中国哪个地方煤炭自燃

其实原因很简单，在300多年前，古人就已经发现了贺兰山的煤矿，同时在这里开始了挖掘工作。当时大大小小的煤炭企业数不胜数，以上个世纪90年代为例，除了国有化工厂之外，还有一些小煤窑到处乱采，没有一个科学的管理方式。

因此很多工人在井下取暖，或者在地面生火，没有完全熄灭的火种点燃了裸露出来的煤矿。于是着火点一个接一个的出现，自燃区迅速扩大，最终导致了一发不可收拾的局面。

由于煤炭燃烧层十分的深，燃烧的热量相当巨大，很难有人靠近火区，因此扑灭任务也越加困难。

相信很多朋友也在思考，为什么不把它们熄灭呢？其实原因很简单，普通方法根本没有效果。比如大家都能想到的用水浇灭，这个方法看似简单，但其实存在巨大的风险。

在氧气不充足的情况下，水与炽热的煤层接触后，会产生大量的水煤气。同时也会产生一氧化碳和氢气的混合气体，如此一来反而会助长火势，弄巧成拙。

因此现在科学家们提出了两个方案，分别是“注浆灌浆”以及“剥离+注浆灌浆”。简单来说就是用泥浆代替水，注入到燃烧的煤层当中，起到隔绝空气和降温的作用。

但是很多地区已经出现了地面明火，想要注浆就必须先剥离表面的煤层。但实际操作下来却发现很容易被一些偷挖盗采的人浑水摸鱼，同时着火的煤炭也不好处理，所以才没有立即执行，而是在寻找更好的方案过渡。

如果能够快速解决贺兰山煤矿自燃的现象，相信我国会有充足的生产力来挖掘当地的煤炭资源，保证全国煤炭的市场稳定。但根据当地的实际情况来看，想要实际解决问题，有一定的难度。

     贺兰山作为宁蒙分界线上的重要地理标志，一直备受国家关注。国家对此专门叮嘱当地政府：贺兰山是我国重要自然地理分界线和西北重要生态安全屏障，维系着西北至黄淮地区气候分布和生态格局，守护着西北、华北生态安全。要加强顶层设计，狠抓责任落实，强化监督检查，坚决保护好贺兰山生态。 

     可是近日，关于贺兰山煤层自燃的一条新闻走进了大众的视野。国民才了解到贺兰山由于开采煤炭资源引起的环境破坏有多么严重。就拿贺兰山的汝箕沟矿区来说，煤层自燃历史已超过三百年，有3.3平方公里的土地已经被污染，而且每年还在以14~16米的速度向外围扩散。

     据记者了解，造成煤层自燃现象的原因主要有两方面：一是由于过去小煤窑多达140处，井工正规开采也达50多年，矿区开采遗留的废旧巷道和采空区为火区提供了良好的漏风供氧通道。二是太西煤具有高化学活性、高瓦斯含量等特点，煤层着火后不存在自然熄灭的可能性，而且由于太西煤变质程度很高，瓦斯含量大，所以目前不光是煤在烧，大量瓦斯涌出也参与燃烧，加快了火区燃烧速度。

     煤层自燃不仅对当地的生态环境造成了严重破坏，导致大面积山林焚毁，山体裂缝、塌陷等地质灾害频发；由于煤层自燃过程中会产生二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有害气体，在随空气扩散后对附近居民的身体健康造成了很大的影响。

     当地政府在三年前就已经开展了治理工作，累计投入资金达100亿，治理修复面积达200平方公里，贺兰山的生态系统也达到了有效的修复。在对贺兰山形成点、线、面互为一体的保护格局后，森林覆盖率在逐年增长，野生动物数量也在不断上升，正在不断向之前那个风景秀丽的贺兰山恢复。

     不过，修复贺兰山生态不是一朝一夕之功，还需政府和企业共同努力，除了植树造林、退出矿企、消除非法人类活动，还需要给贺兰山山体来一次全面体检，实施一台“微创手术”，消除困扰贺兰山的“自燃”破坏，给贺兰山这道生态屏障强筋健骨。

煤暴露在空气中的自氧化热达到点火温度是一种自然现象。煤炭自燃必须具备三个条件:可燃碎煤、充足的氧气和适宜蓄热升温的环境。煤的自然性往往用自然倾向性来表示，自燃倾向性是煤的自然属性，取决于煤在常温下的氧化能力，是煤自燃的基本条件。煤炭自燃可分为三个阶段:潜伏期、自热期和燃烧期。潜伏期:这个阶段是煤与空气接触的初始阶段。与氧气相互作用过程微弱，本身没有明显的升温现象，周围环境也没有升温迹象。通常这一阶段持续时间较长，因煤种不同而不同。

自热期:在此期间，温度上升明显，上升速度逐渐加快。随着煤的吸氧能力自动加速，热量进一步积累。煤明显温升的特征值一般认为在60-80度之间，但随煤种不同而不同。在此期间，煤的氧化速率迅速加快，温度明显上升，温度在临界温度以上，空气和周围环境的温度也逐渐上升。会有明显的烟和火以及特殊的火味。煤田火灾是待开发煤田的一大灾害，不仅会浪费大量煤炭资源，而且会提高火灾附近的地温，向大气中释放大量有毒有害气体，污染环境，使地面开裂塌陷，造成地表植被死亡，从而影响煤田的正常发展和人民的正常生活。中国煤田火区已达700平方公里，其中活跃火区近20平方公里，每年燃烧数千万吨煤，成为世界上煤田火区最严重的国家。特别是在中国新疆，煤田火灾历史悠久。经考证，绝大多数熄灭的古煤田火灾发生在80万年前的更新后期。中国唐代有煤田火灾的记载。

直接灭火法、间接灭火法和综合灭火法。中国新疆采取注水、灌浆、挖火源、覆沙等综合灭火措施，先后扑灭了大南湖、艾维尔沟、铁厂沟、七台北山火、阜康白洋河等火区。宁夏汝箕沟煤田火区通过封堵火头防止火势蔓延、封堵地面塌陷和裂缝、填充和覆盖老化或缩小火区等控制措施得到控制。大量的水和沉淀物被搅拌成薄薄的泥浆，倒入火口，应该能扑灭。原因一。水可以灭火；原因二。水是无常的，只要够，就能进入所有毛孔；原因三。水中的泥浆可以隔绝空气，窒息起火点，填充空间，使火不会重新点燃。其实很简单。请求军方介入。使用地面穿透导弹加燃料空气炸药。先测试燃烧煤层的深度和光度，制造出深度相当的特种探地导弹的钻孔深度，打到下面的燃油空气炸药，逐渐减火，火大的地方，燃油空气炸药打到的地方，抽出氧气。火小了，就好处理了。

把植物变成煤，然后在煤田里钻几口井抽走甲烷，然后你就看煤层会不会自己熄灭，这是个笑话。毕竟煤层含氧少，燃烧是因为有源源不断的甲烷，补充煤田下绝对有天然气。关于贺兰山煤层自燃，是否可以在燃点周围围堰筑坝，然后从水源丰富的地方延伸一条大口径引水管道到围堰，通过洪水灭火，这种方法可取吗？不能熄灭的可以作为地热开发利用。有了这样现成的能源，烧水就不需要电了。这个利用难度还是要部分利用的。地下几千米的热岩可以开发，水下几千米的可燃冰可以开发。这煤火表面上应该没问题，就看有没有意向了。最深的约500米，浅的780米。表面温度不是很高。在破裂的当地平均时间可以看到烟雾和气体。众所周知，20世纪50年代和60年代曾尝试过几种灭火方法，但都没有效果。十几年前尝试过水泥砂浆喷射法，效果也不大。

1）密闭墙处煤体破碎，漏风供氧好，易自燃；

2）综放面“开切眼”顶煤易破碎自燃；

3）架棚支护的喷浆巷道顶煤最易发生自燃；

4）综放面巷道掘进时的自燃危险性大于生产时期；

5）采空区“两道两线”丢煤量大，漏风通道畅，易自燃；

6）顺槽锚网支护强度大，采空区两端不易跨落，漏风严重；

7）无煤柱开采邻近采空区二次氧化，自燃危险性大；

8）综放工作面初采和停采时期的自然发火危险性大；

9）顶板工艺巷、瓦斯尾巷形成采空区通风；

10）采空区瓦斯抽放增大漏风；

11）瓦斯燃烧和爆炸促进煤层火灾的发展；

12）浅埋煤层开采形成地表裂隙漏风后，易发生自燃；

13）大面积采空区漏风形成的自燃可能引发气体爆炸；

14）高瓦斯矿井火区启封或灭火时，危险程度大；

15）火区周边采掘活动增加；

16）受露头和老空火区入侵影响。

新疆有“一白一黑”之说，“白”的指的是棉花，“黑”的则指的是煤炭。新疆煤炭储量十分丰富，其预测储量达1800亿吨，占了全国预测储量的40.6%。而新疆煤田火灾也十分严重，火区的面积之大，分布之广，燃烧历史之长堪称世界之最。目前，新疆依然有35处煤田火区，其中重点火区就有8个，一般火区27个，活火区面积825万平方米，已烧掉了31亿吨，每年就白白烧掉1000万吨。

硫磺沟火区则居新疆8大重点火区之首。硫磺沟之所以得名，则因其煤区自燃而析出大量的结晶硫磺而名沿至今，自清代光绪年间至今，硫磺沟煤田便“裂隙纵横，浓烟弥漫，岩隙间火焰呼呼，经年不绝”，自1874年有历史记载以来，硫磺沟南北12公里、东西10公里的煤区就大火不止，烧了整整129年，有数字表明，在这百余年间，就一共烧了2.4亿吨煤炭。每到傍晚，你便可以发现在那跳跃的蓝色火苗中还拌着黄绿色和橘黄色，布满了硫磺沟的沟沟岭岭。

新疆昌吉硫磺沟，地处南山山系，总面积574平方公里，海拔1232米，是南北疆的交汇处。它距乌鲁木齐40余公里，由乌市出发，经吐乌大公路西行，由亚心村处进入南山道，即可到达。硫磺沟距昌吉市32公里，从昌吉市出发，沿乌伊公路14公里处向南，经八一钢铁厂驶入谷地过山口,过头屯河水库，再往南行三公里,即驶入硫磺沟镇。硫磺沟在新疆久负盛名，但并不因为它的独特景致，而是因为它的百年煤火。

硫磺沟是南山山区中产煤量最为丰富的沟，探明储量达15亿吨，但该地的地下煤火一直都处在自燃状态，硫磺沟煤田火区面积达184万平方米，每年要烧掉176万吨煤，按当前可比价格计算，每年损失1．7亿元。对于煤田开发而言，这笔损失极其巨大。

起火原因

新疆煤田发火的原因不外有三：其一，天山是地质活动较为剧烈的地区，埋在地层中的水平煤层经过多次地质运动大多变为倾斜煤层，煤层露头多，暴露的煤层与空气中的氧接触，产生氧化作用，积热增温，温度达到燃点时煤层自燃，形成煤田火灾；其二，历代小煤窑不规范的开采，工艺落后，无防火措施，着火就走，走了又开新井，着火又走，酿成大面积煤田火灾；其三，新疆属大陆性气候，干旱少雨。以至新疆煤田火灾连连不止。

其实，地下煤层燃烧是全球性的灾难。环顾全球各个地区，人们会发现：地下煤层在肆无忌惮地熊熊燃烧，数以万吨的烟灰、有害气体被排放到空气中。几乎世界上所有的产煤国都不同程度地存在着地下煤层燃烧现象，其中以中国、印度、印度尼西亚的形势最为严峻。而像美国的科罗拉多州和宾夕法尼亚州的地下煤田大火虽然不像上述国家那样，但也都燃烧了几十年。

在美国的16个州中，有260处地下煤田在燃烧，它们有些发生在废弃了的矿井中，有的发生在还未开采的露天煤田中。美国宾夕法尼亚州的塞特利亚煤田大火从1962年5月开始一直燃烧至今，已经烧了41年，这也是全美最严重的煤田大火之一。大火的起因很简单，是人们将一个废弃的露天煤矿当成了非法垃圾倾倒点，而市政当局在此焚烧垃圾，由此引发了火点，火势顺着煤层一直燃烧，延伸到塞特利亚地下煤田。煤田大火带来的浓烟和有毒气体，迫使当地镇上的1100多名居民纷纷搬离家园。该州的扬斯敦镇也存在着同样的情况，珀塞煤田大火已燃烧了30多年。

火灾危害

煤田大火的火势一旦失去控制，将会燃烧几十年甚至几百年，在燃烧过程中向空中排放出大量的温室气体、有毒气体和烟尘颗粒。来自荷兰的科学家对中国地下煤田大火对周围环境的影响进行了考察，测出煤田大火每年向空气中排放出的二氧化碳达3．6亿吨，约占全球二氧化碳年排放量的2％至3％。虽然科学家们没有对所有煤田大火中二氧化碳的排放量做出具体的测量结果，但是毫无疑问，产煤国中大规模的煤田大火是导致全球和地区气候变化的主要原因之一，同时也是造成环境污染和呼吸道疾病的罪魁祸首之一。

由于硫磺沟正处乌鲁木齐的“上风口”，其燃烧释放的大量有害气体和粉尘，如一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、硫化氢等，成为乌鲁木齐三大环境公害的首当其冲者。硫磺沟每年自然燃烧掉的煤炭就有176万吨，根据煤炭不完全燃烧的理论计算，释放出的近10.8万吨的有毒有害气体及近1吨的粉尘，飘到了乌鲁木齐上空，使乌鲁木齐人饱尝了有毒有害气体和粉尘毒害之苦。这些煤田火区的生成物，在低空造成有害气体严重超标，在中空对流形成大范围的酸雨，在高空破坏了臭氧层。由于硫磺沟火区百余年的自燃，当地的土壤和植被也遭涂炭，在火区记者看到的是地表形成的大片大片的焦土和烧变岩，地面裂缝和塌陷坑随处可见。5号火区，就留下了有2个足球场那么大的塌陷坑，森林也被烤焦枯死，远远望去，山岭间光秃秃的看不到一棵树。就这样，硫磺沟煤田火区已烧毁了草场220万平方米，周围居民也不得不被迫迁走。而煤炭中的金属和非金属元素经过高温燃烧造成酸碱性化合物，对火区附近的地表水和浅层地下水造成了严重的污染，改变了水质，使重炭酸型的甜水变成了氯化物型的咸水或硫化物的苦水。

扑灭新疆的煤田大火，一直受到领导的关怀，而新疆硫磺沟煤田大火，更是牵动着几代领导的心，几代领导人都关注着这里的火情。周宰相就曾批示道：“要摸清新疆煤田火灾，针对不同情况采取措施。”1999年，“新疆硫磺沟煤田火区灭火工程项目”正式立项，朱宰相专门从“救灾专项基金”中，拨了9000万元，地方配套872万元，用于新疆硫磺沟煤田火区的灭火。并且，立下军令状，限期于2003年底前必须扑灭硫磺沟煤田火区的矿火。

乌鲁木齐克拉玛依东路上有一栋6层的小楼，无论它的外观，还是它的结构，在现代化的乌鲁木齐市政建设中，根本挂不上号。但就是这栋小楼的机构——新疆煤田灭火工程处，却是周亲切关怀下成立的。1958年组建以来，战风沙，斗酷暑，转战天山南北，先后扑灭了17处矿井和煤田火区。特别是被国外媒体称为是无法扑灭的新疆奇台北山火区、乌鲁木齐铁厂沟火区、阜康白杨河火区、小黄山火区和小龙口火区等五大重点火区。保护了近300亿吨的煤炭资源。昔日的火焰山，如今变成了平川和绿地。

硫磺沟火区最深的燃烧层达215米，燃点最高的实测温度达到了1290℃。

为了根治硫磺沟火区的矿火，新疆煤田灭火处的科技人员总结出了一整套符合我国煤田灭火行之有效的方法，包括剥离、打钻、注水、注浆和黄土覆盖在内的5道工序：先由推土机把火区作业面推平，实质上是“愚公移山”，削掉一个个山头，使之有一个良好的工作面，然后用水管往火区注水。待温度降到70度左右后，再开始用钻机往地下火源上钻孔。紧接着，往钻孔里灌黄土泥浆，用泥浆把地下裂隙堵住，隔绝火源和空气的接触。最后一道工序是在地表上覆盖一层厚厚的黄土，以彻底使煤层脱离氧气。但当地的土很难用得上，因为，大部是沙质土，空隙大，隔绝空气的性能差，只能一卡车、一卡车从别的地方把黄土运来。工程人员为扑灭大火，共完成剥离平整133.65万立方米、钻探39437.09米、注水279.05万立方米、注浆193.82万立方米、黄土覆盖272.73万立方米，超额完成了设计工程量。

他们在完成硫磺沟煤田火区扑火任务后，又要马不停蹄准备挺进南疆。南疆缺煤，但阿克苏地区的铁热克煤矿煤田大火却燃烧了28年。面对这一困扰自治区煤炭工业和造成污染环境多年的老大难问题，近日投入了9348．57万元资金，将对其进行彻底扑救治理。

铁热克煤矿煤田燃烧最早发生在1975年，到1986年已形成大面积的地下火海。在2000年制定的《新疆煤田火区治理规划》中，扑救治理该矿已是其中的内容之一。但是，由于当时资金和技术上都存在着一定的困难，问题一直拖延到现在，明火区面积已接近百万平方米，并严重地威胁着615.16万吨的原煤。新疆自治区煤田灭火工程处，已经决定计划用三年时间扑灭铁热克煤矿煤田大火。

如今，硫磺坡煤田山坡上已经长出了长长的青草，谁想得到，几年前这里还是一片火海。

硫磺沟位于新疆的南北疆交汇处，距乌鲁木齐约40公里。硫磺沟绵绵百余里，如诗般镌刻在卡拉扎祖山，是我国最长的侏罗系山脉．地质构造对研究天山的隆起过程、新构造运动以及第三纪地层和古环境具有很高的价值。硫磺沟充满了魔幻的色彩，是色的海洋，赭红中夹杂黄白黑绿等色，泛起眩目的浪花；硫磺沟是自然的造型师，处处都是‘天然雕塑’，成就了犬牙交错的铮骨豪情，远望近观，悠悠景致，每每可收。

[天外飞仙] 易自燃煤层火灾原因分析与综合防治技术实践

时间：2008年8月4日

摘 要：通过对义马煤田易自燃煤层发火机理及原因的分析，探索和开发研究煤层火灾防治技术，形成一套易自燃煤层综合防治体系，为保障矿井安全、实现高产高效提供可靠保证。

关键词：易自燃煤层；发火原因；防治技术

1 煤层基本概况

义马煤田的开采煤层为中生界侏罗系下侏罗统煤层，煤层地质构造比较简单，赋存条件较好，煤层倾角6°～14°，煤层较厚。煤种为长焰煤，不粘结，中等硬度，极易风化成粉末。下侏罗统含煤共5层，各煤层均有自然发火倾向，发火期1个月，最短只有8 d，煤层自然发火问题比较严重。煤层瓦斯涌出量较小，煤尘具有爆炸危险，爆炸指数为44．7％～51．8％。

2 煤炭自燃机理和条件

根据我国煤炭自燃倾向性分类，义马煤田的煤层属容易自燃煤层(工类)。自然发火的决定因素是发火地点存在低温氧化的浮煤、碎煤，同时向它供有足够的氧气以及煤炭氧化时有蓄热准备条件。自然发火的实质是煤炭自身与空气中的氧气接触，产生氧化反应所致。氧化是煤炭自燃的主要原因。煤炭在井下大气的常温和常压条件下，遇空气中的氧气，便产生表面吸附作用，使煤炭进入低温氧化阶段，此阶段中发热量很少，能出现一些不稳定氧化物的最后产物——C02、CO、水蒸汽；如果热量不及时扩散，逐渐积蓄，大于煤体向周围介质散失的热量，煤炭温度继续上升，称为自热，待煤炭温度上升到某一极限值(一般为70—80℃)时，煤体温度上升急剧加速，达到临界着火点时，便发生煤炭的自然发火。

3 煤炭自然发火的规律及其成因分析

针对义马煤田的生产技术因素，我们通过对煤层自然发火几率分析可以看出，发火的原因是多方面的：巷道布置不合理、煤柱受压破碎、浮煤护顶较多、地质因素、漏风、冒顶及通风设施管理不善、生产管理不善等。煤炭自然发火的规律及其成因分析如下。

3．1 两道两线处煤炭易自燃(指采煤工作面上、下巷，开采线，停采线)

(1)上、下进回风巷煤炭易发火。①巷道变坡处煤炭易发火。由于地质因素，巷道掘进期间，巷道变坡处易发生冒顶，或者棚梁上浮煤堆积，风流经过变坡点处形成漏风供氧，使棚梁上的松散煤体升温，热量积聚而导致发火。②与相邻巷道交叉处煤炭易发火。由于工程设计原因，工作面上、下巷道与相邻巷道垂直上、下交叉，交叉巷道布置在一层煤中，交叉间距小，致使2条巷道间产生漏风，引起煤炭自燃。③护巷煤柱易发火。留设煤柱保护区段巷道时，在采动压力的作用下，煤柱被压裂、破碎、坍塌，再加上工作面端头回柱后，冒落不彻底，留下漏风通道，容易引起煤炭自燃。④分层巷道假顶内煤炭易发火。分层巷道采用内错式或重叠式布置时，除第一分层外，各分层都是在假顶下掘进。因而在第二分层及其以下的分层巷道掘进和采煤期间，都会向上一分层采空区漏风，使上分层采空区中的遗煤自燃。⑤综放工作面上、下巷顶煤易发火。由于综放工作面开掘巷道，沿煤层底板掘进，造成巷道顶煤开裂冒落，形成巷道为主通风系统，冒落处为弱通风系统。

(2)停采线处易发火。在开采下部分层时，上部分层的停采线遗煤容易自然发火。同时在工作面开采过程中，还可能引起本分层或上部分层的相邻采空区停采线浮煤自燃。停采线是压差最大的漏风通道，若两端都由密闭墙封闭不严，停采线处煤炭易于自然发火，特别是在厚煤层分层开采时，表现更为突出。

(3)开采线(切眼)处易发火。①分层开采切眼处。开切眼积存浮煤的情况与停采线大致相同。因此，如果相邻的工作面进、回风巷向采空区的开切眼漏风，则该处易发生煤炭自燃。②综放开采开切眼处。由于综放开切眼托顶煤较厚且开切眼宽度大，支护不当或安装支架抽棚梁时，易造成冒顶现象，加之综放支架重，安装速度慢，时间长，往往造成支架刚安装完毕，就发生煤炭自燃发火。

3．2 采煤面采空区遗煤，上下隅角处易发火

(1)由于地质条件变化或设备等原因，造成工作面推进速度慢，当工作面推进度低于采空区遗煤氧化升温带宽度时，氧化升温带内煤炭氧化蓄热，煤体存留时间可能超过自然发火期而出现自燃。

(2)采煤工作面上下隅角在回柱时，上巷上帮、下巷下帮塌落不实，易形成三角区漏风通道；上下隅角处于漏风源点、汇点；上下隅角易堆浮煤；综放工作面上下端头放煤不彻底，丢下大量遗煤，为煤炭自然发火提供了物质条件。

3．3 巷道冒顶处、断层附近煤炭易发火

巷道冒顶处，正常风流冲刷不到冒顶深部，煤炭氧化热量易于积存，易自然发火；断层附近易于造成冒顶，加之处理不及时，巷道支护“软关门”，易发生自然发火。

4 易自燃煤层火灾综合防治技术

4．1 预防性灌浆预防煤层自燃技术

灌浆防灭火是义马矿区最基本的防治措施，主要有采后密闭灌浆、随采随灌、巷顶插管注浆等形式。当工作面回采结束后，在工作面胶带巷、运输巷口修建永久密闭，利用密闭前铺设到停采线的灌浆管实施封闭注浆，间歇充填，灌浆量以黄泥接实巷顶为准。

对于分层开采并有下分层的采煤工作面，必须对采空区随采随灌黄泥浆，每天至少一班向采空区灌浆，以湿润包裹采空区遗煤，防止遗煤氧化积热，灌浆实行少量多次的方法，每次注浆量以工作面出浆水为止。

对于工作面上下巷道顶部留有煤皮或冒顶空洞的地方，多采取巷顶插管注浆措施。对冒顶空洞，采用人工直接下人注浆管；无冒顶地段采用钻机打钻孔下入注浆钢管，注浆管一般采用40mm的无缝钢管(前端为多孔花管)，下管长度一般不低于3m，钻孔角度45°，孔间距4m.

4．2 低风量稳定风流供风防治技术

对于正常回采期间，合理控制工作面风量，采取低风量供风。采用“U”型通风的工作面，降低供风量是压缩采空区氧化带宽度，防止采空区遗煤自燃的手段之一。根据工作面瓦斯绝对涌出量，在满足人员呼吸、有害气体浓度、温度不超限的情况下，采用低风量供风；同时加强工作面通风设施管理，保证风流、风量稳定，避免风量忽大忽小，使采空区遗煤连续氧化，蓄热升温，而引起煤炭自燃。

4．3 压注化学凝胶及胶体泥浆防治技术

义马矿区引进并推广了化学凝胶防灭火技术。它是目前矿区处理高温点、封闭堵漏的主要手段。制取化学凝胶的原料是水玻璃和碳酸氢铵(促凝剂)。水玻璃含量3％～9％，碳酸氢氨含量2％～4％，通过2台注胶泵用三通与钻孔注管联通压注。成胶时间与促凝剂的含量成正比关系。

在需要大量快速充填空洞时，往往采用胶体泥浆(阻化泥浆)，胶体泥浆的制取主要是利用地面灌浆站向井下输送水玻璃，井下加入促凝剂。

4．4 压注增稠泥浆和聚氨酯喷涂防治技术

(1)压注增稠泥浆，降低采空区遗煤温度，杜绝注浆脱水影响支架拆除现象的发生。距停采线40～50m，在上拐头逐步压人长度分别为40 m、30m、20m的注浆钢管，停采后注入增稠泥浆(增稠剂在地面注浆站，以注浆水的0．3％比例加入)，以降低采空区遗煤温度。增稠剂为白色粉末状高吸水材料，吸水倍率100—180倍，能有效地将浆水固定在采空区范围内，杜绝注浆脱水影响工作面支架拆除现象的发生。

(2)聚氨酯隔风喷涂技术在义马矿区主要用于工作面拆除支架期间，喷涂工作面架顶及架后，封闭架顶碎煤及架后采空区遗煤的供氧通道。聚氨酯喷涂所用原料，以异氰酸酯为一组份(黑料)，其他如多元醇聚醚、催化剂、阻燃剂、发泡剂等合在一起为一组份(白料)。使用时，将黑白两料等，搅拌均匀，可在几分钟内制得聚氨酯泡沫制品。因聚氨酯涂料发泡倍数高达20—25倍，并且有很强的粘着力，其以液体状态喷射粘附在架缝表面，在膨胀发泡过程中，靠膨胀力挤压进入所有漏风的空隙，堵漏效果良好。

4．5 采空区压诖与汽雾喷洒阻化剂防治技术

阻化剂采空区防灭火在义马矿区的应用分为2种方式：一是利用地面水源连通自制的ZHI—Ⅲ型阻化剂加入装置，通过注液枪(前端为花眼钢管)向采空区压注阻化剂，阻化液含量一般为10％～20％，此种方式不需电源，阻化液浓度易控制；另一种是将阻化剂和水按比例(10％一15％)配成溶液，通过高压泵、汽雾发生器(喷嘴)将其雾化，在工作面下拐头以漏风为载体，将汽雾阻化剂带入采空区煤体表面，延缓煤的氧化过程，常用的阻化剂有CaCl2、MgCl2等。

4. 6 充填复合凝土防治技术

对冒顶区长、冒顶高、范围大的地带，充填复合凝土。复合凝土成分组成：固化剂15％、水50％、黄土35％，固化凝结时间3～8 min。充填工艺为：将复合凝土原料(地面有加工厂、袋装)加入充填机中，调节好进水量，在充填机旋转下形成含固化剂15％、水50％、黄土35％的稠浆液，经高压泥浆泵充填钻孔进入高冒区3—8min后，凝结成复合凝土。

4．7 上下隅角遗煤自燃防治技术

在工作面上下隅角设置看火工，每班在采面拉架放顶之后，用长枪头(15mm钢管端头缩口成尖)洒水降温，使上隅角内放下的煤始终处于湿润和低温状态；在下隅角附近(进风侧)后输送机头以里设置1道常开水幕，增加隅角漏风的湿度，延长隅角附近煤的自然发火期。采用临时密闭和凝胶充填相结合的方法，隔绝采空区漏风，处理下隅角高温点。在下巷转载机机尾之后，上接过渡架下帮，下接下巷下帮煤壁建1道临时密闭墙，墙处打上防倒戗柱。从墙外向墙内巷顶及过渡架尾梁之后打钻下注浆管2组，深度分别为4m、2m。利用地面注浆系统注入低浓度化学凝胶，胶体从巷道顶板煤缝及过渡架尾梁处挤出停止。随工作面推进，每隔5m建1道密闭墙，充堵1次凝胶，直到测不出CO为止。

4．8 巷道背板抹泥和喷射混凝土防治技术

受煤柱集中压力和回采动压影响，上下顺槽压力显现严重，支架上浮煤堆积严重。为此，改变支护方式，一是巷道顶板背设由原来的荆芭、椽子改变为木反背设，而后抹泥封闭；二是巷道掘进50m，在原有支护断面上喷射混凝土，掘进、喷射循环进行，大大减少了巷道煤体扩散漏风。

实践证明，在义马煤田易自燃煤层进行开采，汁对煤层发火原因的不同，采用不同的防治手段 和方法，完全可以保障安全生产。

参考文献：转载

煤自燃对某些人来说听起来可能很新鲜，但却是一种非常普遍的现象。目前，世界上约3%的二氧化碳排放来自煤炭自燃，可望达到较高水平。有数字说，世界上任何时候都有成千上万的煤层自燃。作为中国这样的煤炭大国，煤层自燃也十分严重。据推测，我国煤炭年自燃量在2000万至2亿吨之间。

煤层自燃的原因有很多，包括自然原因和人为原因。比如有些煤的自燃点很低，甚至低到40度，这样当温度达到氧气水平时，煤层就会自燃。一些野火还可能导致浅层煤层自燃。自燃的持续时间可能很长。澳大利亚新南威尔士州有一座自燃煤矿。燃烧时间可能持续了6000年。它应该是已知自燃时间最长、仍在燃烧的煤层火灾。这个地方的火焰仍以每年1米的速度向南移动，深度约为地下30米。

我国已知的燃煤始于200多年前，近百年来发生了多次煤火。乌鲁木齐记录了一百多年的煤火历史。近代以来，随着煤矿开采量的增加，暴露在地表的煤层越来越多，人为因素引起的煤炭燃烧也越来越多。

比如，一些煤矿废弃后成为填埋场，容易被点燃，从而进一步点燃煤层。美国的许多煤层火灾就是原因。美国大部分煤层火灾发生在宾夕法尼亚州，这也是一个大问题。还有因矿难引起的火灾和爆炸，造成煤炭燃烧。由于缺乏管理，废弃煤矿燃烧也很普遍。还有一起火灾是由于盗窃期间的设施和方法问题引起的。燃煤引起了经济、环境、安全等诸多问题。

所以科学家认为煤炭是一种不可再生资源，因为想要形成煤炭需要大量的时间，一旦人类将地球上的煤炭全部用完，那么在短时间内不可能产生煤炭，所以现在很多国家都提倡节约用煤，能够用其它资源代替的就用其它资源代替，不过有一个地方，煤炭每时每刻都在燃烧，已经燃烧了大约300多年，一直都没有停止，这个地方就是贺兰山煤矿，贺兰山煤矿在我国宁夏和内蒙古的交界处，这个地方含有非常丰富的资源。

根据科学家的研发，这里的煤矿数量很多，而且煤炭的质量也非常好，给我国的发展提供了巨大的资源，但是有一处煤炭一直燃烧，没有熄灭过，这是为什么呢？根据记载，在很早的时候人类开始利用煤炭取暖，当时的 科技 还不是很发达，于是就将这里的煤炭点燃了，点燃之后就发现火已经灭不了了，所以一直燃烧到今天，那么有很多朋友一定会问，在今天这个 科技 发达的时代，难道还不能够熄灭这些火吗？

首先煤炭的燃烧是一种化学反应，我们都知道火在燃烧的过程中会消耗周围的氧气，在消耗氧气的同时还会产生很多二氧化碳，在大火中，周围的温度非常高，而且二氧化碳的浓度也是很大的，人类想要近距离的灭火是不可能的，温度太高人类根本过不去，再加上这个地方的火是在地下进行燃烧，这大大增加了灭火的难度，如果火是在地面上，那么我们可以利用飞机或者是其它的工具来进行灭火，但是火燃烧在地下，一般人根本不敢进去。

而且天空下大雨都没有办法将其熄灭，如果是小火，那么水是能够灭火的，但是大火水是灭不了火的，相信很多懂物理的朋友应该知道，水的成分是氢和氧，氧气是帮助燃烧的气体，在高温的作用下，水会被瞬间蒸发，然后将氢气和氧气分离，在氧气的作用下，火会越烧越旺怎么可能会熄灭呢？所以这个办法是不行的，根据科学家的统计，这场大火已经燃烧了300多年，对资源的浪费十分严重，每年损失金额数十亿，这是多么庞大的一个数字。

对此科学家也想了很多办法，有的科学家认为，直接用水泥将这个煤矿全部堵死，这样等里面的氧气烧完，那么它自己就会熄灭，不过因为这个煤矿洞口非常多，再加上洞口很大，想要灌注水泥，那需要多少才够，这也是对资源的一种浪费，万一产生其它反应造成更大的危害，那可是得不偿失，主要原因就是面积太大，以人类的力量来进行灭火还是非常困难的，目前人类也没有更好的办法将其熄灭，现在只能够眼睁睁的看它一直燃烧下去。

不过这种事情并不是只有中国才有，在其它国家也出现过类似的情况，比如说美国宾夕法尼亚境内的一座煤矿，也燃烧了几十年的时间，还是没有熄灭，美国就算是 科技 非常发达的国家了，都没有办法可见这种大火已经超出了人类的能力范围，只能够等到人类 科技 变得更加强大的一天，到时候我们才有机会将大火熄灭。

我认为，煤矿的燃烧有一部分原因可能和人类有关，还有一部分原因应该和自然环境有关系，当煤炭长时间露在空气中，和氧气充分接触，时间一长可能就会产生化学反应自燃，所以目前科学家也不能够确定这个地方的大火是如何烧起来的，不过我还是希望人类能够尽快的想出灭火的办法来，毕竟对于人类来说这是一笔巨大的财富啊，对此大家有什么看法呢？如果有哪些地方分析得还不够全面，希望广大朋友能够留下您宝贵的意见，或者是补充一些我不知道的知识。

一、自燃煤矸石山治理的现状及研究进展

目前自燃煤矸石山研究与治理取得了许多成果，主要包括两个方面。

1.自燃煤矸石山自燃的机理

人们从17世纪已经开始探索煤自燃发火机理问题，而煤矸石山的自燃发火直到19世纪末期世界各国科学家才开始对其进行研究。随着煤矸石山自燃发火危害的加剧以及人们环保意识的不断提高，20世纪末期和本世纪初，世界各国科学家对煤矸石山自燃发火机理进行了卓有成效的研究。虽然煤矸石中黄铁矿的氧化理论不存在多少争议，但是，对煤矸石自燃前期是怎样开始的，即煤矸石的低温氧化自燃机理是什么，目前还存在许多争议。为此，Anthony和Howard等在煤的挥发分析出方面开展了较为详细而具有开创性的工作；Smith等开展了碳的氧化方面的研究工作；Williams和Annamalai从理论上对非均相反应着火理论进行了研究。人们提出了一系列的论点来解释煤矸石的自燃，归纳起来主要有：黄铁矿氧化学说、煤氧化复合作用自燃学说、细菌作用学说、自由基作用学说和挥发分学说等。

2.煤矸石山自燃防治技术研究

煤矸石山一旦自燃生火，灭火工作十分困难，自燃过程往往要持续几年甚至几十年。目前，虽然有多种灭火方法，但不仅耗资大，而且难以排除复燃的可能性，有的煤矸石山一次又一次地灭火，为此花了好多冤枉钱。因此，控制煤矸石山自燃的最好方法是防患于未然，采用有效的预防措施，消除自燃的隐患，保护矿区的大气环境。西方发达国家对于煤矸石山的防火和灭火工作，主要是从煤矸石的不同堆放方法研究入手来解决矸石山自燃问题。研究表明，煤矸石的自然堆放、压实堆放和分层压实堆放，对煤矸石堆的气流速度有很大的影响。传统的锥型煤矸石山具有最大的侧翼面积，空气容易进入形成热对流循环，在矸石倾倒过程中发生的力度助长了“烟囱效应”。所以，许多国家通过采用分层压实方法堆放煤矸石，控制煤矸石的压实程度，来解决煤矸石山的自燃问题。为了熄灭煤矸石山的燃烧，最根本的途径是隔绝空气的渗入，在煤矸石山燃烧区内注入灭火材料，达到降温、隔氧、固硫的目的，使自燃煤矸石山的燃烧熄灭。国内外对自燃煤矸石山的灭火方法主要有：表面封闭法（覆盖法）、推平压实法、泡沫法、控制燃烧法、喷浆法、灌注法、挖掘熄灭法、深部注浆法等。早在1981年汾西矿务局煤矸石山就开展了灭火工程，当时采用的方法是浇灌石灰浆。石灰浆的浓度较高，浇灌的方法分为人工浇灌与机械浇灌。人工浇灌时，需在火区挖坑开沟，在坑、沟内灌入石灰浆；机械浇灌时则不在火区开沟挖坑，是利用污水泵的压力直接将石灰浆喷洒到火区表面。深部注浆法是目前国内经常使用的一种成本低、效果好的方法。

山西阳煤集团20世纪90年代开展了煤矸石山防火灭火研究与实践，在自燃煤矸石山灭火治理方法方面进行了长期而艰难的探索。在通过多方调研后，先后在一至四矿进行了表面喷浆法、深孔注浆法、覆盖法等灭火试验，在五矿（新矿）进行了分层排矸、覆盖碾压法试验，在四矿进行了填矸造地试验，积累了大量有关自燃煤矸石山灭火与治理的宝贵经验，在防灭火治理中形成了自己的特色。

为了克服单一灭火方法的不足，阳煤集团综合黄土覆盖碾压法与注浆法两种方法的长处，设计了以碾压覆盖为主辅以局部注浆的灭火方案，选择了合适的灭火工艺参数，在二矿和三矿等煤矸石山做了进一步的研究与实践，获得了成功的经验，取得了显著的环境效益、经济效益和社会效益。

同时也认识到不合理的排矸方式是煤矸石自燃的外部原因，为此改变了原有的排矸工艺，由原来“居高临下、自然倾倒、排矸坡面不断延伸”的方式，改变为“由下向上、缩小凌空、分层压实、周边覆盖”的排矸工艺；通过采取新的排矸方式，基本杜绝了新排煤矸石的自燃问题。

二、我国自燃煤矸石山引发的生态灾难

目前，我国煤矸石山，特别是自燃或潜在自燃煤矸石山安全现状不容乐观，煤矸石山的生态、环境和安全问题日益凸现，安全问题时有报道。

2009年9月6日，江苏省徐州市贾汪区徐州旗山矿煤矸石山坍塌，造成两名妇女被埋，当场身亡。

2008年6月5日，四川省攀枝花市仁和区罗家屋基煤矿由于降雨积水冲垮了煤矸石山挡土墙，引起煤矸石下滑，淹没了下方的四间工棚，造成3人死亡，4人受伤。

2007年5月31日，河南义马煤业集团公司跃进煤矿矸石山发生自燃崩塌，造成1死3伤，3名伤者均属重度烧伤。

2007年3月18日，辽宁省葫芦岛市南票区沙金沟村一个堆放煤矸石的大坑突然发生沉陷，正在捡拾煤渣的6人全部遇难。

2006年11月17日，甘肃雷坛河遭煤矸石侵袭，两万人饮用水源受威胁，造成紧张的工农关系。

2006年7月28日，山东枣庄矿务局蒋庄煤矿一座高约50m的煤矸石山突发塌落事故，一辆自卸车被埋，4名司机被烧焦在车内而亡。

2005年10月26日，重庆东林煤矿矸石山突发大面积垮塌，1名学生失踪。

2005年7月3日，山东淄博市博山区夏家庄镇后峪村附近一煤矸石堆发生坍塌，事故造成部分人员受伤，附近部分村民不得不找旅馆暂时安身。

2005年5月15日，平煤集团四矿矸石山先后发生两次自燃崩塌灾害，共造成8人遇难，100多人受伤，其中6人重伤。

2005年3月11日，辽阳灯塔市西马峰煤矿，两名外地来辽打工的妇女被熏倒在煤矸石山上。虽经抢救，但因发现不及时，抢救无效身亡。

2004年6月5日，南桐矿业公司东林煤矿矸石山垮塌引起滑坡，造成新华村14户居民民房被毁，21人死亡，3人受伤。

2004年2月28日，安徽省淮南市新集煤矿矸石山因采用矸石发生塌方，造成9名人员死亡。

2001年5月13日，阳泉一矿正在使用的排矸场上，发生一起煤矸石山爆炸事故，造成1人死亡。

1975年，甘肃上窑塌陷区发生矸石山爆炸事故，蘑菇云高达百米，200m范围内温度达500度，造成20人死亡，40余人重伤，两公里内的树木都被烧焦，12km2的空气环境被严重污染，产生的烟尘数日不散。

阳泉东坪沟煤矸石山自燃后，矸石山下原有的一个山泉积水池失去了饮用价值，其色度改变，生物绝迹，并使得10人患癌症。

辽宁本溪矿区也曾发生因矸石自燃造成人员中毒死亡的事故。

可见，煤矸石山地质灾害和环境污染问题呈现出逐年上升的态势，成为煤矿企业中比较突出的问题。而且煤矸石山地质环境灾害大多与煤矸石自燃有直接的关系，成为当前煤矿安全生产主抓的重点之一。因此，自燃煤矸石山治理已成为当前矿区最为紧迫的课题之一。煤矿企业切实抓好安全生产，特别要做好煤矸石山的安全管理，防止意外事故发生。

三、我国自燃煤矸石山治理与生态重建的迫切性

煤矸石山的治理是一项十分紧迫的利国利民、造福子孙的任务，也是我国煤炭工业持续发展的要求。限于我国国情，煤矸石的利用较低，大多数煤矸石还在堆积，新的矸石山仍不断涌现。煤矸石山自燃后引发一系列的环境、社会问题，严重影响了矿区的发展。因此，煤矸石山，特别是自燃煤矸石山的治理已经刻不容缓。关于煤矸石自燃的原因、机理，国内外学者均进行了多方研究，但终因煤矸石的组成成分和外部原因复杂多变，没有得出十分明确的结论，而且对于煤矸石的自燃机理还存在许多模糊的地方。煤矸石的灭火实践，各地取得了一些经验。据报道美国治理的成功率不到50%，而我国更低。到目前为止，还没有一种成功的系统的经验和完全成功的实例。多数是前期成功，后期失败，即治理成功几年后又发生复燃。国内外煤矸石山的灭火方法主要有火源挖除法、注浆法、覆盖法、控制燃烧法、泡沫（凝胶）法、低温惰性气体法等，但这些灭火方法都各有其优势和使用范围，也均存在一定的局限性。

国内外研究表明，煤矸石山绿化是矿山固体废弃物处置与利用的有效途径之一。在我国煤矸石综合利用率较低的情况下，煤矸石山绿化更是解决矿区环境问题的最有效途径，也是妥善保护煤矸石潜在能源价值的最好办法。我国许多矿区也进行了煤矸石山绿化的实践，已绿化了10余座矸石山，大都是未自燃或已自燃后的矸石山的绿化，对自燃矸石山往往主要进行灭火，而没有考虑污染原位控制及绿化，灭火方法较多采用碱性浆液深部注浆或表面覆盖隔氧灭火，但往往效果不理想且经常发生复燃。因此，应该改变自燃煤矸石山为了灭火而灭火的做法，把实现自燃煤矸石山绿化与生态重建作为目标，将煤矸石山灭火与原位污染控制、绿化有机结合，达到系统有效治理自燃煤矸石山的目的。

四、我国自燃煤矸石山治理存在的问题及发展前景

鉴于目前我国自燃煤矸石治理及绿化现状，我们认为自燃煤矸石山绿化需要破解的难题在于以下6个方面：

1）如何选择考虑绿化要求的灭火措施，使煤矸石山灭火与绿化有机结合；

2）如何防止煤矸石山复燃和防火、如何防治煤矸石山的酸化；

3）如何对自燃矸石山进行整地整形；

4）如何对自燃煤矸石山进行原位污染控制；

5）如何选择适宜自燃煤矸石山绿化的植物种群、合理的种植技术以及抚育管理措施；

6）如何将上述技术工艺有机结合，形成自燃煤矸石山绿化的技术方法。

上述问题是我国煤矸石处置和利用的技术难点，亟待解决。国内尽管在煤矸石山的自燃灭火和绿化技术方面提出一些方法并进行了实践，但如何将防灭火、原位污染控制与绿化技术有机结合、实现自燃煤矸石山的生态恢复仍然需要我们去探索。