采矿工程毕业论文--巷道煤层自燃危险性分析与防治

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1、 - 1 - 星村煤矿星村煤矿深井深井巷道巷道煤层煤层自燃危险性分析与防治自燃危险性分析与防治 摘摘 要要 通过分析星村煤矿煤层巷道的自燃危险性，结合实际煤层自燃隐患产生的地点，提出 了防治的手段，达到了预防火灾事故的目的。 关键词关键词 深井；深井；煤层巷道煤层巷道；自燃危险性自燃危险性；分析分析；防治防治 1 1 概述概述 星村煤矿开采深度已超过 1000m，属典型的深井开采；前期副井进风、主井回风，中央并 列式通风，后期西翼三采区增加进风井，为混合式通风；主采的 3 煤自燃倾向性鉴定吸氧量 0.59-0.78ml/g干煤，属易自燃煤层；煤尘爆炸指数 38.86-38.90%，具有强爆炸性

2、；瓦斯含 量较低，历年鉴定为低瓦斯矿井。煤巷施工采用综掘、普掘工艺，锚杆、钢带、锚索联合支护， 一般选 215kw 对旋式高效低噪音局部通风机配合800 直径抗静电阻燃风筒通风；采煤工作 面采用综采放低位顶煤工艺，自然垮落法管理顶板，轨道顺槽进风、运输顺槽回风的“U”型下 行通风方式。 1 1.1 .1 瓦斯瓦斯 矿井自 2006 年建成投产以来，历年瓦斯等级鉴定结论为低瓦斯矿井。2010 年度矿井瓦斯 等级鉴定结果：矿井绝对瓦斯涌出量 0.00m 3/min，相对瓦斯涌出量 0.00m3/t；矿井绝对二氧化 碳涌出量 5.18m 3/min，相对二氧化碳涌出量 2.77m3/t。矿井无高瓦斯

3、区，为低瓦斯矿井。 1.2 1.2 煤尘煤尘 2005 年 1 月和 3 月分别委托煤炭科学研究总院抚顺分院对煤尘爆炸性进行鉴定，鉴定结果 为主采 2、3 煤层的煤尘均具有强爆炸性，煤尘爆炸指数分别为 42.82%和 38.90%。 1.3 1.3 煤的自燃煤的自燃 2005 年 1 月和 3 月分别委托煤炭科学研究总院抚顺分院对煤层自燃倾向性进行鉴定，鉴定 结果为 2、3 煤层均为类自燃煤层。2006 年 5 月，西安科技大学与星村煤矿进行项目合作， 并出具星村煤矿煤样自燃特性测试报告 ，根据测试报告，星村煤矿开采的 3 煤层在起始温度 为 27.7时实验最短自然发火期为 52 天，统计煤层

4、最短自然发火期为 31 天。 1.4 1.4 地温地温 根据星村煤矿精查地质报告，该区平均地温梯度为 2.0/100m，属正常地温区。由测温资 料看出， 3 煤层是一良好隔热层， 其上、 下具有不同的地温梯度， 3 煤之上地温梯度为 1.5/100m， 3 煤层之下地温梯度为 2.9/100m。 采区 3 层煤最大深度为 1350m， 按地温梯度计算地温为 42。 2 2 星村矿煤层自燃特点星村矿煤层自燃特点 星村矿所采煤层石炭二叠系煤层，煤层均为低中灰、高挥发分气煤，主采 3 号煤为低硫 - 2 - 特低硫、特高热值煤。井田瓦斯含量较低，但由于煤层埋藏深，构造发育不一致，有局部瓦斯 聚集可能

5、。根据自燃发火倾向试验结果井田内各煤层均存在自然发火倾向。与井田邻近的兖州 矿区煤层以 20为起始温度的最短实验自然发火期一般在 30-50 天之间，星村矿主采煤层与兖 矿集团各矿相同，其自然发火期预计也在此范围。星村矿在煤层自燃和防灭火方面还有以下特 点： 2.1 2.1 煤层埋深大、地温高煤层埋深大、地温高 井田范围内，主采 3 煤一般在-900 水平左右，其埋深达到约 1000m。根据钻孔测温资料，3 煤层为良好的隔热层，3 煤层之上、之下具有不同的地温梯度。3 煤层之上地温梯度为 1.5 /100m，3 煤层之下地温梯度为 2.9 /100m，属正常地温区。首采区 3 煤层最大深度为

6、1350m， 按地温梯度计算地温为 42。 起始温度越高，则煤的自然发火期越短。根据煤样自然发火实验，平均粒度为 4.74mm 的东 滩煤以 30为起始温度的自然发火期约 52 天，即该煤样以 42为起始温度的最短实验自然发 火期仅为 40 天左右，因此星村矿发生煤层自燃危险很大。 2.2 2.2 地压大、巷道周围煤体易破碎地压大、巷道周围煤体易破碎 星村矿开采煤层由于埋藏深度大，地压也非常大。井下可以看到许多地段出现底鼓现象。 在煤层中掘进巷道时，巷道中经常出现冒顶，形成空洞。采用锚网支护的地段，可以看到锚杆 之间的煤体外鼓，即锚网内兜有大量松散煤体，采用钢棚支护时，棚顶常堆积有大量松散煤体。 这些松散煤体较多的地段都是易自燃区域。 2.3 2.3 地质构造相对较复杂，断层带较多地质构造相对较复杂，断层带较多 星村矿井范围内存在大量断层等构造，在断层带附近煤层比较破碎，漏风也相对较严重， 因而容易发生煤层自燃。顺槽等大量巷道均沿煤层掘进，并且巷道服务期限一般都比较长，在 巷