1引言
自然發(fā)火是制約厚煤層開采工藝發(fā)展的因素之一，也是煤炭工作者多年來致力解決的一個(gè)課題。本文通過采用錯(cuò)層位巷道布置系統(tǒng)[1]，結(jié)合傳統(tǒng)防治火災(zāi)的技術(shù)，分析其可行性。
2現(xiàn)場條件
以某礦現(xiàn)場實(shí)際條件為例，工作面長144m，采深230-240m。平均煤厚11.5m，最大煤厚14m，平均傾角12°，煤層構(gòu)造較簡單，煤層松軟，硬度系數(shù)f=1.4，容重為14.5kG/m3，煤層極易自燃，發(fā)火期平均為20天，最短為7天。含有厚0.2～0.4m的夾矸1層。煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，平均厚1.5m，老頂為中厚層狀細(xì)砂巖，厚14m。
3自燃發(fā)火類別分析
發(fā)生自燃的因素包括浮煤的存在，煤體破碎，與氧氣接觸并有蓄熱條件和時(shí)間。生產(chǎn)中無論采用何種方式方法，破碎煤體的存在以及與氧氣接觸是不可避免的，但是如能減少破碎煤體的存在并縮短其蓄熱時(shí)間，自然發(fā)火的幾率將會(huì)大大降低。在這一指導(dǎo)思想下，對(duì)傳統(tǒng)放頂煤巷道布置系統(tǒng)易發(fā)生自燃的區(qū)域以及易發(fā)生自燃的時(shí)段進(jìn)行分析。按照放頂煤回采系統(tǒng)下各區(qū)域發(fā)生自燃的幾率大小進(jìn)行等級(jí)劃分：（1）容易發(fā)生自燃區(qū)域巷道揭露的相鄰原高溫區(qū)域或老火區(qū)、巷道頂板局部冒落區(qū)、巷道變坡頂板破碎區(qū)，巷道揭露相鄰沿空側(cè)的停采線、溜煤眼、聯(lián)絡(luò)巷及其它硐室等處。（2）較易發(fā)生自燃區(qū)域巷道頂煤離層破碎區(qū)、沿空側(cè)煤柱破碎區(qū)。（3）可能發(fā)生自燃區(qū)域巷道巷幫破碎區(qū)以及工作面采空區(qū)。根據(jù)對(duì)綜放開采時(shí)自然發(fā)火事故出現(xiàn)的頻繁程度，確定火災(zāi)易發(fā)地點(diǎn)依次為巷道及開切眼、末采收作線、鄰近采空區(qū)、工作面端頭，（如圖1所示）。自然發(fā)火防治工作的另一重點(diǎn)就是從不同的時(shí)期進(jìn)行分析，各個(gè)時(shí)期的防治工作要從其產(chǎn)生的根源著手，有四個(gè)時(shí)期最易發(fā)生自燃，分別是：（1）掘進(jìn)期間。巷頂易形成高冒區(qū)以及碎煤裂隙帶發(fā)育帶，局部通風(fēng)機(jī)正壓作用加劇了氧氣在煤體中擴(kuò)散，深部產(chǎn)生的熱量散發(fā)困難，是自然發(fā)火的隱患之一；
�。�2）工作面安裝期間。切眼時(shí)大量碎煤存在于支架上方，綜放工作面安裝時(shí)間比較長，在安裝完畢前，可能會(huì)導(dǎo)致煤層自燃發(fā)火；（3）回采期間。首先，開切眼到初次放頂，時(shí)間間隔長，支架頂煤的蓄熱時(shí)間長；其次，工作面剛安裝完，需要磨合設(shè)備，導(dǎo)致推進(jìn)速度慢；再次，上下端頭放下的碎煤大量堆積；還有，放頂過程中，頂板會(huì)大面積下沉，可能會(huì)受到外部客觀條件的影響，形成導(dǎo)風(fēng)通道；（4）拆除期間。綜放工作面，拆除時(shí)間肯定長；支架上方煤體裂隙發(fā)育，與氧氣接觸面積大；架后煤多且松散。以上自然發(fā)火因素，影響著煤礦正常安全的生產(chǎn)，尋求更合理的開采生產(chǎn)系統(tǒng)便是解決上述問題的重要研究途徑。
4方案分析
4.1方案的提出
煤礦的生產(chǎn)始終圍繞安全、經(jīng)濟(jì)、回采率三方面展開，該生產(chǎn)條件下煤層開采受到自燃發(fā)火的影響，傳統(tǒng)放頂煤沿煤層底板布置巷道以及留煤柱護(hù)巷已不能適應(yīng)生產(chǎn)需要，亟需采用既能提高回采率，又能保證安全生產(chǎn)的無煤柱巷道布置以及相應(yīng)的回采工藝，本文提出采用錯(cuò)層位巷道布置系統(tǒng)和三段式回采工藝來實(shí)現(xiàn)無煤柱開采[2]，（如圖2所示）。
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