新疆地区易自燃露天煤矿防灭火实践研究

[摘 要]近年来，由于露天煤矿开采相比井工煤矿开采具有生产安全条件好、生产规模大、生产成本低、劳动作业环境好、快速达产、投产等优势，露天煤矿的发展趋势越来越好。在露天煤矿开采中，煤炭一旦发生自燃往往造成巨大的经济损失和安全隐患，严重制约安全、高产、高效，尤其在新疆地区露天煤矿煤炭自燃比较常见。本文以新疆天池能源南露天矿防灭火实践为例，為类似条件下的易自燃露天煤矿开采的防灭火工作提供一定经验。

[关键词]露天矿 煤炭 自燃 防灭火

中图分类号：U239 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0147-01

1、引言

截止2014年我国露天煤矿达405座，大中型露天煤矿达103座（含规划露天煤矿），露天开采的煤炭产量达520.00Mt/a。其中，新疆等地区探明的适合露天开采的煤炭资源不断增多，未来露天开采在我国的发展前景会越来越好。[1]由于新疆位居大陆中心，四周远离海洋，属温带极端大陆性气候，夏季炎热干燥，春秋季短促而变化剧烈，在干旱气候影响下，成为中国最干、最热、最冷、风沙最大、温差最大的地方之一，新疆地区露天煤矿普遍存在着煤炭易自燃的隐患。

2、煤矿基本情况

新疆天池能源有限责任公司南露天煤矿位于新疆准东煤田大井矿区西南部，矿田面积219.82km2，煤层平均厚51m，已探明储量为14877.64Mt，估算可采储量为11158.23Mt。规划建设规模为30.00Mt/a，其中一期建设规模为10.00Mt/a。南露天煤矿先期开采地段位于矿田西部，靠近煤层露头，南北长2.72km-4.53km，东西宽1.32km-3.77km，面积9.76km2。煤层倾角为6°-19°，煤层平均厚度76m，最厚达83m，首采区地质资源量为641.10Mt，可采储量为355.98Mt，首采区平均剥采比仅为1.89m3/t，回采率为98.72%。

3、煤炭自燃情况

新疆天池能源有限责任公司南露天矿所开采煤层属于易自燃煤层，自燃发火期小于2个月，自2009年开采以来曾经发生上百次的煤炭自燃，日常防灭火任务非常严重，给安全、高效、高产带来巨大危害。[2]南露天煤矿煤炭自燃主要可以分为两部分，一部分是已采出的煤炭，另一部分是待开采的煤炭，如采煤台阶坡面及平盘留存的煤炭。新疆地区煤炭在干旱、干燥、高温、大风的情况下，充分和氧气接触，特别是在炎热的夏季，白天气温常在40℃以上，松散的煤炭不断吸收热量，极易发生自燃。

4、煤矿防灭火措施

按照预防为主、综合治理的方针，结合影响煤炭自燃的主要要素，着重避免煤炭与氧气充分接触，尽量减少裸露在空气中的煤炭总量。具体做出以下防灭火措施：

4.1 优化开采设计、生产计划

结合南露天煤矿实际情况、市场需求，合理编制年度采矿设计，科学安排月度生产计划，在保持产量均衡稳定的前提下，做到采剥平衡，合理安排采煤区间，确保煤层暴露时间小于煤层自燃发火期，严格控制原煤爆破量，尽可能控制原煤爆破量留存时间，尤其在炎热夏季尽量保证爆破量留存时间不得超过15天，防止大量煤炭的囤积。

4.2 加强防灭火观测

每班对煤矿易发生火灾位置进行巡查，重点为采掘场、储煤场、风氧化煤场、煤炭露头处等地点，尤其是高温、大风天，坚决将煤炭自燃杜绝在源头，防止小火点变成大火点，每班须将当班防灭火情况详细记录上报，包括发火、灭火时间、地点、方式、次数，做好统计、建档、保存。

4.3 加强现场防灭火管理

1、合理安排采煤区间，控制煤层暴露时间小于煤层自燃发火期，尽量避免出现2个月以上不采煤台阶；

2、生产上要合理安排含块率高、低区间的均衡推进，禁止将含块率低的煤台阶长时间堆放不采；

3、及时安排煤台阶坡面及坡底浮煤清理，挖掘机调整位置前必须将工作面清理干净，保证工作面整洁；

4、对于达到采区或最终境界的煤台阶应用粘土或剥离物掩埋，掩埋厚度为5m-6m，彻底消除此区域火灾隐患；

5、严格控制穿爆质量，对于到界边帮及预计长时间不采的区间必须采用预裂爆破；

6、加强日常采掘工程质量管理，煤台阶必须采挖到硬帮实底；对于较破碎的煤层，不进行爆破；

7、道路及工作面卸煤及时回收避免发热着火及原煤损失；

8、及时对采场煤挡和长时间未采挖的工作平盘、台阶进行更新，发现发热或着火以刷帮、水车灭火等措施处理。

4.4 完善防灭火设施设备

在目前水车和消防车灭火的基础上，采坑建立完善的管道灭火系统。利用现已形成的生产系统一号破碎站处消防栓作为接口，在接口处安装减压阀，安装管道作为灭火主管道，利用消防水带进行灭火。同时，地面生产系统建立完善的消防系统，烟雾报警装置、雨淋系统、配备足够数量的灭火器、消防沙箱、消防水桶等。

5、结论

新疆地区露天煤矿因为特殊的自然环境因素，极易发生煤炭自燃，新疆天池能源有限责任公司南露天矿从设计、组织、管理、设备设施等方面制定综合防灭火措施，以科学合理设计为原则，以有效减少空气中暴露的煤炭总量为基础，以严格的现场管理为手段，配以完备的防灭火系统，切实提高了南露天煤矿防灭火能力，及时消除大火灾隐患，给安全、高产、高效生产带来了保障。

参考文献

[1] 宋子岭，范军富，王来贵，魏春启，王建国，纪玉石.露天煤矿开采现状及生态环境影响分析[J].露天采矿技术，2016.

[2] 李进贵.南露天煤矿煤层自燃防灭火方案[J].露天采矿技术，2015.

作者简介

陈大伟（1980-），男，37岁，汉族，辽宁凌源人，工程师，工学学士，2004年毕业于沈阳建筑大学计算机科学与技术专业，现为中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司项目总设计师，主要从事露天采矿工程设计与科研工作。