，由傾向西東變?yōu)閮A向東西，傾角為5°～12°，采用U型后退式通風(fēng)。以王洼二礦下分層115032綜放面為研究背景，其空間分布如圖1所示。

1.2 大型煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)

通過“XK-Ⅶ”大型煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)，將王洼二礦115032綜放面的煤樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。爐內(nèi)共布置了131個(gè)熱敏電阻測(cè)溫探頭和40個(gè)氣體采樣點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)位置分布采用笛卡爾坐標(biāo)系，以爐體中軸線為原點(diǎn)，東南西北為徑向，每隔0.2 m進(jìn)行布置。采集綜放面2.0 t塊煤，將煤樣進(jìn)行密封處理并運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室。通過鄂式破碎機(jī)進(jìn)行破碎塊煤，然后將破碎煤樣裝入實(shí)驗(yàn)爐，先通入干空氣，最后開始進(jìn)行模擬煤自燃實(shí)驗(yàn)。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集

現(xiàn)場(chǎng)在進(jìn)﹑回風(fēng)側(cè)各布置3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)間隔為35 m，觀測(cè)束管外側(cè)用2寸鋼管作為保護(hù)措施，為了防止采空區(qū)積水與煤體垮落堵塞擠壓探頭，對(duì)探頭處抬高1.5 m。隨著工作面回采，每日采用負(fù)壓抽氣泵抽氣注入球形氣囊，并將氣囊在地面氣相色譜檢測(cè)分析，同時(shí)記錄工作面日推進(jìn)度。

2 結(jié)果及討論

2.1 煤自然發(fā)火極限參數(shù)

王洼二礦115032綜放面煤在實(shí)驗(yàn)爐內(nèi)煤溫從28.3? ℃開始升溫，經(jīng)過一段時(shí)間氧化后，煤溫升到170 ℃時(shí)實(shí)驗(yàn)停止，實(shí)驗(yàn)得到王洼二礦綜放面煤樣的最短自然發(fā)火期為20 d，按照礦井實(shí)際25 ℃來計(jì)算混合煤樣的實(shí)際最短自然發(fā)火期為22 d。在實(shí)驗(yàn)過程中，煤自燃受到浮煤厚度、氧濃度及漏風(fēng)強(qiáng)度因素的制約，井下采空區(qū)需要滿足煤自燃極限參數(shù)，才會(huì)出現(xiàn)煤自然發(fā)火現(xiàn)象。

2.1.1 極限浮煤厚度

當(dāng)堆積浮煤的厚度低于某個(gè)值時(shí)，其浮煤自身產(chǎn)生的熱量剛好都被散失，該值就是最小浮煤厚度。在采空區(qū)現(xiàn)場(chǎng)，最小浮煤厚度主要受浮煤放熱強(qiáng)度、漏風(fēng)強(qiáng)度和煤巖溫度3個(gè)因素的影響，而現(xiàn)場(chǎng)這3個(gè)條件均為定值，所以最小浮煤厚度為一個(gè)確定值，計(jì)算見式（1）[16]。

式中：hmin為最小浮煤厚度，m；Tc為煤體溫度，℃；Ty為巖體溫度，℃；q（Tc）為煤溫為Tc時(shí)的煤體放熱強(qiáng)度，J·s-1·cm-3。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算出的數(shù)據(jù)代入公式（1），得到不同溫度、漏風(fēng)強(qiáng)度下30～170 ℃時(shí)的115032綜放面煤的最小浮煤厚度值如圖2所示。

由圖2可知，隨著115032綜放面煤的漏風(fēng)強(qiáng)度逐漸增大時(shí)，煤樣產(chǎn)生的熱量被風(fēng)量帶走，煤達(dá)不到蓄熱條件。若要蓄熱自燃就要求極限浮煤厚度相應(yīng)增大，而綜放面煤的浮煤厚度在40 ℃時(shí)出現(xiàn)了極大值，表明115032綜放面煤溫超過40 ℃后，隨著遺煤溫度升高，最小浮煤厚度逐漸減小。

2.1.2 下限氧濃度

氧氣是煤自燃一個(gè)重要的因素，一般氧氣濃度越大，煤氧復(fù)合反應(yīng)越強(qiáng)烈，放熱強(qiáng)度也相應(yīng)變大，當(dāng)氧氣濃度低于某個(gè)極值時(shí)，松散煤體與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的熱量等于煤體散發(fā)的熱量時(shí)，這個(gè)值就被稱為下限氧濃度。在現(xiàn)場(chǎng)采空區(qū)實(shí)際情況下，影響下限氧濃度的參數(shù)均為定值，所以現(xiàn)場(chǎng)采空區(qū)浮煤的下限氧濃度為一個(gè)確定值，見式（2）[16]。

式中：Cmin為下限氧濃度，%；C0為新鮮分流中氧的濃度，C0=21%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算出的結(jié)果代入式（2），可得出煤體溫度為30～170 ℃時(shí)115032綜放面煤的下限氧濃度值如圖3所示。

從圖3中可知，當(dāng)115032綜放面煤的浮煤逐漸增厚時(shí)，浮煤更易于蓄熱，所需氧氣濃度就變小。煤樣的浮煤厚度在0.35 m，浮煤溫度在40 ℃時(shí)候，下限氧濃度值為25.42%，高于空氣中21%的氧濃度，遺煤不具備自燃條件。但煤溫超過40 ℃時(shí)，隨著煤溫升高，下限氧濃度值逐漸降低。

2.1.3 上限漏風(fēng)強(qiáng)度

對(duì)于固定厚度的松散煤體，當(dāng)漏風(fēng)強(qiáng)度達(dá)到某個(gè)極值時(shí)，其浮煤自身產(chǎn)生的熱量剛都被風(fēng)流散失，這個(gè)值稱為上限漏風(fēng)強(qiáng)度。在現(xiàn)場(chǎng)采空區(qū)實(shí)際情況下，影響上限漏風(fēng)強(qiáng)度的參數(shù)為定值，所以現(xiàn)場(chǎng)采空區(qū)浮煤的下限氧濃度為一個(gè)確定值，計(jì)算式見式（3）[16]。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算出的結(jié)果代入式（3），可得出煤體溫度為30～170 ℃時(shí)115032綜放面煤的上限漏風(fēng)強(qiáng)度值如圖4所示。

從圖4中可知，隨著115032綜放面煤樣的浮煤逐漸增厚，上限漏風(fēng)強(qiáng)度成增加趨勢(shì)。煤樣的浮煤厚度為0.35 m，煤溫30 ℃及40 ℃時(shí)，上限漏風(fēng)強(qiáng)度出現(xiàn)負(fù)值，表明煤的復(fù)合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量全都被風(fēng)流散失，浮煤不會(huì)發(fā)生蓄熱升溫而發(fā)生自燃。115032綜放面煤溫在40 ℃時(shí)，上限漏風(fēng)強(qiáng)度值最小。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)觀測(cè)結(jié)果

2.2.1 工作面浮煤厚度分布

采空區(qū)松散煤體堆積到一定浮煤厚度，在合適的漏風(fēng)強(qiáng)度時(shí)，采空區(qū)遺煤有充足的氧氣供應(yīng)，同時(shí)沒有帶走過多的熱量，達(dá)到蓄熱環(huán)境，引發(fā)煤自然發(fā)火。115032綜放面采空區(qū)浮煤分布復(fù)雜，不能準(zhǔn)確測(cè)量到具體浮煤厚度，只能通過間接推算出浮煤分布情況。通過測(cè)試煤層頂煤厚度，每天推進(jìn)速度、工作面長(zhǎng)度及出煤量，計(jì)算出115032綜放面采空區(qū)浮煤量。115032綜放面采空區(qū)浮煤厚度分布如圖5所示。

2.2.2 采空區(qū)氧氣濃度分布

根據(jù)115032綜放面進(jìn)、回風(fēng)巷的氣體及推進(jìn)速度數(shù)據(jù)，繪制出115032綜放面采空區(qū)O2與CO濃度的變化情況如圖6所示。

由圖6可知，隨著115032綜放工作面回采，進(jìn)、回風(fēng)巷束管觀測(cè)點(diǎn)埋入采空區(qū)的深度不斷加深，觀測(cè)到的O2濃度整體呈現(xiàn)不斷下降趨勢(shì)，CO濃度變化趨勢(shì)為先上升后下降。在進(jìn)風(fēng)側(cè)的束管觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)入采空區(qū)30 m時(shí)，O2濃度為18%，CO濃度開始緩慢增加，當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)入采空區(qū)75 m時(shí)，CO濃度達(dá)到峰值，隨后開始下降，當(dāng)測(cè)點(diǎn)氧氣濃度低于4%時(shí)，進(jìn)風(fēng)側(cè)停止觀測(cè)。在回風(fēng)側(cè)的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)去采空區(qū)20m時(shí)，O2濃度從21%降至18%，隨著檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)入采空區(qū)42 m時(shí)，CO濃度從逐漸上升轉(zhuǎn)為下降，在氧氣濃度為4%時(shí)，停止了氣體觀測(cè)。從進(jìn)、回風(fēng)側(cè)O2及CO濃度變化規(guī)律，可知115032綜放面采空區(qū)遺煤自燃區(qū)域程度不同。

2.2.3 采空區(qū)漏風(fēng)強(qiáng)度分布規(guī)律

采用氧氣濃度測(cè)算法反推漏風(fēng)強(qiáng)度，當(dāng)松散煤體內(nèi)漏風(fēng)強(qiáng)度恒定不變時(shí)，可求出漏風(fēng)強(qiáng)度與氧濃度關(guān)系[16]。

從圖8可以看出，115032綜放面采空區(qū)散熱帶的分布范圍在采空區(qū)內(nèi)距離工作面3～18 m，在采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)處由于漏風(fēng)相對(duì)較大，散熱帶范圍相對(duì)較深，回風(fēng)側(cè)由于漏風(fēng)較少，散熱帶較淺。窒息帶在距離工作面73～105 m以上的采空區(qū)深部，在回風(fēng)側(cè)窒息帶的深度相對(duì)較淺，約為73 m，在進(jìn)風(fēng)順槽窒息帶的深度相對(duì)較深，可達(dá)105 m左右。氧化升溫帶位于散熱帶及窒息帶之間，即煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域。

3 綜放面臨時(shí)停采煤自燃防火技術(shù)

在回采遇到斷層、設(shè)備故障或其他特殊原因，工作面需要臨時(shí)停采時(shí)，需要做好防治臨時(shí)停采期間煤自然發(fā)火。針對(duì)115032綜放面采空區(qū)煤自燃分布規(guī)律，采取的具體防治措施如下。

3.1 臨時(shí)封閉前

根據(jù)115032綜放面采空區(qū)煤自燃“三帶”分布情況，在工作面停采前20 m時(shí)，開始進(jìn)行臨時(shí)封閉前煤自燃預(yù)防措施。首先，在回風(fēng)巷上隅角處鋪設(shè)注漿管路，在進(jìn)風(fēng)巷隅角處鋪設(shè)注漿和注氮管路，分別將注氮和注漿管路出口抬高1 m，并進(jìn)行加固與保護(hù)。然后，在回風(fēng)巷上隅角鋪設(shè)束管觀測(cè)管路，采用鋼管保護(hù)束管且抬高距離地面2 m，防治采空區(qū)水或者漿液影響束管數(shù)據(jù)采集。最后，在進(jìn)、回側(cè)隅角距離注氮、注漿及觀測(cè)口1 m的位置，分別采用黃土沙袋進(jìn)行構(gòu)筑隔離帶，隔離帶高低緊接頂板及底板，左右緊靠煤柱及支架側(cè)幫，起到防治漿液外溢及漏風(fēng)作用。臨時(shí)密閉前的防火施工布置如圖9所示。

3.2 臨時(shí)封閉期間

當(dāng)工作面停采時(shí)，進(jìn)行臨時(shí)封閉期間的防滅火措施。首先在上、下隅角處構(gòu)筑隔離帶，實(shí)施方法及材料與臨時(shí)封閉前的隔離帶相同，起到堵漏風(fēng)作用，同時(shí)在上隅角及回風(fēng)巷布置觀測(cè)束管。其次在進(jìn)風(fēng)巷距離工作面100 m處，巷道頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定、無片幫及漏頂?shù)痊F(xiàn)象，采用沙袋、磚塊等不燃性材料構(gòu)筑密閉墻。再次在下巷密閉墻構(gòu)筑完成后，開啟局部通風(fēng)機(jī)，計(jì)算得到該巷道通風(fēng)最低風(fēng)量不低于225 m3/min。從次，在回風(fēng)巷距離工作面100 m處，采用進(jìn)風(fēng)巷相同的方法構(gòu)筑一道密閉墻。最后通過預(yù)埋的注漿與注氮管，進(jìn)行注漿及注氮降低采空區(qū)氧氣濃度。黃泥稠化膠體配比為黃泥與水的比例為1∶1～1∶4，漿液中懸浮劑的添加量為1‰～5‰（質(zhì)量比），壓注黃泥稠化膠體量為400～500 m3。氮?dú)饧兌炔恍∮?8%，連續(xù)壓注24? h。施工布置如圖10所示。

3.3 臨時(shí)封閉后

針對(duì)115032綜放面采空區(qū)遺煤易自燃的情況，需加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)密閉內(nèi)指標(biāo)氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。因此，安排專班人員每天對(duì)3條預(yù)埋束管觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行氣體觀測(cè)，制作各類指標(biāo)氣體隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)圖，一旦發(fā)現(xiàn)異常，開始加強(qiáng)氣體觀測(cè)頻率，及時(shí)開啟防火措施，達(dá)到抑制采空區(qū)遺煤自燃的目的。

3.4 臨時(shí)密閉防火效果

在臨時(shí)密閉期間，對(duì)115032綜放面回風(fēng)巷、上隅角與采空區(qū)3個(gè)位置的氣體成分及濃度進(jìn)行色譜分析，均未檢測(cè)到CO、C2H4和C2H6指標(biāo)性氣體，但得到了O2濃度隨時(shí)間變化規(guī)律，如圖11所示。

由圖11可知，對(duì)115032綜放面進(jìn)行臨時(shí)停采防火措施后，回風(fēng)巷、上隅角與采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度先下降明顯，后均保持在一定較低濃度，整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，說明115032綜放面實(shí)施防火措施后，封閉區(qū)域內(nèi)均未出現(xiàn)漏風(fēng)，氧氣濃度逐漸被氮?dú)庀♂專罱K致使氧氣濃度保持在一個(gè)較低水平，預(yù)防了采空區(qū)遺煤自燃。結(jié)果表明，115032綜放面臨時(shí)停采防火措施取得了很好的效果，具有較高的工程借鑒意義。

4 結(jié)論

1）115032綜放面煤最短自然發(fā)火期為22 d，掌握了其極限浮煤厚度、下限氧濃度及上限漏風(fēng)強(qiáng)度的變化規(guī)律。浮煤厚度在40 ℃時(shí)出現(xiàn)極大值，浮煤厚度為0.35 m，溫度在40 ℃時(shí)，下限氧濃度值為25.42%，上限漏風(fēng)強(qiáng)度為負(fù)值，此時(shí)煤是不會(huì)發(fā)生蓄熱自燃。

2）115032綜放面散熱帶在采空區(qū)內(nèi)距離工作面3～18 m，窒息帶在距離工作面73～105 m以上的采空區(qū)深部，散熱帶及窒息帶中間范圍為氧化升溫帶，即煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域。受漏風(fēng)影響，采空區(qū)散熱帶、煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域及窒息帶均為進(jìn)風(fēng)測(cè)較深，回風(fēng)側(cè)較淺。

3）針對(duì)綜放面臨時(shí)停采時(shí)，結(jié)合采空區(qū)煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域，在臨時(shí)封閉前、臨時(shí)封閉期間及臨時(shí)封閉后采取了針對(duì)性的防火措施。分析115032綜放面回風(fēng)巷、上隅角與采空區(qū)3個(gè)位置的氣體濃度，得到臨時(shí)密閉防火取得很好的效果，具有較高的工程借鑒價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：張江）

收稿日期：2023-02-16

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（52204238）；陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃青年項(xiàng)目（2022JQ-446）；陜西省教育廳青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研計(jì)劃項(xiàng)目（22JP046）

作者簡(jiǎn)介：馬騰（1990—），男，陜西榆林人，博士，講師，主要從事煤火災(zāi)害防控方面的研究工作。