易自燃煤層開拓開采防滅火技術對策分析

1、 易自燃煤層開拓開采防滅火技術對策分析    1 基本概況     義馬煤業(yè)(集團)公司所屬義馬煤田內(nèi)開采有5對簡單自燃煤層的礦井，即千秋、常村、躍進、楊村、耿村，井田總面積為68.73 km2。設計力量810萬t，占全公司的61.64%。所開采的侏羅紀中統(tǒng)長焰煤，呈立方節(jié)理、塊狀產(chǎn)出、風化后易破裂成小塊，簡單發(fā)生自燃，自然發(fā)火期1530d，最短為7d，燃點一般為300308。煤層均具有爆炸危急性，爆炸指數(shù)為44.7%51.8%。礦井均采納斜井多水平上、下山開拓或立井斜井多水平單翼上、下山混合式開拓(千秋煤礦)。采煤方法為走向長壁后退式，自然跨

2、落法管理頂板。采煤工藝為綜合機械化一般分層開采或放頂煤，以及炮采放頂煤等。    2 開拓開采與自然發(fā)火的關系    開拓方式和采煤技術的變革與煤層自然發(fā)火的防治是相互聯(lián)系、相互制約的。義馬礦區(qū)開采歷年的實踐表明，開拓方式、采煤技術的變革與煤層自然發(fā)火防治技術的進展是息息相關的，不同的巷道布置、采煤技術對煤層自然發(fā)火的影響是不同的，巷道布置不當、工作面設計不合理、采煤方法落后、回收率低、推動速度慢、礦壓顯現(xiàn)明顯、采空區(qū)跨落不嚴不實的采煤技術，伴生煤層自然發(fā)火的幾率就越高，反之，則較低。    因開拓開采緣

3、由而導致煤層自然發(fā)火的主要情形有：采區(qū)設計、巷道布置不合理；工作面上、下巷布置層位不當；采煤方法不合適；工作面推動速度慢；開采挨次不當；礦壓顯現(xiàn)明顯、巷道壓力大等。    為有效防止因開拓開采緣由而造成煤層自然發(fā)火，針對以上煤層自然發(fā)火的主要情形實行有效的防治對策。    3 防滅火技術對策分析    3.1 從工程設計入手合理布置巷道    (1)合理確定巷道位置。開采有自燃傾向性的煤層，尤其是自燃傾向性較嚴峻的厚煤層，主要進、回風巷；采區(qū)進、回風巷和一些服務時間較長的區(qū)段

4、進、回風巷道，在布置巷道時，應依據(jù)圍巖巖性、礦壓大小和支護方式等因素，綜合權衡后合理確定其位置。主要進、回風巷首先考慮布置于煤層底板巖性較好的巖層中，其距煤層的距離應超過回采動壓的影響范圍，一般為20m。若沿煤層頂板布置時，應充分考慮巷道的服務期限、煤層硬度、開采深度、頂板巖性等因素后，合理確定相鄰巷道之間留設煤柱的合理尺寸，采區(qū)內(nèi)主要巷道間的煤柱尺寸一般為4050m。    (2)確定巷道的斷面外形及大小、支護方式。對于生產(chǎn)集中或礦壓顯現(xiàn)劇烈的巷道一般選用斷面積較大的半圓拱型(或梯形)和耐壓性較好的錨網(wǎng)、錨索、并架設“U”型鋼(或工字鋼)復合支護方式和工藝。并對

5、巷道周邊煤體暴露面和冒落、空隙區(qū)噴漿、充填隋性材料封閉隔氧堵漏，降低其自然發(fā)火的可能性。    (3)專用回風巷工程。各個采區(qū)的回風巷應根據(jù)煤礦平安規(guī)程的規(guī)定，至少布置一條貫穿全區(qū)的專用回風巷，各個區(qū)段應通過回風石門或局部聯(lián)絡小立井與其連通，這樣可削減井下發(fā)生煤層自燃災變時災難的波及范圍，又可提高礦井防抗煤層自燃災難的力量。    3.2 工作面優(yōu)化布置    義馬礦區(qū)通過多年來對不同工作面的布置方式和開采方法對煤層自然發(fā)火影響規(guī)律的摸索、實踐得出：區(qū)段巷道采納分掘分采布置時，各分層的巷道應布置在頂分層采

6、空區(qū)的壓實區(qū)內(nèi)(即應力均衡穩(wěn)定醫(yī))，并盡可能的遠離頂分層原工作面的煤柱。巷道的支護應采納錨網(wǎng)、錨索和架棚等承壓力量大、有利于應力重新合理分布的主動型復合支護，以大幅減弱巷道周邊煤柱的支撐應力而使流變位移量減小，并保持巷道的有效通風斷面而使風壓消耗和風流通過較勻稱、流暢，對防止巷道周邊碎煤體、區(qū)段煤柱和停采線四周的煤炭自燃都有肯定的預防作用。“兩巷”均避開應力集中區(qū)而布置，護巷煤柱的尺寸一般為58m，分層開采法的開切眼一般內(nèi)錯布置于頂分層切眼以里2030m，停采切眼一般內(nèi)錯終止于頂分層里側3050m。工作面的參數(shù)應充分考慮煤層自然發(fā)火期、回采速度和局部全負壓通風網(wǎng)絡后合理選擇，詳細狀況見表1。    對布置參數(shù)較大的工作面，雖然在煤層的自然發(fā)火期內(nèi)根本回采不完