一、矿井基本情况

　　和协煤业有限责任公司，位于郑州市二七区马寨镇，矿区东北距郑州市15km ，属三李煤田范围，南起煤层风氧化带和郭楼正断层，北到三李正断层，西至三李正断层与风氧化带交界处，东至38458200经度线，井田面积1.45km2。煤层基本构造形态为走向东西、倾向北的单斜构造，地层倾角5～25°。含煤地层为石炭系太原组，可采煤层一组：一1煤，煤层平均厚度0.7m。矿井设计生产能力为30万吨/年，可采储量181.2万吨，服务年限4.6年，采用走向长壁全部垮落炮采采煤方法。该矿瓦斯等级低沼，矿井一1煤层自燃危险等级为Ⅲ类，属于不易自燃煤层，煤尘不具有爆炸危险性。矿井采用两立井、一斜井单水平上下山开拓，主、副井进风，专用回风斜井回风的中央并列式通风方式。矿井通风采用FBCD2-6-№17(B)型对旋轴流式通风机，一用一备，电机功率为2×75KW，风机额定风量1734-3378m3/min，额定工作风压为2550-2890Pa。九月底矿井总进风量2118m3/min，矿井总回风量为2281m3/min。

　　二、14030采煤工作面自燃发火机理分析

　　和协煤业14030采煤工作面位于14采区东侧最上面一个工作面，也是该采区最后一个回采工作面，该面剩余走向长度110米，切眼长55米。按照上级紧急通知要求，矿井于9月23日零点班开始停产。在停产期间，工作面保持正常通风，风量410 m3/min。2008年9月25日八点班瓦斯检查员发现采面回风流有硫磺气味。26日上午，公司有关人员到现场进行检查，发现在距工作面机头35米处的老塘侧有一氧化碳，浓度最高达80ppm，温度为28度; 27日上午，公司救护大队到现场进行实测，发现距工作面下出口45米处老塘侧，一氧化碳浓度最高达620ppm，有烟雾涌出，工作面回风流一氧化碳浓度为80ppm。据此判断，该工作面老塘已经发生煤层自燃。关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级，煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙，煤层埋藏深度和煤层厚度，开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。

　　三、14030采煤工作面自燃发火治理措施

　　首先决定先在工作面老塘侧最后一排柱子处用编织袋装黄土进行充填，然后用黄土掺水泥抹面，阻止气体涌出。再采用粉煤灰复合胶体灭火技术治理工作面上火区。粉煤灰胶体脱水速度慢，持久性好，能长期滞留在易发火部位，降低煤体复燃的可能性，由于大量固料的存在，即使脱水也能堵塞漏风通道。为有效控制工作面顶部的火区范围，沿工作面倾斜方向,施工4排钻孔，钻孔排距15m，深度40-60m，共施工注胶钻孔70个。钻孔主要分为高温孔、中温孔和低温孔。注胶顺序是先注高温孔，再注中温孔和低温孔，重点处理高温区域内的钻孔，其次是影响区域内的钻孔。由于胶体材料对水灰比的要求严格，必须建立专用的灌浆注胶浆系统来确保稳定连续的制浆效果，制浆机按水灰重量比为1：1～3：2的比例制成粉煤灰浆，通过输浆管路注入钻孔，在钻孔前10m处，由胶体压注机把FHJ16复合胶体添加剂按一定比例送入灌浆管路。为分析钻孔注胶效果，每天对注胶钻孔邻近的未注胶钻孔测温一次。截止到9月30日16时，除下付巷以上25m没有进行充填外，工作面其余部分已全部充填封堵严实。经检查，距工作面下出口45米处老塘侧，一氧化碳浓度已下降至80ppm，取得了一定的成效。

　　四、下一步的治理方案

　　1、由于煤层含硫量大，如果在上下付巷外段建密闭，工作面的单体柱、顶梁、溜子和其他设备就会腐蚀受损，严重的可能无法再用。所以考虑继续对工作面老塘侧进行充填封堵。

　　2、做好在14030上下付巷建密闭的准备工作，将建密闭用的砖、砂子和水泥运到施工地点，一旦老塘封堵效果不好，随时建密闭，确保矿井绝对安全。

　　五、今后煤层自燃的预测预报

　　(1)鉴于煤在低温氧化阶段产生CO，因此，CO是早期揭露火灾的敏感指标。在矿井的采煤工作面回风巷等有自然发火的地点设置CO传感器，若发现CO浓度超限，便可采用便携式CO检测仪追踪监测确定高温点。

　　(2)采用红外探测法判断高温点的位置，红外探测法其基本原理是，根据红外辐射场的理论，建立火源与火源温度场的对应关系，从而推断出火源点的位置。

　　(3)用钻孔测温辅助监测。对顶煤破碎或有自燃危险的地点，埋设测温探头，定期监测温度变化情况。

　　(4)加强漏风检测。定期采用跟踪气体法，检查顺槽漏风量，对漏风集中的区域加强观测。