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采空区遗煤自燃影响因素

2023-08-19 09:24 作者:徐州吉安矿业科技  | 我要投稿

煤矿井下采空区影响遗煤自燃和火源形成和分布情况的因素颇多,如:煤的自燃倾向性,漏风的速度、温度及状态,遗煤的分布和几何参数,煤层的瓦斯含量及涌出规律等。


①遗煤的几何参数主要包括孔隙度块度和分散度等。其中,分散度能够决定遗煤的散热面积大小;孔隙度是空气的渗透性的衡量指标,孔隙度越大,渗透性越好;块度是其氧化表面积的决定因素,块度越大,表面积越大;当分散度较小以及孔隙率和块度都适中的情况下,遗煤易于氧化蓄热,可能会形成自燃火源。

②漏风温度对火源的形成和分布位置会有较为明显的影响,当漏风温度较低时,则火源与漏风源的距离较远;漏风温度降低时,氧化速度也会随之降低,这对煤体温度的升高造成一定的影响,尤其当煤体本身温度较低时,这种影响更为显著。故而,当采空区漏风源距离进风大巷很近,或在进风大巷附近时,尤其冬季时期内,封闭采空区停采线附近发生自燃火灾的几率比较小。

③漏风强度(风速和风量)影响火源的位置。漏风风流内含有一定的氧气,其不仅供给着煤体氧化所需要的氧气而加速氧化,还能够带走煤体周围的热量起到降低煤炭温度的作用;所以说,漏风对自燃的影响是对立的,其既能够起到加速氧化的积极作用,能够散发热量,抑制煤的自燃的作用。但是,当漏风量大小适中,能够提供煤氧化充足的氧气保持氧化作用,又不会带走太多的热量而使热量散失,此时的漏风强度即为有利于氧化发展的漏风强度。

④风量对氧化的影响最主要的阶段是自燃发展阶段。当煤体处于自热初期时,其氧化速度较低,需要的氧气量也很小,热量也很少;若风量增大,带走的热量也较多,从而抑制了氧化反应进行;而当煤温升高后,需要的氧气也就更多,这时只有足够大的风量才能提供充足的氧气。

⑤脉动通风对氧化自燃有促进作用。脉动通风与“拉风箱”式的通风较为相似,风流中还有一定量的氧气,通风不仅能够提供维持煤炭氧化发展所需要的氧气,而且当其间歇时,热量得到积聚使煤体温度升高,可能会引发自燃,一般来说,而漏风的速度越小,火源也就越接近漏风源;研究发现,自燃火源分布状态还与遗煤的分布有关系,大量的实践研究证明,当遗煤厚度大于0.5m时,遗煤才可能发生自燃,形成火源。

⑥地质构造带附近的遗煤易发生自燃。大量的研究表明,构造带存在构造应力,煤体由于受到构造应力的作用,其内部的大分子结构遭到部分破坏,致使煤体内部自由基含量较多,另外,采掘到地质构造带时,进度受影响,遗煤也相应增多,这就为自燃创造了有利条件。

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参考文献:

[1]范超男.多漏风综放工作面采空区风流规律研究[D].辽宁工程技术大学,2014.


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