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1 基本概況
義馬煤業(yè)(集團(tuán))公司所屬義馬煤田內(nèi)開采有5對(duì)容易自燃煤層的礦井，即千秋、常村、躍進(jìn)、楊村、耿村，井田總面積為68.73 km2。設(shè)計(jì)能力810萬t，占全公司的61.64%。所開采的侏羅紀(jì)中統(tǒng)長(zhǎng)焰煤，呈立方節(jié)理、塊狀產(chǎn)出、風(fēng)化后易破碎成小塊，容易發(fā)生自燃，自然發(fā)火期15～30d，最短為7d，燃點(diǎn)一般為300～308℃。煤層均具有爆炸危險(xiǎn)性，爆炸指數(shù)為44.7%～51.8%。礦井均采用斜井多水平上、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(zhǎng)壁后退式，自然跨落法管理頂板。采煤工藝為綜合機(jī)械化普通分層開采或放頂煤，以及炮采放頂煤等。
2 開拓開采與自然發(fā)火的關(guān)系
開拓方式和采煤技術(shù)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(shí)踐表明，開拓方式、采煤技術(shù)的變革與煤層自然發(fā)火防治技術(shù)的發(fā)展是息息相關(guān)的，不同的巷道布置、采煤技術(shù)對(duì)煤層自然發(fā)火的影響是不同的，巷道布置不當(dāng)、工作面設(shè)計(jì)不合理、采煤方法落后、回收率低、推進(jìn)速度慢、礦壓顯現(xiàn)明顯、采空區(qū)跨落不嚴(yán)不實(shí)的采煤技術(shù)，伴生煤層自然發(fā)火的幾率就越高，反之，則較低。
因開拓開采原因而導(dǎo)致煤層自然發(fā)火的主要情形有：采區(qū)設(shè)計(jì)、巷道布置不合理；工作面上、下巷布置層位不當(dāng)；采煤方法不合適；工作面推進(jìn)速度慢；開采順序不當(dāng)；礦壓顯現(xiàn)明顯、巷道壓力大等。
為有效防止因開拓開采原因而造成煤層自然發(fā)火，針對(duì)以上煤層自然發(fā)火的主要情形采取有效的防治對(duì)策。
3 防滅火技術(shù)對(duì)策分析
3.1 從工程設(shè)計(jì)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(yán)重的厚煤層，主要進(jìn)、回風(fēng)巷；采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷和一些服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)的區(qū)段進(jìn)、回風(fēng)巷道，在布置巷道時(shí)，應(yīng)根據(jù)圍巖巖性、礦壓大小和支護(hù)方式等因素，綜合權(quán)衡后合理確定其位置。主要進(jìn)、回風(fēng)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(yīng)超過回采動(dòng)壓的影響范圍，一般為20m。若沿煤層頂板布置時(shí)，應(yīng)充分考慮巷道的服務(wù)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(shè)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40~50m。
(2)確定巷道的斷面形狀及大小、支護(hù)方式。對(duì)于生產(chǎn)集中或礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)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(shè)“U”型鋼(或工字鋼)復(fù)合支護(hù)方式和工藝。并對(duì)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(fēng)巷工程。各個(gè)采區(qū)的回風(fēng)巷應(yīng)按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，至少布置一條貫穿全區(qū)的專用回風(fēng)巷，各個(gè)區(qū)段應(yīng)通過回風(fēng)石門或局部聯(lián)絡(luò)小立井與其連通，這樣可減少井下發(fā)生煤層自燃災(zāi)變時(shí)災(zāi)害的波及范圍，又可提高礦井防抗煤層自燃災(zāi)害的能力。
3.2 工作面優(yōu)化布置
義馬礦區(qū)通過多年來對(duì)不同工作面的布置方式和開采方法對(duì)煤層自然發(fā)火影響規(guī)律的摸索、實(shí)踐得出：①區(qū)段巷道采用分掘分采布置時(shí)，各分層的巷道應(yīng)布置在頂分層采空區(qū)的壓實(shí)區(qū)內(nèi)(即應(yīng)力均衡穩(wěn)定醫(yī))，并盡可能的遠(yuǎn)離頂分層原工作面的煤柱。巷道的支護(hù)應(yīng)采用錨網(wǎng)、錨索和架棚等承壓能力大、有利于應(yīng)力重新合理分布的主動(dòng)型復(fù)合支護(hù)，以大幅減弱巷道周邊煤柱的支撐應(yīng)力而使流變位移量減小，并保持巷道的有效通風(fēng)斷面而使風(fēng)壓消耗和風(fēng)流通過較均勻、流暢，對(duì)防止巷道周邊碎煤體、區(qū)段煤柱和停采線附近的煤炭自燃都有一定的預(yù)防作用。②“兩巷”均避開應(yīng)力集中區(qū)而布置，護(hù)巷煤柱的尺寸一般為5～8m，分層開采法的開切眼一般內(nèi)錯(cuò)布置于頂分層切眼以里20~30m，停采切眼一般內(nèi)錯(cuò)終止于頂分層里側(cè)30～50m。工作面的參數(shù)應(yīng)充分考慮煤層自然發(fā)火期、回采速度和局部全負(fù)壓通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)后合理選擇，具體情況見表1。
對(duì)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，但若“兩巷”布置位置、支護(hù)方式和參數(shù)合理、局部通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單，風(fēng)壓消耗合適，掘進(jìn)和回采過程中制定并堅(jiān)持按要求實(shí)施針對(duì)性較強(qiáng)的綜合防火措施，煤層自燃災(zāi)害是可以控制或消除的。

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