一、概況
??? 石圪臺(tái)煤礦所產(chǎn)煤為長(zhǎng)焰煤，各煤層著火溫度T1(還原樣燃點(diǎn))為330℃，?1-3(還原樣與氧化樣燃點(diǎn)之差)在46℃-49℃之間，煤層屬易自燃、很易自燃煤層。地面堆煤3個(gè)月后就自燃。根據(jù)鄰區(qū)礦井煤的自燃情況，本礦井煤的自燃發(fā)火期為1-3個(gè)月。
??? 本礦井的開拓方式為斜井-平硐開拓，采煤方法為綜合機(jī)械化采煤，石圪臺(tái)煤礦2012年回采工作面為131101工作面，131101工作面的位于井田的東北部。131101工作面厚度2.5m～2.7m，平均厚度2.72m。131101工作面設(shè)計(jì)回采走向長(zhǎng)900m,傾向斜長(zhǎng)145米。所有采區(qū)巷道均布置在煤巷中。
??? 二、131101工作面采空區(qū)防治自然發(fā)火安全技術(shù)措施
??? 131101工作面在防治自然發(fā)火方面最不利的因素是原房柱式采空區(qū)所留煤柱及在工作面采空區(qū)順槽兩側(cè)、開切眼和停采線有煤不能采出，煤量大，如果發(fā)生自然發(fā)火，其程度將比較嚴(yán)重，治理更加困難、危險(xiǎn)更大，損失更大。
??? 煤炭自燃必須具備4個(gè)條件：
??? (1) 有自燃傾向性的煤呈破碎狀態(tài)存在；
??? (2) 向破碎狀態(tài)的煤連續(xù)供氧，使煤炭氧化生熱；
??? (3) 有聚集氧化熱的蓄熱環(huán)境；
??? (4) 上述3個(gè)條件同時(shí)具備的時(shí)間足夠長(zhǎng)。
??? 煤炭自燃的4個(gè)條件中最關(guān)鍵的是煤層自身具有的自然發(fā)火傾向性和向煤體連續(xù)供氧。因?yàn)椴还┭蹙筒划a(chǎn)生熱量，也不存在蓄積熱量使煤炭升溫直至自然發(fā)火的問(wèn)題；而對(duì)于自然發(fā)火的傾向性，目前尚未無(wú)法改變。因此目前的預(yù)防措施主要都集中在如何減少或杜絕向采空區(qū)或巷道的高冒區(qū)持續(xù)供氧方面。
??? 3-1-2號(hào)煤層采用綜采開采時(shí)，必須采取以下防滅火措施，以確保工作面安全生產(chǎn)。
??? 1、采取合理的采煤工藝措施
??? （1）減少采空區(qū)留煤
??? 綜采隊(duì)必須保證工作面浮煤清理干凈，按照設(shè)計(jì)要求，提高回采率(必須保證95%以上)，盡量減少采空區(qū)遺留煤。
??? （2）保持工作面快速推進(jìn)
??? 采煤工作面的快速推進(jìn)不僅是一個(gè)效益問(wèn)題，而且是防火最有效的方法之一。因?yàn)?，隨著工作面的推進(jìn)在工作面后方的采空區(qū)將動(dòng)態(tài)的形成不自然帶、可能自然帶、窒息帶所謂的“三帶”，“三帶”在一定的自然發(fā)火期和推進(jìn)條件下，直接影響著131101工作面自然發(fā)火的危險(xiǎn)性。其中不自然帶寬度在工作面后方約為1～5米，可能自然帶由不自然帶向采空區(qū)內(nèi)部延伸約25米～60米。根據(jù)氧化生熱、聚熱及散熱條件，自然發(fā)火危險(xiǎn)性與推進(jìn)度有如下關(guān)系：
??? 當(dāng)Ls / VF <T時(shí)，無(wú)自然發(fā)火危險(xiǎn)（或自然發(fā)火危險(xiǎn)性較?。?br /> ??? 當(dāng)Ls / VF >T時(shí)，自然發(fā)火危險(xiǎn)性較大
??? 式中：Ls－可能自然發(fā)火帶寬度，m
????????? VF－工作面月推進(jìn)度，m
????????? T－自然發(fā)火期，月
??? 所以加快工作面推進(jìn)速度是主動(dòng)、有效防火的重要途徑，必須按照設(shè)計(jì)要求4.8m/天（144m/月）的推進(jìn)度進(jìn)行采煤，將頂煤遺留的浮煤在發(fā)火前丟入采空區(qū)窒息帶。
??? 2、 封堵工作面漏風(fēng)
??? 針對(duì)131101工作面進(jìn)風(fēng)隅角是本工作面采空區(qū)主要漏風(fēng)源，為減小風(fēng)流進(jìn)入采空區(qū)的能力，縮短自燃帶寬度，必須采取在進(jìn)風(fēng)隅角掛擋風(fēng)簾或壘砌密閉墻的措施。
??? 掛簾可以采用破舊風(fēng)筒布或救護(hù)隊(duì)使用的風(fēng)障作為簾布，必須保證簾布材料為抗靜電阻燃材料。密閉墻可以采用麻袋裝上沙子進(jìn)行堆放，麻袋堆放時(shí)上下層之間錯(cuò)開壓茬，保證堆放穩(wěn)固；堆放前進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，避免浮矸傷人；每推進(jìn)10～15米壘砌一道密閉墻。
??? 3、注漿或注水
??? 以黃泥、粉煤灰為材料制成的漿液的防火機(jī)理在于漿液對(duì)浮煤有“包裹”和“降溫”作用。漿液注入采空區(qū)便能對(duì)浮煤形成覆蓋和包裹，從而減少煤與氧接觸的反應(yīng)面，減緩煤炭的氧化速度；再者，漿液中含有大量的水注入采空區(qū)后能吸收并帶走浮煤的氧化熱，破壞其聚熱環(huán)境，使煤炭溫度不能持續(xù)升高而致燃燒。
??? 4、注氮技術(shù)
??? 氮?dú)夥罍缁鸩粌H適用于缺水貧土地區(qū)的礦井，而且氮?dú)獾母舯饔?、防滅火速度及可靠性是其它防滅火方法無(wú)法可比的，它特別適用于有煤塵爆炸危險(xiǎn)和煤的自燃發(fā)火期較短的礦井。
??? 注氮設(shè)備的制氮工藝目前常采用的有兩種：一種是采用中空纖維膜分離技術(shù)制氮，另一種是采用碳分子篩變壓吸附制氮；這兩種制氮工藝各有利弊。采空區(qū)注氮防滅火是通過(guò)注氮設(shè)備將氮?dú)庾⑷氩煽諈^(qū)，占據(jù)火區(qū)空間，降低氧氣濃度，達(dá)到防滅火的目的。
??? 131101工作面注氮需要配備移動(dòng)注氮設(shè)備1套（放置在聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)），移動(dòng)注氮設(shè)備布置在主要運(yùn)輸大巷內(nèi)，在運(yùn)輸順槽敷設(shè)一條直徑108mm的管路（無(wú)縫鋼管），埋入采空區(qū)5～9米，工作面推進(jìn)后，對(duì)采空區(qū)實(shí)施注氮，且隨工作面推進(jìn)回撤注氮鋼管。
??? 注氮路線：移動(dòng)注氮備-輸?shù)苈?采空區(qū)。??
??? 5、阻化劑防滅火
??? 將工業(yè)用阻化劑Cacl2或Mgcl2配制成藥，經(jīng)專用車運(yùn)入回采工作面上順槽，將藥稀釋至20%濃度，利用阻化劑噴射泵向采空區(qū)注入阻化劑。阻化劑噴射泵工作壓力為2~3MPa，最大射程約20m,流量2.4m3/h。采煤工作面實(shí)行兩采一準(zhǔn)，晝夜一循環(huán)，可以將噴灑工作安排在準(zhǔn)備班進(jìn)行。
??? 6、其他防滅火措施
??????? 當(dāng)采空區(qū)發(fā)現(xiàn)存在高溫點(diǎn)時(shí)，必須立即封閉采空區(qū)，采取注凝膠或注漿等防滅火措施。凝膠防滅火是將基料和促凝劑按照一定的比例混合配制成水溶液后注入采空區(qū)，發(fā)生絮凝作用，形成凝膠；由于成膠過(guò)程是一種吸熱反應(yīng)過(guò)程，進(jìn)行吸熱降溫；由于凝膠物質(zhì)成膠前易于流動(dòng)，能很好地?cái)U(kuò)散到封閉的縫隙，成膠后使散煤結(jié)成整體，起到封堵漏風(fēng)作用；由于成膠過(guò)程中生成NaCl等物質(zhì)，能起阻化作用；所以凝膠防滅火是破壞煤炭自燃的一個(gè)或幾個(gè)條件，以達(dá)到防滅火的目的。
??? 7、煤炭自燃的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
??? 煤炭自燃的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，是防止發(fā)生重大火災(zāi)事故的關(guān)鍵。早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)有以下幾種方法：
??? ① 人工取樣色譜分析。定期在工作面回風(fēng)巷、回風(fēng)隅角、采空區(qū)密閉內(nèi)取樣，進(jìn)行色譜化驗(yàn)分析，分析內(nèi)容包括CO、CH4、CO2、O2、C2H4、C2H2等。若發(fā)現(xiàn)氣體成分發(fā)生變化，如出現(xiàn)CO并呈上升趨勢(shì)時(shí)，可判斷有高溫點(diǎn)產(chǎn)生，就要每班監(jiān)測(cè)，并采取相應(yīng)措施。
??? ② 現(xiàn)場(chǎng)人工檢測(cè)。綜放面設(shè)專職瓦檢員并隨身攜帶CO檢測(cè)儀，在檢測(cè)瓦斯的同時(shí)，對(duì)工作面回風(fēng)巷及回風(fēng)隅角的CO進(jìn)行檢測(cè)，每班至少檢測(cè)1次。