2010年安全工程師《安全生產(chǎn)技術(shù)》復(fù)習(xí)資料(46)
1.煤炭自燃的早期識(shí)別和預(yù)報(bào)
?。?)人的直接感覺
1)淺部開采時(shí),冬季在地面鉆孔口或塌陷區(qū),有時(shí)發(fā)現(xiàn)冒出水蒸氣或冰雪融化現(xiàn)象。井下兩股溫度不同的風(fēng)流交匯處,過飽和的水蒸氣凝聚也會(huì)出現(xiàn)霧氣。因此,在發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí),應(yīng)結(jié)合具體條件分析。
2)煤從自熱到自燃過程中,氧化產(chǎn)物中有各種碳?xì)浠衔?,所以,在井下可以聞到煤油、汽油或松?jié)油味。如聞到焦油氣味則表明自燃已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)?shù)某潭取?/p>
3)從煤炭自熱或自燃地點(diǎn)流出的水或空氣,其溫度較平常為高。
4)人有不舒適感,如頭痛、悶熱、精神疲乏等,這與空氣中有害氣體(如CO、CO2)的濃度增加有關(guān)。
由于人的感覺總帶有相當(dāng)大的主觀性和弱敏感性,人的直接感覺不能作為識(shí)別早期煤炭自熱過程的可靠方法。
?。?)測(cè)定礦內(nèi)空氣成分的變化
根據(jù)應(yīng)用原理不同,預(yù)測(cè)的方法可分為氣體分析法和煤炭氧化速度測(cè)定法,這是及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)煤炭自燃的主要手段。
(3)測(cè)定空氣和圍巖的溫度
測(cè)溫法有時(shí)可以作為一種補(bǔ)充手段??諝鉁囟扔闷胀囟扔?jì)或電阻溫度計(jì)測(cè)定。圍巖溫度要在一定深度的鉆孔中測(cè)定。為掌握采空區(qū)和密閉區(qū)內(nèi)自燃發(fā)展情況,可以用遠(yuǎn)距離電阻溫度計(jì)測(cè)定其溫度變化。
2.煤炭自燃傾向性的鑒定
《煤礦安全規(guī)程》要求生產(chǎn)礦井將煤樣送到有關(guān)單位進(jìn)行煤的自燃傾向性鑒定,依據(jù)鑒定分類擬定正確的開采方法和經(jīng)濟(jì)有效的防火措施。
影響煤炭自燃的因素:
(1)煤炭自身特性
1)煤的炭化程度。炭化程度越高,氧流離基的含量越少,其自燃傾向性越小,反之則大。炭化程度相同的煤的自燃傾向性由大到小的順序是褐煤、煙煤、貧煤和無(wú)煙煤。在煙煤中又以長(zhǎng)焰煤的自燃危險(xiǎn)性較大。
2)煤的巖石學(xué)成分。煤的巖石學(xué)成分有絲煤、暗煤、亮煤和鏡煤。它們具有不同的氧化性。絲煤在常溫下吸氧能力特別強(qiáng),煤中含絲煤越多,自燃傾向越大。相反,含暗煤多的煤,一般是不易自燃的。
3)煤的水分。煤層的自燃危險(xiǎn)性往往和煤的濕潤(rùn)程度,甚至空氣中的相對(duì)濕度有關(guān)。煤孔隙內(nèi)水分的存在,將降低煤吸附氧氣的能力,減小煤的自燃性傾向。
4)煤的含硫量。同牌號(hào)的煤中,含硫礦物(如黃鐵礦)越多,越易自燃。
5)煤的孔隙率。煤的孔隙率大,使煤與氧氣接觸面增加,故易自燃。
(2)地質(zhì)、開采因素
1)煤層厚度和傾角。煤層厚度和傾角越大,自燃危險(xiǎn)性越大。這是因?yàn)殚_采厚煤層或急傾斜煤層時(shí),煤炭回收率低,采區(qū)煤柱易遭破壞,采空區(qū)不易封閉嚴(yán)密和漏風(fēng)較大所致。
2)煤層埋藏深度。煤層埋藏深度增加,煤體的原始溫度增加,煤內(nèi)自然水分減少,這將使煤的自燃危險(xiǎn)性增加。
3)地質(zhì)構(gòu)造。煤層中有地質(zhì)構(gòu)造破壞的地帶(如褶曲、斷層、破碎帶和巖漿侵入?yún)^(qū)等),煤炭自燃比較頻繁。因?yàn)?,這些地區(qū)煤質(zhì)松碎,有大量裂隙,從而增加了煤的氧化活性和供氧通道與氧化表面積。
4)圍巖性質(zhì)。頂?shù)装宓奈锢頇C(jī)械性(結(jié)構(gòu)、硬度、可塑性等)也能在一定程度上影響煤炭的自燃過程。如果頂板堅(jiān)硬不易冒落,就會(huì)造成煤層和煤柱破壞,煤炭就易于自燃。如果頂板易于垮落,并在垮落之后,能夠嚴(yán)密地充填采空區(qū)而又壓實(shí),自燃就不會(huì)發(fā)生。
5)煤的瓦斯含量。煤孔隙內(nèi)存在的瓦斯能夠占據(jù)煤的孔隙空間和內(nèi)表面,降低煤的吸氧量,瓦斯逸出后,就構(gòu)成煤炭加劇氧化的條件。
6)開拓開采條件。它是影響煤炭自燃的重要因素。能保證煤層切割少、煤柱少、及時(shí)隔絕采空區(qū)的開拓系統(tǒng),以及巷道布置簡(jiǎn)單、煤炭回收率高、采空區(qū)的漏風(fēng)少、后退式開采的采煤方法,可以降低煤炭的自燃性。
7)通風(fēng)制度。煤炭氧化生成的熱量及其熱量的集聚同風(fēng)速有直接的關(guān)系。當(dāng)風(fēng)速過小時(shí),供氧不足,氧化生成熱很少,易散失掉。當(dāng)風(fēng)速過大時(shí),氧化生成熱被風(fēng)流帶走,同樣不能形成熱集聚,不能發(fā)生自燃。只有當(dāng)風(fēng)流流動(dòng)而且風(fēng)速又不大的情況下,煤才能自燃。一般認(rèn)為,風(fēng)速為0.02m/s至 0.05m/s時(shí),是有利于自燃的風(fēng)速,采空區(qū)、煤巷冒落處、垮幫處及煤柱裂隙地點(diǎn)的漏風(fēng),往往具備了自燃發(fā)火的條件。
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