摘要
煤层自燃严重威胁矿井人员安全和财产安全，一旦发生会造成煤炭资源的极大浪费以及环境的严重污染。陕西与内蒙古地区煤炭资源储量大，煤层赋存数量多，埋藏深度范围广。煤层开采深度不同导致煤层自燃特性及规律发生变化。本文以陕蒙地区东胜煤田2-2煤层A煤矿106综放面和B煤矿2201综采面为主要研究对象，对深部开采自燃影响因素、2-2煤层煤自燃特性及煤层自燃危险区等开展研究。提出具有针对性的煤层自燃预防技术体系。 通过现场调研和理论分析，认为陕蒙地区煤层深部开采主要受地应力增大、地层温度升高以及水文地质条件影响，造成煤自然发火期缩短，煤自燃危险性增大。通过煤自然发火实验和程序升温实验，测定2-2煤自然发火期为30d；煤自燃临界温度为67.2℃，干裂温度为116.5℃，裂变温度为151℃;煤样指标气体产生率与煤样粒度呈负相关，相同反应条件下耗氧速率与煤样粒度呈负相关；C2H4可作为2-2煤层煤自燃的预报性指标气体，C2H6可反映2-2煤在高温阶段氧化反应的剧烈程度。 通过现场观测和Fluent数值模拟相结合的方法，得到106综放工作面、2201综采工作面采空区氧浓度场及漏风情况。判定106采空区氧化升温带分布于进风侧30～180m，回风侧10～109m，宽度为6.8m;2201采空区氧化升温带位于进风侧47~180m，回风侧23～93m，宽度为6.2m.在相似开采环境下，106综放面比2201综采面自燃危险区域更大、距离工作面位置更近。 2-2煤层工作面自燃危险区域包括：开切眼、停采线、尾部泄水巷、采空区“两道”位置、顺槽顶板及两帮煤壁。建立以“堵漏、注胶、注惰气”为主要手段，工作面回采全过程的煤自燃预防技术体系。通过现场应用表明，对易自燃区域采取堵漏和注惰气措施能够有效预防煤层自燃火灾的发生。研究结果对陕蒙地区深部开采矿井煤层自燃预防有一定的参考意义。
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