1.3地温、瓦斯、煤尘和自燃
1）地温
恒温带深度50～80m，温度6～17℃，一般为12℃，388m深度时温度14.2℃，本区属于地温正常区域，无地热危害。
2）瓦斯
本区瓦斯成分以N2、CO2为主，无CH4。自然瓦斯成份中甲烷（CH4）0.00%，二氧化碳（CO2）11.91%~77.69%，氮气（N2）22.31%~88.09%，瓦斯带分带属CO2～N2带。根据南部详查勘探区瓦斯样测定资料，瓦斯含量较低，属于低瓦斯矿井。但随着开采深度的加深，瓦斯涌出量会有所增加。
3）煤尘爆炸
井田内煤层煤尘爆炸指数在34.92%~46.05%之间，据煤尘爆炸性鉴定结果：当火焰长度为10~>400mm时，抑止煤尘爆炸最低岩粉量为10%~65%，煤尘有爆炸危险性。
4）煤的自燃
井田内各可采煤层煤的变质程度低，挥发分高，丝炭含量高，吸氧性强，且含有黄铁矿结核或薄膜，煤层易发生自燃。
据近年来对部分电厂用煤调查结果，准格尔煤田各煤层的自然发火期一般为40~60天。
1.4开采方法
1）开采方法
内蒙古某矿煤矿建设规模为12.0Mt/a，矿井开拓方式为斜井立井混合开拓，主井、副井为斜井，风井为立井，在井田中部沿东西布置煤层大巷全煤开拓井田，矿井主运输全部采用胶带运输机，矿井辅助运输采用无轨胶轮车。
现在回采4号煤层和6上煤层。4号煤层本年度计划回采4111工作面、4113工作面。6上煤层本年度计划回采6105-1综采工作面、6105-2综防工作面和6107综放工作面。
2）工作面长度采高及推进度
内蒙古某矿煤矿4#煤综采工作面的倾斜长度为240m。工作面年产量为5.0Mt/a，日产量为15150t/d，工作面日进度为11.9m，年进度为3927m，4煤开采高度范围确
5
定为2.0～4.0m，平均采高为3.0m；6上煤综采工作面的倾斜长度为300m，工作面年产量为6.5Mt/a，日产量为19700t/d，工作面日进度为10.2m，年进度为3366m，开采高度范围确定为2.8～4.8m，平均采高为4.5m， 6
上
煤综放工作面的倾斜长度为
245m，平均煤厚12.7m，割煤高度：3.5m；放煤高度：9.2m，采放比：1：2.6，放煤步距1.6m；采煤机割煤回收率：95%，放顶煤回收率：80%。工作面日推进度为6.4m。则综采放顶煤工作面年推进度2000m，工作面年产量为7.6Mt/a。
第2节 煤层自然发火危险性分析
根据在巷道施工过程中的各种现象和矿井设计的基本资料，以及前期对内蒙古某矿6上煤所做的自然发火实验结果，与煤层自然发火相关特征如下：
（1）煤层容易自燃
根据内蒙古某矿6上煤自然发火实验结果，以20度为起始温度时，内蒙古某矿6
上
煤的实验自然发火期大约为28天。这样的煤层，在适宜的条件下很容易发生自燃。 （2）地温相对比较低
内蒙古某矿煤矿井下温度一般为14℃左右，地温相对较低，从而使煤的实际自
然发火期延长。
（3）地质构造相对简单
内蒙古某矿煤矿井田范围内地质构造比较简单，没有大的断层和褶皱，煤层厚度比较稳定、完整性比较好。由于煤层中漏风裂隙较少，减少了煤体氧化的强度，使自燃危险降低。
（4）开拓巷道均为煤巷，但采用锚网支护，大巷表面均进行喷浆
各层煤采区及工作面的巷道均布置在煤层中，巷道顶部、及巷帮均为煤体，巷道断面比较大。由于主要大巷采用锚网支护，锚网支护的巷道帮及顶上松散煤体比较少，加上大巷裸露煤体均用水泥喷浆或砌碹的方法处理，自燃危险性相对较小。
（5）部分巷道在掘进过程中形成高冒区，因而采用架棚支护，棚顶部容易堆积大量松散煤体，并且架棚喷浆不严，因而这些区域煤体经过长期氧化很有可能发展为自燃。
（6）当巷道穿过地质构造带时，由于煤体破碎、漏风比较严重，并且这些区域支护比较困难，通常需要架棚支护，棚顶及两侧推积了大量松散煤体，自燃危险性
6
比较大。
（7）工作面长，相邻工作面间联络巷多
内蒙古某矿煤矿相邻采煤工作面的进、回风巷同时掘进，并且每隔200m施工一条联络巷，联通了相邻工作面。
由于工作面长，工作面风量也比较大，采空区漏风可能也比较大（当然较大的巷道断面能减少采空区漏风）。正常开采后，为保障工作面的安全回采，需要对进入采空区的联络巷进行封闭。但在矿压作用下，这些密闭通常被压裂，造成采空区漏风增加，使氧化升温带的深度很大，容易引起采空区煤层自燃。
开采几个工作面后，由于多个工作面的采空区之间都有联通，采空区的漏风很复杂，自燃危险较大，且自燃预测、预报和防治极为困难。
（8）工作面开采强度大
①由于6上煤工作面为双巷布置，如此下一面的胶运顺槽通过联络巷与采空区形成漏风源，处处存在着氧化升温带的煤体，很难形成窒熄带，导致采空区自燃危险性大大增强；
②由于工作面联络巷较多，联络巷进入采空区后必须对其进行严密封闭。工作面推进度大，则封闭联络巷的工作量较大。由于联络巷的密闭容易被压裂而引起采空区漏风，必须对联络巷进行充填，防止自燃的发生，因而联络巷充填防火工作量也很大。如果联络巷封闭不严，则采空区靠近联络巷处氧气浓度始终较高，容易发生自燃；
③在生产工作面顺槽采取防灭火措施比较困难。由于工作面较大且推进较快，生产所需的各种材料进入和撤出工作面等工作量很大，为了不影响正常生产，不宜自工作面采取防灭火措施。
（9）工作面容易自燃的区域
根据采空区漏风规律、工作面停留时间和煤自燃的条件分析，采煤工作面采空区容易自燃的区域如下：
① 切眼处采空区
在切眼处的采空区由于有煤壁支撑，很难冒落严密，如前所述又始终存在漏风源，因而切眼处容易形成氧化升温带而发生自燃。
② 联络巷附近的采空区
由于联络巷的密闭容易被压裂而引起采空区漏风，并且联络巷与工作面进、回风巷道相交处煤体容易破碎，因而联络巷附近自燃危险较大。
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③ 深处采空区
如果联络巷的密闭由于某种原因封闭不严而漏风，由于采空区两道始终存在着压力差，则漏风会通过冒落不严处的深部采空区，形成氧化升温带而发生自燃。
④ 停采线附近采空区
停采线附近采空区破碎煤体较多，由于有煤壁支撑，很难冒落严密，如前所述又始终存在漏风源，因而停采线附近采空区容易形成氧化升温带而发生自燃。则自燃危险很大。
⑤开采煤层厚度不稳定，局部煤层较厚处采煤工作面顶部留煤较多，则采空区遗留的松散煤体厚度就增加，如果这些区域出现在联络巷等漏风较严重部位，自燃危险性就很大。
（10）近距离煤层群开采、厚煤层分层开采和放顶煤开采同时存在
内蒙古某矿煤矿最先开采的6上煤将采用分层开采，上分层综采、下分层综放。分层开采采下分层时由于煤层顶部破碎，漏风严重，并且在上分层开采时已经氧化，自燃危险相当大，治理也很困难。
第2章 煤层火灾观测方法
内蒙古某矿矿采取现场人工检测、束管监测系统及矿井安全监控系统等多种手段相结合的观测方法，获取观测数据，为分析煤层发火情况及其变化趋势提供依据。
（1）束管监测系统，矿井火灾束管监测系统克服了气相色谱仪需人工采样、进样，人为因素多，不能连续监测、自动化程度低等缺点，能够对井下任意地点的O2、CO、CO2、N2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H8等气体含量进行24小时连续监测，经过对火灾标志气体的确定和分析，及时预测预报发火点的温度变化，为煤矿火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。
（2）安全监控系统，安全监控系统可以连续监测CO、CO2、O2等环境参数，根据这些环境参数的变化进行煤层火灾的预报。
（3）人工检测，人工检测一直作为煤层火灾的主要监测手段，包括气体监测和温度监测。
人工气体监测主要采用O2、CO、CH4等便携式气休分析仪，由人工直接在各测点进行气体检测，并定期采用气袋取气样，送地面进气相色谱分析，给出气体的成
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