采空區(qū)遺煤自燃影響因素
煤礦井下采空區(qū)影響遺煤自燃和火源形成和分布情況的因素頗多,如:煤的自燃傾向性,漏風(fēng)的速度、溫度及狀態(tài),遺煤的分布和幾何參數(shù),煤層的瓦斯含量及涌出規(guī)律等。

①遺煤的幾何參數(shù)主要包括孔隙度、塊度和分散度等。其中,分散度能夠決定遺煤的散熱面積大小;孔隙度是空氣的滲透性的衡量指標,孔隙度越大,滲透性越好;塊度是其氧化表面積的決定因素,塊度越大,表面積越大;當分散度較小以及孔隙率和塊度都適中的情況下,遺煤易于氧化蓄熱,可能會形成自燃火源。
②漏風(fēng)溫度對火源的形成和分布位置會有較為明顯的影響,當漏風(fēng)溫度較低時,則火源與漏風(fēng)源的距離較遠;漏風(fēng)溫度降低時,氧化速度也會隨之降低,這對煤體溫度的升高造成一定的影響,尤其當煤體本身溫度較低時,這種影響更為顯著。故而,當采空區(qū)漏風(fēng)源距離進風(fēng)大巷很近,或在進風(fēng)大巷附近時,尤其冬季時期內(nèi),封閉采空區(qū)停采線附近發(fā)生自燃火災(zāi)的幾率比較小。
③漏風(fēng)強度(風(fēng)速和風(fēng)量)影響火源的位置。漏風(fēng)風(fēng)流內(nèi)含有一定的氧氣,其不僅供給著煤體氧化所需要的氧氣而加速氧化,還能夠帶走煤體周圍的熱量起到降低煤炭溫度的作用;所以說,漏風(fēng)對自燃的影響是對立的,其既能夠起到加速氧化的積極作用,又能夠散發(fā)熱量,抑制煤的自燃的作用。但是,當漏風(fēng)量大小適中,能夠提供煤氧化充足的氧氣保持氧化作用,又不會帶走太多的熱量而使熱量散失,此時的漏風(fēng)強度即為有利于氧化發(fā)展的漏風(fēng)強度。
④風(fēng)量對氧化的影響最主要的階段是自燃發(fā)展階段。當煤體處于自熱初期時,其氧化速度較低,需要的氧氣量也很小,熱量也很少;若風(fēng)量增大,帶走的熱量也較多,從而抑制了氧化反應(yīng)進行;而當煤溫升高后,需要的氧氣也就更多,這時只有足夠大的風(fēng)量才能提供充足的氧氣。
⑤脈動通風(fēng)對氧化自燃有促進作用。脈動通風(fēng)與“拉風(fēng)箱”式的通風(fēng)較為相似,風(fēng)流中還有一定量的氧氣,通風(fēng)不僅能夠提供維持煤炭氧化發(fā)展所需要的氧氣,而且當其間歇時,熱量得到積聚使煤體溫度升高,可能會引發(fā)自燃,一般來說,而漏風(fēng)的速度越小,火源也就越接近漏風(fēng)源;研究發(fā)現(xiàn),自燃火源分布狀態(tài)還與遺煤的分布有關(guān)系,大量的實踐研究證明,當遺煤厚度大于0.5m時,遺煤才可能發(fā)生自燃,形成火源。
⑥地質(zhì)構(gòu)造帶附近的遺煤易發(fā)生自燃。大量的研究表明,構(gòu)造帶存在構(gòu)造應(yīng)力,煤體由于受到構(gòu)造應(yīng)力的作用,其內(nèi)部的大分子結(jié)構(gòu)遭到部分破壞,致使煤體內(nèi)部自由基含量較多,另外,采掘到地質(zhì)構(gòu)造帶時,進度受影響,遺煤也相應(yīng)增多,這就為自燃創(chuàng)造了有利條件。
徐州吉安研發(fā)的普瑞特礦用防滅火專用液(JTF-I)集凝膠、黃泥灌漿、三相泡沫、氮氣和阻化劑的防滅火優(yōu)點于一體,特別是繼承了泡沫的擴散性能和凝膠良好的固水特性。一方面,水漿生成泡沫之后,緩慢形成凝膠,能把大量的水固結(jié)在凝膠體內(nèi),避免了漿液中大量水流失或者潰漿的缺點,大幅度提高了漿水在采空區(qū)里的滯留率;另一方面,形成的凝膠能以泡沫為載體對采空區(qū)的高、中、低位火源或浮煤大范圍全方位的覆蓋,且能固結(jié)90%以上水分并形成凝膠層,防火時能持久保持煤體濕潤并隔絕氧氣,滅火時能長久地吸熱降溫,防止火區(qū)復(fù)燃。
參考文獻:
[1]范超男.多漏風(fēng)綜放工作面采空區(qū)風(fēng)流規(guī)律研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué),2014.