冒落区巷道遗煤自然发火的机理与预防.pdfVIP

煤 炭 科 技 2012年第 3期 38 COALSCIENCE TECHNOL0GY MAGAZINE No．3 20l2 文章编号 ：1008—373l(2012)03—0038—03 冒落区巷道遗煤 自然发火的 机理与预 防 (1．潞安环能股份公 司 常村煤矿 ，山西 长治 046102；2．中I习矿业大学 ，江苏 徐州 221008) 摘 要：针对掘进巷道 中的冒落遗煤 自然发火的机理进行 了研究，提 出减少漏风、隔绝氧 化、间接延长发火期、注桨等预防巷道冒落区遗煤 自然发火的措施，为冒落区的管理提供了 理论依据。 关键词：冒落区；自然发火；热风压 中图分类号：TD752 文献标志码：B 煤体 自然发火严重威胁着矿井的安全生产。研 从表 1中可以看出，在破碎区，煤体已经充分破 究表明，松散煤体 自燃主要取决于煤 自身的氧化放 碎 ，遗煤呈 自然堆积状态，巷道中的空气可以通过裂 热性能 、供氧条件及蓄热环境。随着煤炭开采技术的 隙渗透到松散煤体中，并在裂隙暴露的煤表面发生 发展，高产高效综采和综放开采技术得到普遍推广 氧化反应；断裂区煤块粒径较大，孔隙率较小，巷道 和应用，而综放开采技术的巷道布置特征之一就是 中的空气不易渗入其 内。冒落区的划分如图1所示。 工作面进、回风巷均沿煤层底板布置 ，巷道 四周除底 板外均为煤层 …。在巷道掘进过程 中，由于地质条件 的变化，经常会形成冒落区，冒落区属于易自然发火 区域。因此，研究煤巷冒落区自然发火的原因和规 律，采取相应的预防措施 ，具有重要意义。 1 巷道冒落区形成机理 普氏冒落拱理论认为：巷道开挖后，其上方会形 成一个抛物线形 自然平衡拱，平衡拱的上方处于平 图 1 冒落 区不 I司区域的划分 衡状态，下方是潜在的破裂范围。顶煤受压破碎、离 2 巷道冒落区漏风对 自然发火的影响 层 ，导致顶煤冒落，支护后顶棚网上堆积一定量的松 散浮煤。在地质构造区，巷道顶煤也易冒落形成松散 连续供氧是煤炭 自然发火的决定性因素之一， 煤体。冒落区形成后内部存在一个空洞，随着巷道开 巷道冒顶空洞 内对浮煤的供氧方式与其他 内因火灾 拓延伸，空洞的周边逐渐扩大，上层无支护顶板的面 相 比具有特殊性。对工作面巷道 冒落区的漏风动力 积也随之扩大。根据松散煤体的孔裂隙分布状态、煤 主要有以下两种方式：一是煤体 内部与巷道表面存 体松散程度及冒落程度，可将 冒落区分为破碎区、离 在温差而引起热力风压；二是巷道起伏等原因产生 层区和断裂区。各区内煤体的粒径段所 占比例及孔 的动压差。 隙率如表 1所列。 2。1 热风压的产生及危害 表 1 冒落区各个分区粒径段所 占比例及其孔隙率 ％ 冒落空洞内遗煤氧化后，温度逐渐升高，与冒落 下方巷道有一定温差，使其间产生热风压。巷道中低 温气流在热风压的作用下，自然流向冒落区的顶部， 为连续供氧创造了条件。热风压的计算式为 2012年第 3期 郑祥举：冒落区巷道遗煤自然发火的机理与预防 39 P 一P：pP( 一 ) (1) 差，使风流向煤体内渗透，产生的风流动压为