武 帅

(山西省煤炭职业中等专业学校， 山西 太原 030006)

在我国煤炭开采过程中，由于采空区漏风、煤层自燃倾向等因素导致在开采过程中采空区煤层发生自燃现象。煤层自燃如不加以控制，直接威胁到井下作业人员的生命安全。因此，必须对自燃煤层进行防灭火处理[1-2]. 目前，通过向采空区直注液态CO2作为矿区煤层自燃治理的新型防灭火技术，被各大矿区广泛采用。它与其他防灭火技术相比，具有速度快、操作简单、成本低、防灭火效果显著等特点，是当前煤矿井下防灭火的最佳技术[2-4]. 以大同和尚嘴煤矿8615综放工作面采空区煤层自燃灭火为背景，运用直注液态CO2技术，以达到防灭火效果。

1 工程概况

山西大同和尚嘴煤矿主采8#和12#煤层，其中12#煤层距地表290～360 m，距8#煤层平均为48 m，煤层厚度2.5～12 m，平均6.8 m. 8615工作面煤厚3.2～7.2 m，平均5.8 m，煤层硬度为3，煤层倾角1°～2°，平均1.5°，属稳定煤层。工作面采用放顶煤开采工艺，采高3 m，放煤2.8 m，采放比为1∶0.93. 煤层结构简单。基本顶为中细砂岩，厚度14.75～31.25 m，平均24.9 m；直接顶为粉细砂岩，平均5.34 m；直接底为粉细砂岩，厚度2.6～5.46 m，平均3.85 m. 12#煤层为自然发火煤层，自燃倾向性等级为Ⅰ级。煤尘爆炸危险性鉴定为有爆炸危险性。

当8615工作面回采224 m时，回风巷中CO检测浓度为40×10-6，通过持续地监测及色谱分析，回风巷中CO、C2H4和CH4呈持续上升趋势，进一步对8615采空区取样监测，支架后方边缘CO浓度高达46×10-6，随着采空区的深入，CO浓度持续升高，最终确定为采空区煤层自燃，工作面停产封闭，进行灭火作业。

2 煤层自燃原因分析

1) 煤层自燃倾向性。……