水城县贵新煤业防灭火专项设计

部分煤层自燃倾向性鉴定成果表

工业分析(%) 煤层 编号 样品号 工业 牌号 原煤样 372 368 375 362 着火温度(℃ 还原样 381 374 378 372 △TO 氧化样 自燃倾向 等级 Wf Ag Vr C8 C12a C18b 备注 自M-8 自M-12 自M-18上 自M-18下 K K K K 0.89-1.18 26-37 22-34 18-24 19.5 20-21 18-21 18-22 19.25 343 345 344 339 38 29 34 33 二 三 三 三 煤自燃倾向等级一类:很易自燃;二类:自燃;三类:有可能自燃;四类:不自燃 上表中煤层自燃倾向性分类是按老标准执行且煤层编号与实际不符，根据《煤矿安全规程》（2011年版），设计建议业主采用吸氧量法重新取样鉴定各煤层的自燃倾向性，矿井各煤层均按煤层容易自燃设计和管理。

（2）矿井的火灾特点

矿井火灾分为内因火灾和外因火灾，内因火灾是由煤层自燃引起的火灾，发火期相对缓慢；外因火灾是由外部火源，如明火、电缆着火、电弧火花、瓦斯或煤尘爆炸、放炮等引起的火灾，发火速度很快，若不及时采取措施，会造成火灾迅速蔓延。矿井火灾的主要危害是产生大量的有毒有害气体，产生高温，扩大火灾范围，引起瓦斯和煤尘爆炸、毁坏设备和资源，需要封闭火区并冻结大量可采煤量，严重污染环境，造成人员伤亡。

火灾特点主要有：

（1）井下空间小，工作场所窄；电气设备多，坑木等易燃物多，煤本身就可以自燃，再加上防火设施不健全，灭火器材不齐全，井下又有新鲜风流，一旦发生火灾，不像地面火灾那样容易扑救。而且各种火灾（如电气失火、油料起火、瓦斯爆炸形成的火灾及煤炭自燃等）都会发生，扑救方法也各不相同。如果灭火不及时或处理不当，就会蔓延发展，往往酿成大火，这就使得灭火工作更加困难。同时，井下工作人员集中，遇有火灾，不知道发生在何处，难于躲避和疏散，这都会加重火灾造成的损失。

（2）自燃火灾多发生在煤柱或采空区中，没有明显火焰，燃烧过程缓慢，不易被人们发现，也不容易找到火源的准确位置，一经察觉，已成火

灾，只好进行封闭。所以这种火灾延续时间长，可达几个月、几年甚至几十年。自燃火灾还生成大量的一氧化碳，以致造成人员中毒伤亡。

（3）井下自燃火灾一般发生在通风不良的乱采乱掘或冒顶处；封闭不及时或不严密的采空区；被压酥产生裂隙的煤柱；上述地点更要注意防止煤的自燃。

（二）煤的自燃分析预测 1、煤炭自燃的条件

（1）有自燃倾向性的煤被开采破碎后，呈破碎状态； （2）有较好的蓄热条件； （3）有适量的通风供氧。

（4）上述三个条件共存的时间大于煤的自然发火期。 2、影响煤炭自燃的因素

煤的自燃过程划分为潜伏期、自热期和自燃期。煤的自燃与煤的物理特性、地质条件和开拓开采条件等很多因素有关，主要表现在以下几个方面：

（1）煤的化学成分及变质程度

本矿区内可采煤层C2、C8、C12a、C15、C16、C17、C18b煤层均位于煤系上部三、四煤段内，各煤层均属焦煤。C66煤层位于煤系地层下部一煤段内，属贫煤。

根据有关资料，一般认为煤的自燃倾向性，是随炭化程度增高而减少的。事实上，同牌号的煤也有自燃难易之分，这是由煤的化学物理性质的多样性所决定的。而煤的变质程度反映在煤的挥发分大小上，本矿井原煤挥发份在17.25～17.82％，挥发分较高，是造成本矿井煤层自燃的原因之一。

（2）煤岩成分

在丝煤、暗煤、亮煤、镜煤四种煤岩成分中，具有纤维构造而表面吸附能力很高的丝煤在常温下吸氧能力特别强，着火点低，可以起着“引火物”的作用，所以含丝煤愈多，自燃倾向愈大。根据贵新井田勘探地质报告对取得的煤样进行组分分析，以矿化丝炭暗煤为主，次为半亮煤，煤层存在自燃的可燃性。

（3）煤的含硫量

煤的含硫愈高，吸氧能力越大，越易自燃，煤中所含硫铁矿，低温氧化时生成硫酸铁和硫酸亚铁，使煤体膨胀而变得松散，增大氧化表面积。

硫铁矿氧化时放出的热量，也促进煤炭自燃。本矿井原煤含硫在0.19～4.29％，C8煤层含硫量较高，最易引起自燃，其它煤层局部块段含硫分较高，同时煤中均含较多的形状及大小不一的黄铁矿，亦是造成煤炭自燃的因素之一。

（4）煤的水分

水分能加速煤的氧化过程，同时使煤体疏松，造成细微裂缝，加大吸氧能力，并降低着火温度，但过多水分可抑制煤的氧化作用。但失去水分后，其自燃危险性将会增大。

煤中所含水分对自燃倾向影响比较复杂，近年来研究表明，同一种煤水份愈多，着火温度愈高，但当它干燥（如不发生氧化）后，着火温度又变为最低，变质程度低而水分多的煤，水分蒸发后，煤的自燃危险性增加，这是因为水分蒸发使煤的粉碎性增加，从而增大其吸氧面积，变质程度高而水分少的煤，水分蒸发对煤的自燃危险性影响不明显。

但“储量核实报告”煤的水分相关数据不全，在以后生产过程中应及时开展该方面工作，为预防煤层自燃提供依据。

（5）煤的破碎程度

煤的破碎程度越高，吸氧面积越大，自燃危险性越高。在煤层复杂构造带附近（如断层破碎带、褶曲），煤的破碎度加大，以及围岩等受到破坏，形成裂缝，煤层自燃发火频率较煤层赋存地段高，本井田内各可采煤层以矿化丝炭暗煤型为主，次为半亮型煤，变质阶段为焦煤变质阶段。

（6）煤的吸附特性

煤的吸附特性表现在煤对空气中氧的吸附性能，色谱分析表明，吸氧量越大的煤越容易自燃。经研究表明，无烟煤的孔隙和纯表面积均大于烟煤，吸附性能相对好，但“储量核实报告”未提供煤吸附特性的相关数据，在以后生产过程中应及时开展该方面工作，为预防煤层自燃提供依据。

（7）煤的瓦斯含量、孔隙率及导热能力等物理性质也是影响自燃倾向的因素。

根据“储量核实报告”，井田内各可采煤层的瓦斯含量较大，煤芯瓦斯含量最高的C15煤层，含量达25.78毫升/克。未提供煤层的孔隙度及导热能力。

（8）煤层厚度、倾角、埋藏深度。

煤层越厚，倾角越大，埋藏越深，则煤的自然发火危险就越大。因为在厚煤层、急倾斜煤层中，回采率低、丢煤多；采区煤柱受压后容易破碎，

采空区封闭不严密、漏风量大，这就为煤炭自燃创造了条件。

（9）地质构造

煤层遭到地质作用（如褶曲、断层、破碎带及岩浆侵入等）破坏的地点，自燃发火比较频繁。原因是地质构造破坏处，煤质较松软，有大量裂隙，围岩裂隙渗水，都使煤的氧化能力提高。本矿井地质构造中等，断层发育一般，但断层附近围岩及煤层较为破碎带易引起煤层自燃。

（10）围岩性质

矿井共8层可采煤层，煤层顶板多为粉砂岩、粉砂质泥岩，岩土工程地质条件较差；煤层底板多为粘土岩。各可采煤层的顶板稳定性较差，冒落后块度相对较小，采空区漏风小，供氧条件差，不利于煤层自燃，如顶板松软，冒落后采空区充填较致密，且能很快压实，则采空区遗煤的自燃危险性大大减少。

（11）温度

随着温度的升高，氧化作用加剧。温度由30℃升高至60℃时，吸氧能力要增加3～10倍，如果温度升高到临界值（70～80℃），则开始迅速氧化，并积极增高温度，导致燃烧。本矿正常地温，影响不大，但要控制作业、设备、环境等发热引起升温。

（12）开拓开采及通风方式

矿井开拓方式和开采方法及通风方式选择不合理，往往造成丢煤多，煤柱破碎，漏风严重，回采时间长，增加自燃的可能性。本矿采用平硐-斜井综合开拓，矿井主要开拓巷道均布置在岩层中。采用走向长壁采煤方法，后退式回采，全部垮落法管理顶板。本矿井投产时布置了二个采区，设计采用普采工艺，煤层属薄及中厚煤层，丢煤不多，采用全部垮落法管理顶板较为合理，不易引起采空区自燃。矿井开拓方式、开采方法及通风方式合理，煤层自燃的可能性减小。

综上所述，本矿井可采煤层属低～中～高灰、特低～中高～高硫、中～高热值焦煤，煤层瓦斯含量较高，井田内地质构造中等，可采煤层为薄及中厚煤层，采用普通机械化采煤工艺，回收率高，丢煤较少，工作面采用“U型”通风方式，后退式开采，漏风少，通风方式较为合理，大大降低了煤层自燃的机率。

（三）煤层的自燃预防措施 1、开拓开采方面的措施

（1）根据《煤矿安全规程》第229条“对开采容易自燃、自燃的单一