摘要：随着露天采矿技术及设备的发展，露天可采深度不断增加。国内可采用露天方式开采的矿山越来越多，尤其是建在宁夏、内蒙古等北方煤层埋藏相对较浅的地区。由于露天煤矿煤层露头较浅，煤层与空气接触较充分，在一定条件下易引起煤层的自燃形成火区；此外，很多露天煤矿在建成之前，矿区内已有井工小窑乱采，在开采过程中遗留在采空区的火种点燃煤层并逐步造成煤炭大面积持续燃烧形成火区。矿井自燃火灾诱发瓦斯、煤尘爆炸事故，严重威胁着人民的生命财产安全，阻碍了煤炭工业的可持续发展，并由此造成巨大的间接损失，如土地资源流失、大气污染、自然生态环境破坏等。另外，煤炭行业每年都要投入巨额资金用于火灾治理。所以，我国在“21世纪议程”中已将煤炭自燃列为重大自然灾害类型之一。基于此，本文主要对露天井工相邻矿井对煤层自燃的防治进行分析探讨。
关键词：露天井工；相邻矿井；煤层自燃；防治
1、前言
中国是世界上煤炭自燃灾害最严重的国家，煤炭自燃面积累计已达７２０ｋｍ２，形成中国北方煤火燃烧带。据初步估算，每年直接燃烧损失的煤炭资源１０００万ｔ以上，间接损失的优质煤炭达２亿ｔ，煤田自燃每年造成经济损失近２００亿元。随着煤炭等矿产资源的消耗量与日俱增，在没有广泛普及清洁能源之前，煤炭仍是我国主要能源之一。煤炭开采过程中掘进、回采、通风、运输、筛分等诸多环节都无法完全避免火灾的发生。火灾作为煤炭开采过程中的主要灾害形式，对人们的生活、生命、财产安全造成重大威胁，需要引起足够的重视，煤炭开采防火对策的落实显得尤为重要。
2、煤矿煤层自燃发火因素
2.1回采工作面采空区自燃因素分析
根据氧化情况的不同，我们可以将采场分为氧化带、冷却带和窒息带三个层次。其中，冷却带和窒息带在开采过程中煤氧化所生成的热量不会储存很长时间，从而导致热量不会大面积积聚，因此，无论是冷却带还是窒息带，都不会有煤层自燃发火的现象发生。而氧化带则不同，相对于冷却带和窒息带来说，氧化带在采场中的空间位置会随着开采的进度逐步向工作面移动，与此同时，氧化带的宽度也会随着外界的条件而发生变化。当氧化带达到一定宽度的时候，回采工作面采空区就容易出现煤层自燃发火的现象。
2.2两道两线自燃因素分析
在煤矿开采过程中，由于开采方式选择的不同，一些方法和容易导致远离煤壁的采空区部分出现上部松动、底部压实的现象，这种情况会导致采空区漏风主要经过上部松动的不燃性岩石空间，进回风道和停采线上，覆顶板由于煤壁的支撑作用呈悬壁梁状态，煤壁和煤柱附近空间相对来说比较疏松，形成漏风通道，加上又有浮煤堆积。随着时间的不断推移，这种现象也会越来越明显，此外，老顶弯曲还会不断加大，悬壁梁状态跨度也会不断减小，矿山压力不断增高，区段煤柱以及附近密闭逐渐造到破坏，使漏风从小到大逐渐增加，在风流从小到大增加过程中，必然有适合煤炭自燃的风流存在，只要此种风流存在的时间足够，煤炭就能够自燃。
2.3季节性自燃因素分析
通常情况下，煤层自燃发火现象在冬季的发生次数要比其他季节多，这主要是各个季节气候特点不同所导致的。冬季相对于其他季节来说，地表空气较为寒冷干燥，井下特定深度的煤层温度在这个季节要高于地表的温度，在这样的条件下，一旦有风从井巷进入，那么就会导致煤层的气温不断上升，湿度也会进一步减小，久而久之，井下特定深度内的空气就会越来越干燥，这种干燥的空气一旦流入氧化带，就会造成热量积聚，随着时间的推移，这种热量越来越强，就会导致煤层自燃发火的现象发生。
2.4倾斜巷道自燃的影响因素分析
倾斜巷道氧化区温度变化，导致自燃风压对漏风风流产生影响，漏风为下行风时，氧化区温度升高，自然风压呈现浮力效应，使氧化带漏风减小，温度降低，在降温的作用下，节流效应大于浮力效应，又出现增加漏风的趋势，使漏风流向和风量频繁变化，使氧化区的空气与热能不断与附近区域交换，预热附近煤炭的同时也获取了氧气，氧化生热持续发展并能形成热量积聚，也有利于煤炭自燃。在向斜轴部顶板应力集中带区段煤柱采空区密闭破坏重，易于漏风，自燃发火率自然就高。
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3、煤矿煤层自燃发火的防治措施
3.1采煤工作面两道两线的自燃防治措施
采煤工作面两道两线是自燃发火的主要地点，因此对其自燃防治措施也得到了相关部门的高度重视。由于采煤工作面两道两线本身存在的特点，导致其在防治措施的采用上存在一些困难。因此，在实际实施过程中，仍然要在回采过程中进行防治。首先，为了能够有效防止进回道自燃，工作人员在回采的时候应该在采空区两道构筑防火墙垛并进行注浆，一般来说，防火墙垛的厚度应该不低于0.5米，宽度不少于5米，高度则应该根据煤层的实际情况来合理设置；其次，要在采空区两端端头填充胶体材料。这样做是为了防止由于采空区两端头处的泥浆难以填充严密所形成漏风通道而引起的煤层自燃，由于所填充的胶体材料具有很强的吸水膨胀性和固水性，能够很好的将漏风堵塞，并且具有很好的效果。最后，采煤工作面两道两线的自燃防治措施包括沿空掘进的时候，必须要技术对采空侧进行封堵，并且要进行定期检查，一旦发现有漏风的现象，要及时采取有效措施将其处理。
3.2采空区自燃防治措施
采空区自燃防治措施可以从3个方面进行考虑，首先，可以根据采空区自燃发火的具体情况采用喷洒或者汽雾阻化剂来对煤层自燃进行防治。阻化剂是一些吸水性很强的盐类，能够降低煤体的温度，阻止煤炭自燃。其次，还可以采用煤层超前注水风流净化的方法进行防治，这种方法是抑制煤尘产生的最有效的方法，目前在处理煤层自燃发火中得到了广泛应用。最后，采空区自燃防治措施还可以在根据采煤工作面的实际情况实施下行通风。一般来说，风压的方向都是向上的，在这种情况下实行下行通风，能够有效阻止采空区漏风，从而能够阻止氧化带的热量积聚，避免煤层自燃的现象发生。
3.3煤柱巷顶自燃防治措施
对于煤柱巷顶自燃发火防治，可以根据煤层的具体情况，采用喷涂堵漏措施，充填适当的防火材料进行处理。
3.4煤层自燃的测定预防
针对煤层种类不同，采用不同方法进行测量，如氧化速度法、吸氧量测定法等。自燃发火期就是煤炭开采过程中暴露的煤炭，从暴露在空气中到发生自燃的一段最短时间。首先要判定出哪些是自燃发火煤层，一般有煤炭自燃引起明火;煤炭自燃产生烟雾;煤炭自燃产生煤油味道;空气中CO浓度超过临界指标，其中的一种现象发生，都可以确定是自燃发火煤层。自燃发火期的测定，一般通过对自燃倾向进行测定来判断这一状况。预防自燃现象的主要方法是:阻化剂、惰性气体、均压通风凝胶防火等方法。
3.5瓦斯爆炸的预防
首先需要控制瓦斯的集聚现象，采取手段分析如下:加强内部通风，便于瓦斯的及时扩散，若通风状况不好的情况，需要定期抽取瓦斯，避免囤积量过大，造成安全威胁;对矿井内部的瓦斯进行含量监测，及时掌控内部瓦斯浓度含量，针对浓度超过上限情况进行相应处理。现阶段瓦斯浓度监测工具有瓦斯检定灯、鉴定器等。此外，需要加强明火来源控制，规定相应机械设备的使用控制，避免密闭区的漏风等状况，对火区加强监管作业，时刻监管相应火区的温度状况。
4、结语
近些年煤矿事故频发现象，需要加强煤炭开采作业的管理工作，从预防角度上避免火灾、爆炸等事故的出现，充分进行预测、检测，及时解决安全隐患问题，充分结合诸多手段，并结合人为干扰控制、预防作业，降低火灾事故发生率。
参考文献
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作者简介
戚向华（1986-），男，内蒙古兴和县人，2009年毕业于内蒙古科技大学矿物资源工程专业，本科，助理工程师，现从事煤炭生产技术工作。
论文作者:戚向华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：煤层论文; 采空区论文; 煤炭论文; 工作面论文; 瓦斯论文; 现象论文; 露天论文; 《基层建设》2018年第33期论文;