井下怎么防止煤炭自燃

开采容易自燃和自燃的煤层时,应采取哪些防止自然发火的措施?

答：开采容易自燃和自燃的煤层时防止自然发火的措施主要有：预防性灌浆、全部充填、喷洒阻化剂、注阻化泥浆、注凝胶、注惰性气体、均压、改进巷道布置方式和采煤方法等措施.

内因火灾又称自燃火灾，煤矿自燃火灾常发生在断层附近、采煤工作面进风巷、回风巷和停采线附近。遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的高冒顶处、假顶工作面、密闭墙内、溜煤眼、联络巷及浮煤堆积的地方是自然发火高发地区。

预防自燃火灾，需要留心自然发火的预兆：煤层的温度，附近氧气浓度，巷道湿度，巷道出现煤油、汽油等气味等。同时通过观察“煤壁出汗”、气味感觉、湿度感觉、疲劳感觉等异常状况提高警惕，查明原因，防止自然发火。也可以借助仪器设备监测，晶合研发的矿区空气质量在线监测系统、水质监测系统等可以通过传感器预先发现异常，同时自动报警。

外因火灾是由外在热源引起的，如井口建筑物内违章使用明火或电焊作业，往往容易形成外因火灾。

防治外因火灾，一是防止失控的高温热源，二是采用不燃性支护材料，同时防止大量可燃物积存。及时发现火灾初起征兆，及时扑灭。

正确使用安全设施，矿井必须制定井上、下防火措施，并符合国家有关防火的各项规定要求。

加强井下明火管理。井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊等工作。如果在井下主要进风巷和井口房等地工作，需要制定安全措施，经矿长批准，专人监督。

矿井必须在井上下设置消防材料库。井下保障材料库、机电设备硐室、检修硐室、材料库、巷道中应备有灭火器，其数量、规格和存放地点必须明确规定。

1.1 概述

关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。

需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级；煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙；煤层埋藏深度和煤层厚度；开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。

1.2 煤自燃的不同阶段

（1）水吸附阶段。与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。 {TodayHot}

（2）化学吸附阶段。煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。该阶段的反应温度为环境温度至70℃。这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。根据煤的品级和类型不同，化学吸附的放热量在5.04～6.72J/g之间变化。若煤温达到70℃时会分解，煤重随之在幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。煤中水汾的蒸发可带走一些热量，该过程产热量晨16.8～75.6J/g间变化。若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。

（3）煤氧复合物生成阶段。该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。其反应温度范围为150～230℃。产生的热量25.2～003.4J/g。这个阶段煤重又有所增加，煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。

（4）燃烧初始阶段。这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的过渡时期，煤温达230℃时，煤氧化可进行到个阶段。此时煤的反应热为42～243.6J/g。这些热量使煤迅速上升促进了煤的快速燃烧。

（5）快速燃烧阶段。这是煤自热的最后阶段，它描述了煤的实际燃烧过程。依氧气供应充足与否，这个阶段可能发生干馏、不完全燃烧或安全燃烧。如果燃烧充分，其反应热等于煤的发热值。 {HotTag}

2 煤的自热影响因素

2.1 煤质

煤质本身对煤自热敏感性有显著的影响。

（1）煤的品级。煤的品级表明了煤的变质程度，常用挥发分含量和含煤量表示。品级低的纯煤自热热敏感性高，而且，随着煤的品能升高其自热敏感性下降。因而，干燥褐煤最易自热而无烟煤几乎不自热。但含有大最水分的褐煤较纯褐煤不易自燃。

（2）煤的水分含量。煤中水分的含量对煤的自燃性有很大影响。水分含量达饱和的煤，特别是在水分含量高的褐煤和次烟煤被开采和干燥前，煤体不再吸附水分，因而不能放出润湿热。煤氧化放出的热量通常使内在水分温度升高。另一方面，自热时的化学反应需要有少量的水分参加。低口级煤水分含量远远大于化学反应的需要量。因而，对低品级煤来说，水分实际上是煤自热的阻化剂。

（3）矿物质。煤中的矿物成分也叫灰分。它可与氧反应放热增加煤温，而且使煤分解以增加煤与空气接触的表面积，如黄铁矿，它可以吸收氧化反应放出的部分热量降低煤的氧化反应进程；煤的高灰分使单位质量的氧化热降低。

2.2 开采和贮运的环境因素

环境因素对煤自热的影响为：可使煤的水分含量发生变化；改变煤氧接触条件：使生产成的热量扩散。可分为：

（1）地质因素。断层和裂隙有利于空气和水分与煤接触。因而散热没有明显增加，却增加了煤发生氧化的机会和水的吸附。也就是说断层和裂隙增加了煤自燃的危险性。埋藏深的煤层地面漏风较少。采空区遗煤（特别对于厚煤层）因不能完全回采而增中了煤的自燃危险性。

（2）开采因素。开采因素对煤自燃的影响主要有2个方面，即通风和煤破碎，没有通风或通风充分的地方，煤自燃的可能性较低。而通风不充分地方煤自燃的可能性较大。裂隙漏风是不充分漏分，它创造了煤进一步氧化的条件，而散热条件并未被改善。所以，任何漏风对煤炭自燃来说都是很危险的。

（3）贮运因素。在贮存和运输过程中，影响煤自燃的因素要为通风不充分和干燥的低品级煤因雨淋和喷洒水产生润湿热。

3 煤炭自燃的综合防治措施

3.1煤层自燃的预测预报

（1）鉴于煤在低温氧化阶段产生CO，因此，CO是早期揭露火灾的敏感指标。在矿井的采煤工作面回风道、综掘煤巷等有自然发火的地点设置CO传感器，若发现CO浓度超限，便可采用便携式CO检测仪追踪监测确定高温点。

（2）采用红外探测法判断高温点的位置，红外探测法其基本原理是，根据红外辐射场的理论，建立火源与火源温度场的对应关系，从而推断出火源点的位置。

（3）用钻孔测温辅助监测。对顶煤破碎或有自燃危险的地点，埋设测温探头，定期监测温度变化情况。

（4）加强漏风检测。定期采用示踪气体法，检查顺槽漏风量。对漏风集中的区域加强观测。

3.2 预防措施

（1）均压通风控制漏风供氧。均压通风是控制煤层开采中采空区等漏风的有效措施。首先，要在保证冲淡CH4，风速，气温和人均风量的要求下，全面施行区域性均压通风，其调压措施包括单项调压和多项措施联合调压，具体实施中的形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。

（2）喷浆堵漏钻孔灌浆。对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆，是防止自然发火的2个有效措施。

（3）注凝胶防灭火。采用注凝胶技术处理高温点或自然发火是煤层开采中防灭火的重点措施，其方法是将凝胶注入高温点或火点的周围煤体中，其作用是既可以封堵漏风通道，又可以吸热降温。

预防矿井火灾的一般性技术措施有以下几个方面：

采用不燃性支护材料。井口房、井架和井口建筑物、进风井筒、回风井筒、平硐、主要生产水平的井底车场、主要巷道的连接处、井下主要硐室和采区变电所等，都应该在岩层中开凿或采用不燃性材料进行支护和填实。

设置防火门。在进风井口和进风的平硐口都应安设防火门，以防止井口火灾和附近的地面火灾波及到井下；进风井与各生产水平的井底车场的连接处都应设置防火门。要定期检查防火门的质量和灵活性。

设置消防材料库。猥劣迅速有效地扑灭矿井火灾，每个矿井必须在井口附近设置消防材料库；井下每个生产水平的主要运输大巷中也应设置消防材料库，储备消防器材，并备有消防列车。灭火材料、工具的品种和数量必须满足矿井灭火时的需要。灭火时消耗的材料和工具应及时补足。消防材料库中材料和工具，平时不准挪作他用。井下的火药库、充电硐室、水泵房和采区变电所中都要配备足够的灭火器材。电气火灾和油料火灾，不能用水扑灭，而应该采用岩粉或沙子扑灭。发生电气火灾时，应首先拉闸断电。

设置消防水池。每个矿井都要建筑消防水池，井下可用上一水平的水仓做消防水池。井下各主要巷道中应铺设消防水管，每隔一定距离要设消防水龙头。

预防外因火灾的措施有：

预防明火。井口房和通风机房附近20米内禁止烟火，也不准用火炉取暖。严禁携带烟草、引火物下年个3，井下严禁吸烟。井口房和井下不准从事电焊、气焊或用喷灯焊接工作，如果一定要在井下进行焊接时，每次必须制定安全措施，经批准并有专人在现场检查和监督，而且要求事先清楚附近的易燃物品，备足消防用水、沙子、灭火器等，并随时检查瓦斯和煤尘浓度。

井下硐室内不准存放汽油、煤油或变压器油。井下使用的润滑油、棉纱和布头等必须集中存放，定期送到地面处理。

预防放炮引火。井下不准使用黑色火药，因为黑色火药爆炸后火焰存在时间长，有使瓦斯引燃或引爆的危险。井下只准使用狂用安全炸药。严格执行放炮规定，煤矿井下不准放糊跑，严禁用煤块、煤粉、炮药纸等易燃物代替炮泥，同时要严格执行“一炮三检查”和“三人连锁放炮”制度。

预防电气引火。要正确选用易熔断丝（片）和漏电继电器，以便电流短路、过负荷或接地时能及时切断电源。不准带电检修、搬迁电气设备。

预防摩擦生火。应做好井下机械运转部分的保养维护工作，及时加注润滑油，保持其良好的工作状态，防止因摩擦生热而引起火灾。

预防火焰蔓延。井下应使用绝缘电缆或不燃橡套电缆、阻燃输送带。国内外多次发生过带式输送机火灾事故，造成众多人员伤亡和财产损失。其发火原因是：输送带为非阻燃胶带，驱动滚筒与胶带间过度打滑，托辊不转，胶带跑偏与机架摩擦，转换地点积煤过多，胶带被积煤压住造成过载等。

为避免带式输送机火灾，必须使用阻燃输送带；必须装设驱动轮防滑保护、烟雾保护、温度保护和堆煤保护装置；必须装设防跑偏装置、过速白狐、过电流和欠电压保护、过载保护和输送带脱槽保护等装置；保证安装质量，加强维护、改善装载条件等。

为测报和扑灭带式输送机的火灾，必须安装带式输送机火灾测报和灭火系统。现在有许多型号的装置。这些系统可用于监测和扑灭胶带火灾，并可与矿井环境监测系统联机。它由速差、温度、烟雾等传感器及电源控制箱、灭火控制阀和水喷雾系统组成，对矿井带式输送机进行或监测、报警、断电和自动喷雾灭火。矿用输送机自动防灭火装置，由单片微机实现信号采集及数据处理、贮存、显示和有选择地输出指令及相应执行元件动作的全部自动化，具有预警、报警、断电和喷水冷却灭阴火和喷泡沫灭火等功能。

预防自燃:

1、开采具有自然发火倾向的煤层时，应采用合理的采煤技术，才能防止煤的自然发火。

选择合理的开拓方式和采煤方法。开采有自燃倾向的煤层，应采用石门、岩石大巷的开拓方式，这样可以少切割煤层，少留煤柱，又便于封闭、隔离采空区。如须在煤层中开拓巷道而且服务年限较长，则应进行砌券

2、对具有自燃性的煤层，应采用倒退式回采，禁止前进式回采。要选用回采率高、回采速度快、采空区容易封闭的采煤方法。所以长壁式采煤方法适于开采有自燃倾向的煤层。充填法管理顶板，有利于防火。

3、合理布置采区。在有自燃倾向性煤层中布置采区时，应根据煤层自然发火期的长短和湖采速度来确定采区的尺寸，如果不考虑煤层的自然发火期，盲目加大采区的走向长度，往往还没采完，采空区就已经自燃。

4、提高湖采率，坚持正规循环。回采率越低，丢煤越多，回采率越不正常，越容易自燃发火。所以应坚持正规循环，加快回采速度，清扫工作面浮煤，提高回采率，并及时放顶或充填。

5、预防巷道中自燃发火。首先要保证巷道的工程质量，防止发生冒顶。遇有巷道冒顶或有煤与瓦斯突出形成的空洞，要清除浮煤，使其与外界空气隔绝，防止煤的氧化。

6、正确择通风系统。要根据地质条件和开拓系统，采煤方法，合理选用矿井通风系统。矿井走向长度大于4公里时，应采用对角式通风或分区式通风，若采用中央式通风，会造成通风阻力大，采空区漏风多；距离地表近、倾斜长度长的缓倾斜 开采，应采用中央边界式通风。

7、实行井联通风，避免串联通风。井联通风的通风阻力小，采空区漏风少，并有利于调节和控制风量。发生爆炸或火灾事故时，便于控制风流和隔绝灾区，事故伤亡人员少。

8、正确选择建筑通风构建物的数量及位置。井下为控制或引导风流按生产需要流动，常需要建造风门、风桥、风墙、风窗等通风构建物。这些构建物多了，会增加风流的不稳定性，不利于采空区及封闭火区的防灭火，所以要正确选用其数量并保证其建筑质量。它们不能安设在裂隙多的破碎煤岩体中，也不能设在沿空留巷的巷道中，否则会造成大量漏风，不利于防止煤炭自燃。

9、加强通风管理，及时维修巷道。通风巷道的断面小，通风阻力越大，漏风越多。所以，要保证足够的通风巷道断面，对冒顶、底鼓等失修巷道要及时修复；巷道中不能杂乱堆放材料和设备；对已经不用的风门、风窗的墙垛要及时拆除等。

10、正确选用采煤工作面通风系统。开采自然发火期短的煤层，采面不宜采用Z型及Y型通风系统，而U型和W型系统有利于防止自燃，采面采完后要及时封闭。

11、及时采取注浆、注阻化剂、均压等防火措施防火。

1.及时连续对标志气体检测，分析，汇总；

2.提高工作面煤炭回收率，降低遗煤量；

3.封堵隐患漏风通道，及时灌注封堵材料或喷涂堵漏材料；

4.遗煤区域针对性灌注相应防灭火材料；

谢谢采纳。

（1）合理选址与设计

煤堆场的合理选址对于预防煤自燃有着非常重要的作用，一般而言，煤场应处于地势比较高、宽敞平整的地方，并根据当地主导风向进行建设。如果煤场位于低洼狭窄的地方，则空气难以流通，不利于煤堆的散热。煤场应铺设成硬质地面并做好排水设计，如果煤场地面为软质地面，雨水不易排出导致底层煤的含水量增加。煤场还应设置挡雨棚，做到防雨防晒。同时，煤场周围应避免高温热源，以降低煤的氧化速度。

（2）鉴定存煤的自燃倾向性

为防止煤炭自燃，须了解存煤发生自燃的难易程度。因此，鉴定煤的自燃倾向性，有针对性地采取相关的防火措施，对预防煤炭自燃至关重要，从而保证安全生产，特别是储存时间较长的煤，更应该引起重视。

（3）加强煤场管理

科学合理的煤场管理措施能够显著降低煤炭自燃的风险。在实际生产中，对不同产地的煤应尽可能分场管理，同时煤场存储的数量应该经济合理，防止存储时间过长。一般堆存时间不建议超过2个月，存储时间过长，一方面增加自燃的风险，另一方面也会降低煤的经济价值，带来不必要的损失。煤堆底部和四周应密封严实，防止漏风，日常工作中还需经常测量煤堆温度，对煤场情况进行监测，一旦发现煤堆发热应立即处理，防止大面积着火。

（4）使用防火材料与阻化剂

使用防火材料与阻化剂是国内外常用的防止煤自燃的措施之一。防火材料不同，其阻燃机理往往也不同。目前，常用的防火材料和阻化剂主要有干冰、卤盐吸水液、氢氧化钙阻化液、硅凝胶、高聚物阻化剂和复合阻化剂等，随着技术的发展，也不断有新阻化剂被开发出来。将阻化剂与防灭火方法结合起来，往往能够起到更好的阻燃效果。

预测是防自燃火灾的第一道防线。所谓预测即是采用科学的方法、已有的知识和成熟的经验，通过实验室试验和现场调研分析，在煤层开采之前预测其自燃危险程度以及可能产生火源的时间和空间位置，为有针对性预防提供科学依据。准确的预测可大大降低防火的盲目性，使防自燃发火行为具有针对性，提高防火效益。

第二道防线是预防，即防止自燃火灾发生。预防建立在预测的基础上。根据预测结果，针对有自然发火危险性区域采取开采技术、通风安全和专项防火措施，破坏引起煤层自然发火条件中的一个或多个，达到防止自燃火灾发生的目的。

第三道防线是预报。在预防失效后，煤层自燃处于萌芽状态，即产生了高温点。利用先进的仪器设备、监测监控系统．检测自燃火源产生的物理和化学现象，及时发出报警，以便让人们及时采取措施，将处于萌芽状态高温点和自燃火源进行处理和消除，防止火灾形成或扩大，避免造成重大的人员伤亡和经济损失。

最后一道防线是火灾应急处理。在预防和预报都失效后，及时而迅速地采取有效的灭火措施，达到抑制火灾规模扩大，减少火灾损失的目的。

预测是基础，预防是中心，预报以弥补预防之不足，充分的灭火准备则可大大减少火灾损失。

煤矿煤层自燃发火的必要条件是：①有自燃倾向性的煤呈破碎堆积状态存在；②有适量通风供氧；②具有良好的蓄热温升条件。煤炭自燃的充分条件是：3个必要条件同时存在，且存在的时间大于煤层的自然发火期。而只要破坏或消除3个必要条件之一或其中的几个，就可以达到顶防自燃发生的目的。煤炭自燃形成的3个必要条件是可以通过提高开采技术水平、采取开采技术措施来破坏或消除的。因此，矿井预防煤炭自然发火是一项系统工程。既要求有合理的矿井、采区和工作面的通风系统；也要有合理的巷道布置、采掘布局和接替安排；既要有切实可行和行之有效的防火措施，也要有先进的生产工艺和装备。只有这样才能达到减少自燃的物质基础，改变堆积碎煤的蓄热条件，减少漏风，缩短自燃条件存在时间的目的。

制定防火措施应遵守的4条基本原则。这些原则是：

(1)消除或尽量减少自燃的物质基础。据研究，煤厚＞o．5m时方可产生自燃火源，因此，在有浮煤的地区应尽量增加其分散度。

(2)控制漏风在易燃风速区(o．o 6m／mm＜矿(易燃风速J＜L 2m／min)之外、抑制氧化速度和减小氧化生热。

(3)采用通风、增大散热面积和增加煤体湿度等方法以增大散热强度，抑制煤温升高。

(4)采用降低氧化速度、增加散热强度等方法延长煤层的自然发火期。

1、与氧气均匀混合

2、有火源或者震动，摩擦。

3、可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮

三项缺一不可，所以，只要阻断一项就可以预防，最好的是增加湿度和水淋过滤粉尘。

预防煤尘爆炸的措施

1、减少煤尘生成、防止煤尘沉积和飞扬：减少工作面和巷道中的浮尘和落尘量，及时清除沉积在回风巷道及运输线路上的落尘；措施有煤层注水；湿式打眼；使用水炮泥；通风除尘；喷雾洒水；冲洗粉尘。

2、防止煤尘引燃的措施：其主要火源是瓦斯爆炸与不正确的爆破作业。

3、防止煤尘爆炸事故的扩大措施：采取措施将煤尘爆炸局限于一个较小的范围内。《煤矿安全规程》155条规定：开采有煤尘爆炸危险性煤层的矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。矿井的两翼、相邻的煤层、相邻采区和相邻的工作面间，煤层掘进巷道同与其相连的巷道间，煤仓同与其相连的巷道间，采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其它地点同与其相连通的巷道间，必须用水棚右岩粉棚隔开。必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉；应对主要大巷刷浆。

为了防止回转窑煤粉的自燃或爆炸，必须注意以下事项

目前除了在回转窑上使用煤粉外，不少厂还在烘干机燃烧炉采用煤粉作为燃料。为了防止煤粉的自燃或爆炸，必须注意以下事项：

(1)回转窑设备的煤粉混合物的喷嘴出口处速度至少应为火焰传播速度的2～4倍。

(2)煤粉输送管道应经常清理，防止煤粉堆积，发生燃烧。

(3)煤粉中挥发分含量或煤粉颗粒过小，易引起自燃甚至爆炸。

(4)供回转窑使用的煤粉不能存放过久，以防由于存放时间过长引起自燃甚至爆炸。

(5)如果回转窑设备检修时停窑时间较长时，停窑前应将煤粉用尽，不使仓内存有煤粉。

(6)一次空气预热温度低于150℃，以免发生爆炸。

(7)在空气中的煤粉浓度应不超过0.3kg/m3，以避免爆炸。

遵循以上回转窑设备使用煤粉时的注意事项，可以有效降低煤粉的自燃以及爆炸等安全事故的发生，提高回转窑系统安全高效运转。