礦井煤層自燃程度精細劃分與預警方法研究

郭 軍，金 彥，文 虎，劉 蔭，蔡國斌

(1.西安科技大學 安全科學與工程學院，陜西 西安 710054；2.西部礦井開采及災害防治教育部重點實驗室，陜西 西安 710054)

0 引 言

煤自燃隱患所誘發的礦井火災一直是制約煤炭工業發展的主要災害之一。就我國煤炭工業而言，絕大部分的開采礦區都由自燃和易自燃煤層占據[1]。全國多個礦區均在一定程度上受到煤層自然發火隱患的威脅，井下煤炭資源開采和作業人員的生命安全難以得到切實的保障[2]。雖然科技的發展使得煤自燃事故的發生頻率逐漸下降，但是我國煤火災害防治的形勢依舊嚴峻。煤自燃作為一個復雜的煤氧復合反應，不同反應階段內的煤體活性基團反應主體不同，導致釋放的氣體種類、體積分數等存在差異，煤火災害防治措施也相應不同[3]。因此煤層自然發火分級預警技術成為了井下煤火隱患防控的重要一環。目前，煤層自燃預警技術大多是通過氣體指標分析、溫度探測、高位元素氣體示蹤等方法進行發火進程預報[4]。近年來，伴隨近距離煤層開采技術應用、小煤柱開采、綜采放頂技術推廣等因素，使得井下環境愈發復雜，煤層火災隱患覆蓋面廣。并且現有的煤層自燃指標體系沒有統一標準，甚至部分礦區預警指標體系不完備，難以準確判斷煤層自然發火進程，煤層火災事故時有發生。針對煤層火災事故發生的特點，眾多學者進行了相應研究，西安科技大學首次建立了國內最大的自然發火試驗平臺，進行了煤自然發火相關參數變化的研究，針對煤自燃發生的特性參數深入研究[4]；……