礦業(yè)科技科技視界科技.探索.爭鳴關于煤炭自燃及其防治的研究劉長雙(唐山馬家溝礦業(yè)有限責任公司,河北唐山063000)[摘 要]綜采放頂煤技術(shù)推廣以來,煤炭自燃發(fā)火現(xiàn)象日漸頻繁,給生產(chǎn)造成了較大的影響。本文對煤炭自燃的機理、影響因素及防治措[關鍵詞]煤炭自燃;機理;防治煤炭自燃是自然界存在的一種客觀現(xiàn)象,這種現(xiàn)象--直伴隨著煤熱能不斷與附近區(qū)域交換,預熱附近煤炭的同時也獲取了氧氣,氧化炭開采整個過程。目前,礦井煤層自燃火災仍然十分嚴重,尤其是50%生 熱持續(xù)發(fā)展并能形成熱量積聚,也有利于煤炭自燃。在向斜軸部頂以上國有重點煤礦存在自燃發(fā)火危險,特厚煤層尤為嚴重。全國每年板應 力集中帶區(qū)段煤柱采空區(qū)密閉破壞嚴重,易于漏風,自燃發(fā)火率因煤炭自燃造成的直接和間接經(jīng)濟損失近百億元。進入20世紀90年自然就高。代后由于特厚煤層綜采放頂煤高產(chǎn)高效技術(shù)的推廣,使得礦井煤層自3煤礦煤層自燃發(fā)火的防治措施燃火災頻繁出現(xiàn)。煤層自燃成為制約煤礦科技進步的主要障礙之--,因此,煤炭自燃火災的防治必領先對其自燃的原因和過程進行深人地3.1自燃發(fā)火預測預報了解然后根據(jù)煤炭自燃特性研究可行的防治對策。煤炭自燃的發(fā)生，要經(jīng)過準備階段的自熱階段然后才能達到燃燒階段。在這一過程要發(fā)生--系列的物理化學變化出現(xiàn)各種征兆,釋放1 煤炭自燃機理分析出一系列火災氣體。因此，在實際生產(chǎn)過程中,人們可以通過觀察這些煤炭自燃發(fā)火是指有自燃傾向性的煤層在開采過程中與空氣接征兆或監(jiān)測某種氣體組份變化趨勢,從而判斷煤自燃發(fā)火的態(tài)勢和進觸,發(fā)生氧化，產(chǎn)生熱量使其溫度升高,出現(xiàn)明火、煙霧， 煤油味以及超程,以 便制定和采取適當?shù)念A防和治理措施防止自燃火災的發(fā)生和發(fā)過礦井自燃發(fā)火臨界指標濃度的有毒有害氣體的現(xiàn)象。因此,煤的氧展,保證礦井安全生產(chǎn)。具體可以從以下兩點來實施?；艧崾菬崃孔园l(fā)產(chǎn)生的根源之--,也是引起煤炭自燃發(fā)火的根本原3.1.1建立束管監(jiān)測系統(tǒng)因之--。煤氧自發(fā)地復合放出熱量,該熱量在一-定的蓄熱條件下被積對煤炭自燃火災應做到早發(fā)現(xiàn)、早治理,因此應加強這方面的工聚起來，當熱量的積聚能夠滿足煤自燃過程發(fā)展的需要時,煤體溫度不作,鑒于實際情況,在危險類別的礦井中建立采空區(qū)東管監(jiān)測系統(tǒng),對斷上升,最終導致自燃。實際條件下,煤氧復合放出熱量與煤體表面活采空區(qū)氧化帶等重點部位進行跟蹤觀測,并對其規(guī)律進行研究,掌握自性結(jié)構(gòu)的種類、數(shù)量、煤體的溫度.氧氣濃度等因素有關。煤與氧作用燃發(fā)火預兆.及時進行發(fā)火預測預報,把自燃發(fā)火消滅在萌芽階段。束放出熱量引起煤溫升高,煤溫升高則煤的氧化活性增強,煤氧化反應速管監(jiān)測是利用真空泵,通過--組空心塑料管將井下檢測地點的空氣直度加快，放強度增大。煤氧復合作用只要有氧存在就能進行,氧濃度接抽至分析單元進行監(jiān)測。監(jiān)測系統(tǒng)主要由氣體采集、氣體分析和數(shù)大小只影響煤氧復合速率的大小。煤炭自燃過程是煤氧化放熱與環(huán)境據(jù)處理三部分組成。通過d6-d8mm的聚氯乙烯管將工作面回風、隅散熱這對矛盾運動發(fā)展的過程,當煤氧化放熱速率大于散熱速率時煤角、采空區(qū)等處的氣體有序地抽到分析儀器上,分析儀器完成對自燃溫上升,煤溫上升又引起氧化放熱速率增大,所以煤炭自燃是-一個復雜發(fā)火標志氣體的分析,微機采集分析器的輸出信號并進行數(shù)據(jù)處理后,的自加熱過程。提出預測預報。束管監(jiān)測系統(tǒng)能對- - 氧化碳.二氧化碳等多種氣體的實時監(jiān)測。2煤層自燃發(fā)火因素分析3.1.2 實行人工采樣監(jiān)測2.1回采工作面采空區(qū)自燃因素分析:在沒有布置束管采樣的地點可派專人利用采樣氣囊進行人工采根據(jù)氧化情況的不同,我們可以將采場分為氧化帶冷卻帶和窒樣,每天采樣 -次,并及時送至地面進行氣體分析。通過束管監(jiān)測系統(tǒng)息帶三個層次。其中,冷卻帶和窒息帶在開采過程中煤氧化所生成的及人 工取樣對工作面回風、隅角及采空區(qū)氣體成分進行分析,并與氣熱量不會儲存很長時間,從而導致熱量不會大面積積聚，因此,無論是體指標數(shù)據(jù)進行對照,如發(fā)現(xiàn)危險指標氣體,應及時采取有效措施通冷卻帶還是窒息帶,都不會有煤層自燃發(fā)火的現(xiàn)象發(fā)生。而氧化帶則過東管監(jiān)測系統(tǒng)還可對采空區(qū)“三帶”進行觀測為工作面防火提供依不同,相對于冷卻帶和窒息帶來說,氧化帶在采場中的空間位置會隨據(jù)著開采的進度逐步向工作面移動,與此同時, 氧化帶的寬度也會隨著3.2 減少采空 區(qū)漏風外界的條件而發(fā)生變化。當氧化帶 達到一定寬度的時候,回采工作面優(yōu)化通 風系統(tǒng),一般認為風量 越大對礦井安全越好,但對于自燃煤采空區(qū)就容易出現(xiàn)煤層自燃發(fā)火的現(xiàn)象。層,風量越大，越易于煤炭的氧化增加了自燃的危險。因此,在通風技術(shù)2.2 兩道兩線自燃因素分析方面,要選擇合理的通風方式,正確設置控制風流的設施,加強通風防在煤礦開采過程中,由于開采方式選擇的不同,一些方法和容易火管理,以減少漏風。采空區(qū)堵漏風,在工作面與采空區(qū)之間構(gòu)筑隔離導致遠離煤壁的采空區(qū)部分出現(xiàn)上部松動底部壓實的現(xiàn)象.這種情帶,其作用原理是增加了漏風風流的阻力減少采空區(qū)漏風量,有利于況會導致采空區(qū)漏風主要經(jīng)過上部松動的不燃性巖石空間,進回風道防止采空區(qū)自燃。 對上下隅角及支架后中尾梁之間的漏風部位要采取和停采線上覆頂板,由于煤壁的支撐作用呈懸壁梁狀態(tài)，煤壁和煤柱噴漿 、掛簾等封堵措施,減少采空區(qū)諞風。附近空間相對來說比較疏松,形成漏風通道,加上又有浮煤堆積。隨著3.3 采煤 工作面兩道兩線的自燃防治措施時間的不斷推移,這種現(xiàn)象也會越來越明顯,此外,老頂彎曲還會不斷采煤工作面兩道兩線是自燃發(fā)火的主要地點,因此對其自燃防治加大,懸壁梁狀態(tài)個做小，成小，礦山壓力不斷增高，區(qū)段煤柱以措施也得到了相關部門的高度重視。由于采煤工作面兩道兩線本身存及附近密閉逐漸遭到破壞,使漏風從小到大逐漸增加,在風流從小到在的特點,導致其在防治措施的采用上存在--些困難。因此,在實際實大增加過程中,必然有適合煤炭自燃的風流存在,只要此種風流存在施過程中,仍然要在回采過程中進行防治。首先,為了能夠有效防止進的時間足夠.煤炭就能夠自燃?；氐雷匀?在回采的時候應該在采空區(qū)兩道構(gòu)筑防火墻垛并進行注3傾斜巷道自燃的影響因素分析漿,一般來說,防火墻垛的厚度應該不低于0.5米,寬度不少于5米,傾斜巷道氧化區(qū)溫度變化，導致自燃風壓對漏風風流產(chǎn)生影響,高度則應該根據(jù)煤層的實際情況來合理設置;其次,要在采空區(qū)兩端漏風為下行風時，,氧化區(qū)溫度升高,自然風壓呈現(xiàn)浮力效應,使氧化帶端頭填充膠體材料。 這樣做是為了防止由于采空區(qū)兩端頭處的泥漿難漏風減小,溫度降低,在降溫的作用下,節(jié)流效應大于浮力效應,又出以填充嚴密所形成漏風通道而引起的煤層自燃,由于所填充的膠體材現(xiàn)增加漏風的趨勢,使漏風流向和風量頻繁變化,使氧化區(qū)的空氣與料具有很強的吸水膨脹性和固水性,能夠很好的將(下轉(zhuǎn)第376頁)中國煤化工作者簡介:劉長雙(1976.11-),男,1999年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學采礦工程專業(yè),工程師。MYHCNM HGScience & Technology Vision科技視界| 343科技.探索.爭鳴科技視界法制科技供基本的保障:(1)國家最高權(quán)力機關應嚴格行使立法權(quán),制定合理、律運行環(huán)境,為社會主義市場經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供法律保障。S高效的法律制度,建立與社會發(fā)展相適應的法律體系并不斷完善,同時應負責對法律實施行為進行監(jiān)督;(2)行政機關依法獲得權(quán)力并行使職[參考文獻]權(quán),任何行政官員均無法外特權(quán);(3)司法機關獨立行使審判與檢察權(quán)，[1]唐哉 立.關于我國民商法中“不真正連帶責任”的困惑及立法構(gòu)想I.廣西社任何個人、社會組織乃至行政機關不得作出任何非法干擾行為,確保會科學 2012);84-878司法公平與公正，嚴房打擊司法腐敗:(4)社會群眾與組織應做到嚴格[2 瑞民商法在中國古代法中的地位和發(fā)展歷程U河北法學21069-守法,同時對國家公職人員和機關依法辦事進行監(jiān)督,對法律權(quán)威予105[3]李越.論現(xiàn)代民商法在我國經(jīng)濟中的價值體現(xiàn)田]法制博覽2013.(10):275-以積極維護。通過社會各方合作,共同努力,才能確保法律運行實現(xiàn)有法可依、有法必依、執(zhí)法必嚴和違法必究的理想局面。[4]王艷寧.民商法研究領域的創(chuàng)新之作:評《民商法視城下非公有制經(jīng)濟法律規(guī)4結(jié)語制與保護問題研究>[]河北學刊.2010,30(3):258.[5]蔡廣元當代經(jīng)濟下我國民商法的發(fā)展初探田]現(xiàn)代交際20136):18-18.總而言之,民商法在民、商事主體行為和活動的規(guī)范以及市場經(jīng)[6]潘劍鋒.龔晨民商法領域研究的前沿學術(shù)之作:讀{民商法專題研究)有感[小].濟發(fā)展調(diào)整方面具有極為重要的意義。建立現(xiàn)代民商法,提高公民法湖南科技學院學報2010.315):220- 221.制意識,是依法治國的重要構(gòu)成部分?，F(xiàn)階段我們應對民商法制度予[7]陳少 華,社會經(jīng)濟發(fā)展中民商法的變化與發(fā)展DL法制與社會2.816-17.1.以持續(xù)發(fā)展和完善,不斷健全其法律體系,并為其創(chuàng)設優(yōu)良、高效的法[責任編輯:楊玉潔](上接第318頁)3.2側(cè)鉆及造斜井段軌跡控 制具,改變鉆進參數(shù)(減小下鉆壓，控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速)等措施來保證井隊設直井段側(cè)鉆采用Smith牙輪鉆頭+2.12度馬達+SlimPulse(MWD)備 和井下的安全。第四趟鉆使用Archer順利著陸、進人水平段AB段。于4851m控時鉆進,由于裸眼段較長,鉆具托壓及粘卡現(xiàn)象嚴重,頻第五趟鉆使用 Archer- -趟鉆完水平段,表現(xiàn)出了在哈得區(qū)塊良好的繁活動導致側(cè)鉆效果降低。通過泥漿混人原油，拖壓狀況有所改善。嚴造斜,降斜能力，使得現(xiàn)場工程師能夠很好的控制軌跡完全在油層里格控制側(cè)鉆速度。鉆進至4907m,測斜井斜1.92° ,方位137.42° ,判斷穿越 ,順利完成水平段鉆進任務。Archer 開泵時間121.53 小時,純鉆側(cè)鉆成功。起鉆更換旋轉(zhuǎn)導向工具。造斜段采用斯倫貝謝最先進旋轉(zhuǎn)時間89.12小時,機械鉆速為4.04m/h.導向工具PD Archer( 1)+TeleScope( MWD),從4907m鉆進到5187m，3.4 定向及水平段體會 及建議單趟鉆進尺280m,鉆進時間75.49小時,井斜增至80.3°。著陸段采用1)旋轉(zhuǎn)導向工具PDArcher在哈得區(qū)塊定向著陸及水平段鉆進PD Archer 旋轉(zhuǎn)導向+PeriScope +Neoscope +TeleScope鉆進,2013年8中 具有無可比擬的優(yōu)勢。月30日07:50鉆進至5352m,進尺119m,由于工具時間到.并且鉆時2)合理控制鉆井參數(shù),減小井下工具震動及扭矩波幅以保護井下相比同地層慢,然后起,順利著陸鉆進水平段AB段工3)定向鉆進需嬰較好的泥漿性能、攜砂性能,是長裸眼段安全順3.3 水平段軌跡控制水平 段采用PD Archer旋轉(zhuǎn)導向+PeriScope+TeleScope鉆進由于利鉆進 的關鍵,也是我們成功側(cè)鉆的基礎。泥漿性能好壞，直接影響到水平段油層較薄,地層傾角存在著一- 定的變化,實際鉆進過程中極易井壁 穩(wěn)定以及攜砂性能,是井下安全施工的保障。碰觸.上部角礫巖段。在水平段鉆進過程中,通過儀器測量值反應出井下工具扭矩波幅正常,但是井口扭矩較大,于是通過適當上下活動鉆[責任編輯:陳雙芹](上接第336頁)量, 測風人員每三天對各地點進行風量測定。同時， 3.6 加強職工災害預防與處理能力培訓加強對前后三角點的封堵,減少采空區(qū)漏風。試采前對二水平所有作業(yè)人員貫徹培訓《曉南礦二水平SW1406③根據(jù)現(xiàn)場實際情況設置防火觀測點，防火觀測點的設置采用防工 作面積水采空區(qū)下開采突水應急救援預案》、《二0O七年度煤礦企突鉆機對幫底打觀測眼。尤其加強對煤柱、回風流、采空區(qū)的一氧化碳業(yè)災害預防與處理計劃(預案)》及《二水平SW1406工作面采煤作業(yè)規(guī)及溫度檢查。程》,所有二水平作業(yè)人員必須熟知工作面突水預兆,必須熟悉掌握水④在地面?zhèn)浜米⒛啾眉芭涮自O備和白泥、阻化劑確保隨時下井災 避災路線?？捎芒菰诓煽諈^(qū)-氧化碳濃度呈上升趨勢時,利用架間和后三角點埋4小結(jié)管對采空區(qū)進行河砂充填或注白泥。通過sw1406工作在積水采空區(qū)下試采成功的經(jīng)驗,經(jīng)過準確的⑥有發(fā)火征兆時,在中央砂井設移動注氨機,利用充填管路對采論證,合理的選擇果高與推進速度,配備合適的設備,加強對試采工作空區(qū)進行注氮。.面頂板、一通三防等安全管理,建立有效工作面排水系統(tǒng)都是必不可⑦停產(chǎn)放假期間不得停水,以便及時處理隱患。如確需停水時,利少的。通過上述方法和措施,增加了積水采空區(qū)下安全回采的可行性,用二水平充填系統(tǒng)作為供水管。有效的控制煤炭資源的損失。S⑧該地點瓦檢員對該區(qū)域進行24小時不間斷檢查和觀測。發(fā)現(xiàn)異常及時處理并匯報保安區(qū)調(diào)度及礦調(diào)度。[責任編輯:丁艷](.上接第343頁)漏風堵塞,并且具有很好的效果。最后,采煤工作面后,采取針對性技術(shù)措施進行防治,以此來保證礦井無自燃隱患。S兩道兩線的自燃防治措施包括沿空掘進的時候，必須要及時對采空側(cè)進行封堵,并且要進行定期檢查,- -旦發(fā)現(xiàn)有漏風的現(xiàn)象,要及時采取有效措施將其處理。[1]吳博,鞏振榮.橫河煤礦曠煤層自燃發(fā)火因索分析及防治措施[],煤礦現(xiàn)代化,2012(05)[2]郭杰厚煤層綜放面自;中國煤化工由于煤層自燃發(fā)火本身具備主動性,因此,相關工作人員一定要充分掌握煤的自燃所要經(jīng)歷的過程以及自燃的影響因素和條件。然.TYHC N M H G任編輯:丁艷]376|科技視界Science & Technology Vision