论文部分内容阅读
【摘要】目前在煤矿开采中面对的一个较为重要的问题就是如何防止易自燃煤层的自燃。自燃状况的发生对整个煤矿的生产有着巨大的影响。我们要积极采取防灭火技术，防止自燃现象的发生，本文根据实际情况，介绍了目前在煤炭企业中比较常用的几种综合防灭火技术，并对如何开展好防灭火工作提出了简单的建议，希望能够对有关单位有所帮助，保证煤矿的正常工作。
【关键词】煤矿；易自燃煤层；防灭火技术
煤层自燃的综合防治与开采方式和开采技术的变革有着密切的关系，他们之间既彼此联系又彼此制约。根据多年的开采实践经验我们发现，开采方式、开采技术的变革对煤层自燃综合防治技术的发展有着重要的影响，巷道布置、开采技术之间的差异对煤层自燃发火有着不同的影响，工作面的设计、巷道的布置、回收率状况、采煤方法、推进的速度、采空区跨落情况、以及开采技术的不同都会造成不同的自燃概率，这些措施越是完善、快速、有效，煤层自燃的概率就越低。
一、易自燃煤层综合防灭火技术
为了防止在开采过程中出现煤层自燃现象的发生，主要采取以下几种综合防灭火技术。
1.预防性灌浆防治技术
预防性灌浆技术是目前一般煤矿普遍采用的一种煤层自燃的防治措施。在既存在下分层工作面又要进行分层开采的同时，必须要对工作面的采空区进行黄泥浆灌入。在配置黄泥浆时，黄泥和水之间的比例要高于一比五，确保每天有一个班以上进行采空区的灌浆工作，对采空区遗煤要使用湿润水分进行包裹，避免遗煤氧化聚热状况的发生，在进行灌浆时应该减少每次的灌入量，增加灌入次数。这种技术的不足之处在于：一旦操作不当，很容易出现工作面跑浆的现象，对整个开采过程造成严重的影响。如果工作面的巷顶部有冒顶空洞或者存在残留煤皮的情况出现，我们要采取积极的相应措施进行处理。目前普遍采用的一种方法是对于冒顶空洞进行人工插管注浆；对于没有出现冒顶的地方进行机械插管注浆，使用钻机进行打钻工作，然后插入注浆管，此时注浆管的长度最好控制在三米以上，孔间距保持四米左右，钻孔的角度要控制在四十五度左右。在进行完工作面的回采工作后，要在工作面的所有进风口处加设密闭墙，借助于在综采线处铺设的管道进行封闭式注浆，对其进行非持续的填充。
2.压注化学凝胶及胶体泥浆防治技术
局部高温点、封闭堵漏时的一种重要的技术就是化学凝胶防灭火技术。碳酸氢铵和水玻璃是生产化学凝胶的主要原材料，化学凝胶中水玻璃大约占到百分之三到百分之九，碳酸氢铵大约占到百分之三左右，在进行压注时对于钻孔之间的连接要用到三通管和注浆泵。促凝剂的含量越高成胶过程所消耗的时间就越短。如果要进行快速、大量充填空洞，通常使用采用胶体泥浆，在配置胶体泥浆时一般是把水玻璃通过地面灌浆站输送到井下，然后在井下把促凝剂加入其中。
3.聚氨酯喷涂防治技术
在对工作面的架顶和架后继续拧喷涂、对工作面支架进行拆除以及对架后的供氧通道和架顶碎煤进行封闭时较为常用的一项灭火技术是聚氨酯隔风喷涂技术。制作聚氨酯喷涂时用到的原料主要有：异氰酸酯、催化剂、多元醇聚醚、发泡剂、阻燃剂等。其中我们把异氰酸酯称作黑料，是一个单独的组份，其他的原料称为白料。在制作时，只需将两种料进行等量混合搅拌即可，制作过程非常简单，制作时间也较短。聚氨酯涂料的发泡能力很强，可达到二十五倍左右，而且相当的黏着，当把其涂在架缝的表面处时，通过发泡膨胀，对存在漏风状况的所有空隙进行添堵，能达到很好的效果。
4.低风量稳定风流供风防治技术
低风量稳定风流供风防治技术是指对工作面的风量进行适当控制，提供较低的风量，这是在进行回采时采用的一种技术。为了避免采空区的煤层发生自燃，要把工作面设计成为“U”型，以更好地达到通风效果，同时还要降低供风量，对氧化带宽度进行压缩。以工作面瓦斯的绝对涌出量为依据和基础，进行低风量供风，但是要保证对工作人员的呼吸等方面不带来危害。此外还要对工作面的通风设备加强管理，确保供风时的良好效果，防止出现因风量、风速的突然变化而导致的煤层自燃情况的发生。这种技术的一个主要缺陷是：应用范围不够广泛，不能应用于一些瓦斯不稳定或者高瓦斯的工作面。
5.充填复合凝土防治技术
充填复合凝土防治技术一般是应用于冒顶高、冒顶区长、范围较大的地方。按照以下计量配置复合凝土：百分之五十的水、百分之十五的固化剂、其余为黄土。一般需要五分钟左右进行固化凝结。在进行填充时复合凝土原料通过充填机的作用转化为稠浆液，再利用高压泥浆泵将其填充到钻孔之中，经过凝结最终成为复合凝土。
6.上、下隅角的遗煤自燃防治技术
当采面拉架放顶结束之后，进行洒水降温，以保证上隅角内的煤的低温和湿润。在进风侧附近为了使隅角漏风的湿度得到增加，需要建立一道水幕，并确保其长期工作，有效控制煤层自燃。在对采空区的漏风进行隔离和对下隅角的高温点进行处理时，要结合使用凝胶充填和临时密闭的方法。在工作中，要不断建立新的密闭墙，进行凝胶的填充，防止自燃现象的发生。
二、做好易自燃煤层综合防灭火工作的相关对策
1.在进行工程设计时合理布置巷道
（1）在进行巷道位置的确定时要科学合理。在对自燃倾向性的煤层进行开采时，要综合考虑各种相关因素后再确定巷道的位置。
（2）选择巷道的断面支护方式、大小和形状。矿压较强或者生产集中的巷道通常选用半圆拱型并且具有很好的耐压性的锚索、锚网等。同时要对巷道附近的冒落和暴露面进行封闭隔氧堵漏，使自燃起火的概率降低。
（3）专用回风巷工程。在条件允许范围内，尽可能多的设置专用回风巷，这些专用回风巷要贯穿整个区域，每个区段间紧密相连，既能够有效的缩小自燃情况发生时的影响范围，又能使煤层的防自燃能力增强。
2.选择合适的采煤方法
针对不同的煤层状况要选择不同的采煤办法，这样能有效的降低采空区遗煤发生自燃的概率。炮采工艺的推进速度比较缓慢，为自燃创造了良好的条件，所以比较容易发生自燃现象。综采工艺的速度很快，生产较为集中，煤体接触氧气的时间非常短并且接触面积也很小，其自燃率也较低，是目前较为广泛使用的采煤方法。
3.严格按照正常顺序进行开采
在开采是要严格的依据开采顺序进行开采工作，这样既有利于保持煤层的完整，又有利于对采空区的封闭，能够有效的避免煤层自燃现象的发生。所以，在进行厚煤层或者煤层群的开采工作时，要按照顺序先开采上分层在开采下分层，在对急倾斜煤层进行开采时也要按照先上后下的顺序进行，这有利于提高矿井的防自燃能力，更好的做好安全生产工作。
总结
以上就是对于煤炭开采过程中易自燃煤层的综合防灭火技术的探讨，文中首先对目前较为常用的防灭火技术进行了论述，这些技术主要包括预防性灌浆技术、压注化学凝胶及胶体泥浆技术、聚氨酯喷涂技术、低风量稳定风流供风技术、充填复合凝土技术以及上、下隅角的遗煤自燃技术，这些技术要配合使用以达到更好地防灭火效果。接着对如何做好防灭火工作提出了一些措施。旨在帮助煤矿企业更好地做好煤层的防自燃工作，更好地做好生产。由于本人能力和知识的有限，对这些技术和措施的研究还不够完善，还需要更多的相关专家共同努力，做好易自燃煤层的防灭火工作。
参考文献
[1]王丽，吴宏军，高广新.易自燃煤层综放开采放灭火技术实践与探索[J].呼伦贝尔学院学报，2012，（12）：10-13.
[2]裴昌合.易自燃煤层开拓开采放灭火技术对策分析[J].煤矿安全，2007，（5）：70-72.
[3]梁运涛，罗海珠.煤炭学报[J].学术交流，2008，（2）：44-45.
[4]王勋章，张济民，张延顺，雷鸣，王万生.开采易自燃煤层综合放灭火技术探索[J].企业导报，2013，（1）：87-89.
【关键词】煤矿；易自燃煤层；防灭火技术
煤层自燃的综合防治与开采方式和开采技术的变革有着密切的关系，他们之间既彼此联系又彼此制约。根据多年的开采实践经验我们发现，开采方式、开采技术的变革对煤层自燃综合防治技术的发展有着重要的影响，巷道布置、开采技术之间的差异对煤层自燃发火有着不同的影响，工作面的设计、巷道的布置、回收率状况、采煤方法、推进的速度、采空区跨落情况、以及开采技术的不同都会造成不同的自燃概率，这些措施越是完善、快速、有效，煤层自燃的概率就越低。
一、易自燃煤层综合防灭火技术
为了防止在开采过程中出现煤层自燃现象的发生，主要采取以下几种综合防灭火技术。
1.预防性灌浆防治技术
预防性灌浆技术是目前一般煤矿普遍采用的一种煤层自燃的防治措施。在既存在下分层工作面又要进行分层开采的同时，必须要对工作面的采空区进行黄泥浆灌入。在配置黄泥浆时，黄泥和水之间的比例要高于一比五，确保每天有一个班以上进行采空区的灌浆工作，对采空区遗煤要使用湿润水分进行包裹，避免遗煤氧化聚热状况的发生，在进行灌浆时应该减少每次的灌入量，增加灌入次数。这种技术的不足之处在于：一旦操作不当，很容易出现工作面跑浆的现象，对整个开采过程造成严重的影响。如果工作面的巷顶部有冒顶空洞或者存在残留煤皮的情况出现，我们要采取积极的相应措施进行处理。目前普遍采用的一种方法是对于冒顶空洞进行人工插管注浆；对于没有出现冒顶的地方进行机械插管注浆，使用钻机进行打钻工作，然后插入注浆管，此时注浆管的长度最好控制在三米以上，孔间距保持四米左右，钻孔的角度要控制在四十五度左右。在进行完工作面的回采工作后，要在工作面的所有进风口处加设密闭墙，借助于在综采线处铺设的管道进行封闭式注浆，对其进行非持续的填充。
2.压注化学凝胶及胶体泥浆防治技术
局部高温点、封闭堵漏时的一种重要的技术就是化学凝胶防灭火技术。碳酸氢铵和水玻璃是生产化学凝胶的主要原材料，化学凝胶中水玻璃大约占到百分之三到百分之九，碳酸氢铵大约占到百分之三左右，在进行压注时对于钻孔之间的连接要用到三通管和注浆泵。促凝剂的含量越高成胶过程所消耗的时间就越短。如果要进行快速、大量充填空洞，通常使用采用胶体泥浆，在配置胶体泥浆时一般是把水玻璃通过地面灌浆站输送到井下，然后在井下把促凝剂加入其中。
3.聚氨酯喷涂防治技术
在对工作面的架顶和架后继续拧喷涂、对工作面支架进行拆除以及对架后的供氧通道和架顶碎煤进行封闭时较为常用的一项灭火技术是聚氨酯隔风喷涂技术。制作聚氨酯喷涂时用到的原料主要有：异氰酸酯、催化剂、多元醇聚醚、发泡剂、阻燃剂等。其中我们把异氰酸酯称作黑料，是一个单独的组份，其他的原料称为白料。在制作时，只需将两种料进行等量混合搅拌即可，制作过程非常简单，制作时间也较短。聚氨酯涂料的发泡能力很强，可达到二十五倍左右，而且相当的黏着，当把其涂在架缝的表面处时，通过发泡膨胀，对存在漏风状况的所有空隙进行添堵，能达到很好的效果。
4.低风量稳定风流供风防治技术
低风量稳定风流供风防治技术是指对工作面的风量进行适当控制，提供较低的风量，这是在进行回采时采用的一种技术。为了避免采空区的煤层发生自燃，要把工作面设计成为“U”型，以更好地达到通风效果，同时还要降低供风量，对氧化带宽度进行压缩。以工作面瓦斯的绝对涌出量为依据和基础，进行低风量供风，但是要保证对工作人员的呼吸等方面不带来危害。此外还要对工作面的通风设备加强管理，确保供风时的良好效果，防止出现因风量、风速的突然变化而导致的煤层自燃情况的发生。这种技术的一个主要缺陷是：应用范围不够广泛，不能应用于一些瓦斯不稳定或者高瓦斯的工作面。
5.充填复合凝土防治技术
充填复合凝土防治技术一般是应用于冒顶高、冒顶区长、范围较大的地方。按照以下计量配置复合凝土：百分之五十的水、百分之十五的固化剂、其余为黄土。一般需要五分钟左右进行固化凝结。在进行填充时复合凝土原料通过充填机的作用转化为稠浆液，再利用高压泥浆泵将其填充到钻孔之中，经过凝结最终成为复合凝土。
6.上、下隅角的遗煤自燃防治技术
当采面拉架放顶结束之后，进行洒水降温，以保证上隅角内的煤的低温和湿润。在进风侧附近为了使隅角漏风的湿度得到增加，需要建立一道水幕，并确保其长期工作，有效控制煤层自燃。在对采空区的漏风进行隔离和对下隅角的高温点进行处理时，要结合使用凝胶充填和临时密闭的方法。在工作中，要不断建立新的密闭墙，进行凝胶的填充，防止自燃现象的发生。
二、做好易自燃煤层综合防灭火工作的相关对策
1.在进行工程设计时合理布置巷道
（1）在进行巷道位置的确定时要科学合理。在对自燃倾向性的煤层进行开采时，要综合考虑各种相关因素后再确定巷道的位置。
（2）选择巷道的断面支护方式、大小和形状。矿压较强或者生产集中的巷道通常选用半圆拱型并且具有很好的耐压性的锚索、锚网等。同时要对巷道附近的冒落和暴露面进行封闭隔氧堵漏，使自燃起火的概率降低。
（3）专用回风巷工程。在条件允许范围内，尽可能多的设置专用回风巷，这些专用回风巷要贯穿整个区域，每个区段间紧密相连，既能够有效的缩小自燃情况发生时的影响范围，又能使煤层的防自燃能力增强。
2.选择合适的采煤方法
针对不同的煤层状况要选择不同的采煤办法，这样能有效的降低采空区遗煤发生自燃的概率。炮采工艺的推进速度比较缓慢，为自燃创造了良好的条件，所以比较容易发生自燃现象。综采工艺的速度很快，生产较为集中，煤体接触氧气的时间非常短并且接触面积也很小，其自燃率也较低，是目前较为广泛使用的采煤方法。
3.严格按照正常顺序进行开采
在开采是要严格的依据开采顺序进行开采工作，这样既有利于保持煤层的完整，又有利于对采空区的封闭，能够有效的避免煤层自燃现象的发生。所以，在进行厚煤层或者煤层群的开采工作时，要按照顺序先开采上分层在开采下分层，在对急倾斜煤层进行开采时也要按照先上后下的顺序进行，这有利于提高矿井的防自燃能力，更好的做好安全生产工作。
总结
以上就是对于煤炭开采过程中易自燃煤层的综合防灭火技术的探讨，文中首先对目前较为常用的防灭火技术进行了论述，这些技术主要包括预防性灌浆技术、压注化学凝胶及胶体泥浆技术、聚氨酯喷涂技术、低风量稳定风流供风技术、充填复合凝土技术以及上、下隅角的遗煤自燃技术，这些技术要配合使用以达到更好地防灭火效果。接着对如何做好防灭火工作提出了一些措施。旨在帮助煤矿企业更好地做好煤层的防自燃工作，更好地做好生产。由于本人能力和知识的有限，对这些技术和措施的研究还不够完善，还需要更多的相关专家共同努力，做好易自燃煤层的防灭火工作。
参考文献
[1]王丽，吴宏军，高广新.易自燃煤层综放开采放灭火技术实践与探索[J].呼伦贝尔学院学报，2012，（12）：10-13.
[2]裴昌合.易自燃煤层开拓开采放灭火技术对策分析[J].煤矿安全，2007，（5）：70-72.
[3]梁运涛，罗海珠.煤炭学报[J].学术交流，2008，（2）：44-45.
[4]王勋章，张济民，张延顺，雷鸣，王万生.开采易自燃煤层综合放灭火技术探索[J].企业导报，2013，（1）：87-89.