通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析- 第 - 1 - 页通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析我矿煤体的自燃发火期短，通过降低矿井风压，可以降低采区进、回风两侧的压差，从而有效的减少向采空区内的漏风，达到以风防火的目的。而且风井主扇是长时间、连续运行的大功率设备，其耗电量相当大。所以优化矿井通风网络，调节风井主扇运行工况点，降低矿井通风系统风压，既可以起到预防采空区内自燃发火的作用；又可以提高风机的运行效率，实现矿井通风综合节能，提高经济效益。现通过对 2005 年以来，我矿煤体自燃及采空区有严重自燃发火迹象的次数、2009 年至 2010 年气相色谱分析的数据结果进行对比分析，总结降低矿井风压在预防矿井自燃发火方面的作用。并通过对 2010 年 1 月份10 月份风井主扇的电量消耗进行计算， 分析其经济效益。一、煤体自燃及自燃发火迹象的对比分析：一、煤体自燃及自燃发火迹象的对比分析：自 2005 年以来，我矿煤体自燃及采空区有严重自燃发火迹象的情况如下表。2005 年共计有 9 次煤柱发生自燃；2006 年煤柱自燃发生 4 次，煤层内自燃发生 1 次；2007 年有 3 次井下巷道内煤柱发生自燃；2008 年煤体自燃发生 2 次；2009 年发现煤炭自燃 1 次，出现过 2 次较严重自燃发火迹象的情况。2010 年只在 3 月份出现过 1 次较严重自燃发火迹象的情况。数据显示，205 采面、206 采面发生煤柱自燃的情况较多，在 207 采面、208 采面、209 采面采用 U 型通风形式，并开掘了高抽巷、低抽巷之后，发生煤柱自燃的情况大大减少，而采空区内出现一氧化碳浓度超标并伴有乙烯通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析- 第 - 2 - 页的自燃发火迹象较多。日日 期期地地 点点出出 现现 情情 况况2005. 1.16205 采面第三联络巷煤柱自燃 2005. 2. 1205 采面第四联络巷煤柱自燃 2005. 2. 9-200 轨道联络巷煤柱自燃 2005. 2.13206 轨道巷第三配风巷煤柱自燃 2005. 2.17205 采面第十二联络巷煤柱自燃 2005. 2.17205 采面第十三联络巷煤柱自燃 2005. 2.17205 采面第十四联络巷煤柱自燃 2005. 2.17205 采面第十六联络巷煤柱自燃 2005. 6.14206 辅助巷里风门处煤柱自燃 2006. 3.12205 采面第十九联络巷煤柱自燃 2006. 2. 1206 尾巷联络巷（辅助巷风门处）煤柱自燃 2006. 4.24207 轨道巷上口煤柱自燃2006. 5.10207 机巷（辅助巷到-200 胶带巷）40 米处左 手帮顶部，煤层内有自燃现象2006. 6. 4207 轨道巷上口煤柱自燃 2007. 2.12-200 轨道巷与 206 机巷上帮尖处煤柱自燃 2007. 2.13-200 轨道巷与-200 胶带联络巷右手帮煤柱自燃 2007. 2.17-200 轨道巷与 206 机巷上帮尖处煤柱自燃 2008. 2.25209 轨道巷（209 辅助巷以上）右手帮煤柱自燃 2008.12. 1209 进风与 209 辅助巷口以里右手尖顶部煤柱自燃2009. 3.25207 采面回风密闭气样分析一氧化碳 浓度高，并有乙烯经矿领导决定， 进行注浆处理2009. 7.222012 采面采空区内准备撤面工作时， 气样分析一氧化碳 浓度高，并有乙烯经矿领导决定 暂时将 2012 采 面封闭 2009. 9.24207 采面回风（-200 胶带）164#密闭左手帮煤柱自燃2010. 3.312012 回风密闭气样分析一氧化碳 浓度高，并有乙烯经矿领导决定， 进行注浆处理二、采空区防灭火原理：二、采空区防灭火原理：在采用全部垮落法管理顶板的采煤工作面采空区，可以按煤的自燃情况划分为 3 个带，如下图。第带-散热带或称不自燃带。在这个区域内虽然有形成自燃发火的通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析- 第 - 3 - 页浮煤堆积条件，但是由于靠近工作面开采空间，顶板冒落的岩石处于松散堆积状态，空隙多且大，漏风强度大，无聚热条件。而且浮煤与空气接触的时间很短，所以一般不会发生自燃，不自燃带在工作面后方约为 15 米。采空区的采空区的“三带划分三带划分” 散热带、自燃带、窒息带第带-自燃带。由散热带向采空区内部延伸约 2560 米的空间，因为冒落岩石块逐渐压实，风阻增大，漏风强度减弱，风流呈层流流动，浮煤氧化生热，热量积聚，温度上升，有可能导致自燃，所以称之为自燃带。自燃带内最明显的变化是一氧化碳浓度逐渐增大而氧气浓度逐渐降低。自燃带的宽度取决于工作面的风压和采空区内的风阻，而决定风阻的则是冒落岩石块的压实程度。第带-窒息带。紧靠自燃带之后就是窒息带。在此区域内冒落岩石块已经压实，漏风风流基本消失，氧气浓度进一步下降，一般的划分标准是：氧气的浓度小于 10%。如果在自燃带范围内已经发展起来的煤体自燃，在此带内也会因缺氧而窒息。窒息带内由于岩石导热会使在自燃带内生成的热量逐渐消失而温度下降。在这三个区域中，从防火的角度来说，自燃带的宽度、稳定时间及变通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析- 第 - 4 - 页化对矿井的安全最关键。通过降低矿井风压，可以降低工作面两端的通风压差，减少向采空区内的漏风，从而减少自燃带的宽度，起到预防采空区内煤体自燃的作用。三、三、20092009 年至年至 20102010 年气相色谱分析数据结果对比：年气相色谱分析数据结果对比：2010 年我矿通风区定期对各个采区的通风阻力进行了测定，结合我矿各采掘工作面实际生产情况，通过认真分析我矿通风网络的阻力分布及影响因素，及时对通风系统进行了调整、优化。分别在 2010 年 3 月上旬、6 月上旬、10 月中旬三次调节了风井主扇运行工况点，降低了风井风压（详尽数据见表“宣东二号煤矿宣东二号煤矿 1 11010 月份主扇运转情况月份主扇运转情况” ） 。2010 年 3 月上旬，风井主扇静压由 2 月下旬的 2844pa 降至 2781pa,减少了 63pa；6 月上旬，风井主扇静压由 5 月下旬的 2740pa 降至 2477pa，减少了 236pa，相对 2 月下旬的 2844pa，减少了 367 pa；10 月中旬，风井主扇静压由 10 月上旬的 2331pa 降至 1752pa，减少了 579pa，相对 2 月下旬的2844pa，减少了 1092pa。#矿井风压的降低，可以降低巷道煤体两侧的压差和采空区进回风密闭的压差，从而有效减少煤柱的漏风和由进回风密闭向采空区内的漏风。所以根据矿井通风网络，适当合理的降低矿井风压，可以达到防止煤柱和采空区内煤体自燃的目的。自 2010 年 3 月上旬，降低风井风压后至今，尚未出现通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析- 第 - 5 - 页一例煤体自燃情况，在 10 月 2011 采面撤面期间，经取气样分析，也未出现一例一氧化碳超标的情况，从而保证了 2011 采面撤面工作的圆满完成和矿井的安全生产。四、经济效益：四、经济效益：（一）电量消耗计算方法：（一）电量消耗计算方法：三相电动机不论是星形连接还是三角形连接，有用功功率计算公式为：P=1.732UIP=1.732UIcos （式（式 1）其中 U 为线电压或相电压，I 为线电流或相电流, cos 为功率因数。我矿风井主扇使用的是 FBCDZ 系列煤矿用地面防爆抽出式对旋轴流通风机，共有两台，1#主扇和 2#主扇，其中一台为运行状态，另一台为备用状态。每台主扇有两台电机，1#电机和 2#电机，同时反向对旋运行。由于 1#电机和 2#电机共用接线端子，所以只能测得 1#电机和 2#电机的总电流，考虑到实际功率损耗，故乘以 0.805 的系数。由我矿机电区提供的功率因数cos 为 0.86。所以当主扇运行时，1#电机和 2#电机总的有功功率为P=1.7320.805UIP=1.7320.805UIcos （式（式 2）宣东二号煤矿宣东二号煤矿 1 11010 月份主扇运转情况月份主扇运转情况主 扇 运 转 情 况时间大气压 （Kpa）温度()主扇风量 （m3/min）主扇静压 （pa）电流 I（A）电压 U（V）输入功率 U(kw)1 月上旬96.5-311969285012248247061 月中旬96.9-212043303312948917561 月下旬95.6111960284612248247062 月上旬96.3-212054292712548507272 月中旬94.3812294286510847036092 月下旬95.161226828441334924785 通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析通过降低矿井风压预防自燃发火及其经济效益分析- 第 - 6 - 页3 月上旬93.911109127811194792684 3 月中旬94.9311527280511947926843 月下旬95.1711230276611747706694 月上旬94.91011059274711547486554 月中旬94.51011283269111847816764 月下旬94.51411277272411847816765 月上旬95.41711347274612048046915 月中旬95.42711554276812048046915 月下旬95.42711335274012048046916 月上旬95.4271085924771014680567 6 月中旬95.42711014245310146805676 月下旬95.43210975243210146805677 月上旬94.6321115624681024683