摘要：本文針對哈爾烏素露天煤礦坑下煤炭自燃實際情況，采取了注水降溫法、強行采出法、土巖堆堵法等，并結合國內外先進經驗應推廣灌漿滅火法、阻化劑、新型凝膠滅火法，將煤炭自燃防患于未然。
關鍵詞：煤炭自燃防治
0引言
哈爾烏素露天礦于2008年1月正式成立，地表境界南北寬7.03km，東西長9.59km，面積67.45km2，露天礦境界內可采原煤儲量為1710.97Mt，煤層平均厚度為28.8m。其煤質為中灰、低硫、特低磷、高揮發分、中高發熱量、灰熔點高的優質動力煤，設計生產能力為年產原煤20.00Mt。露天礦坑內非工作幫下部煤炭于2009年3月份開始自燃發火，嚴重威脅礦山日常安全生產工作。
1煤炭自燃的危害
1.1自然給露天礦帶來邊坡穩定問題，增加了日常邊坡管理的難度。露天礦的北端幫由于煤的自燃，破壞了原設計的邊坡角度，容易發生北端幫臺階塌方、滑坡事故。
1.2由于我礦屬于深凹露天礦，煤炭自燃所產生的大量有毒、有害氣體很難排出坑外，生產現場作業人員的身體健康受到一定傷害，污染了環境，影響了設備操作人員的視線。
1.3初步統計從2009年3月份至7月份純燃燒掉的煤炭近1000噸，直接經濟損失達50萬元。由于煤炭的自燃，給礦山帶來了巨大的經濟損失。
2煤炭自燃的原因
煤層自燃又稱煤層自然發火，是指在沒有外來熱源的情況下，由于煤自身氧化積熱，使煤的溫度升高而發生的燃燒現象。煤的氧化和自燃是基——鏈反應，即具有自燃傾向性的煤與空氣接觸，能吸附空氣中的氧而在煤的表面生成不穩定的初級氧化物，使煤的化學活性增強，進而煤的氧化速度加快，氧化放熱量加大，當熱量不能及時散發時，煤溫就會逐漸升高，當達到煤的著火點時(300-350℃)，便開始自燃。
煤炭自燃的必要充分條件是：①有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態，堆積厚度一般要大于0.4m。②有較好的蓄熱條件。③有適量的通風供氧。氧濃度＞15％時，煤炭氧化方可較快進行。④上述三個條件共存的時間大于煤的自燃發火期。上述四個條件缺一不可，前三個條件是煤炭自燃的必要條件，最后一個條件是充分條件。
3哈爾烏素露天礦煤炭自燃的防治
為了防止煤炭自燃，須控制煤與氧接觸，并降低反應溫度，這是煤礦防滅火技術中最基本也是最重要的原則。
3.1目前，哈爾烏素露天礦采用的滅火方法主要有注水降溫法、強行采出法、土巖堆堵法和隔離法等。
3.1.1注水降溫法利用露天礦現有100噸、40噸水車灑水滅火。對坑下各處進行監護，發現著火，立即注水降溫滅火。然后用推土機、前裝機及汽車聯合作業，將澆滅的發火煤運至安全地點，進行徹底處理。水澆滅火，從經濟角度講，水澆滅火是經濟和有效的，但它存在反作用。表現為：①水澆滅火只能滅掉表面火，不能把火徹底滅掉。②水把煤層燃燒的灰分、煤粉等沖刷掉，致使新煤面又暴露在空氣中，改善了煤的供氧條件，成為新的發火點。③由于水的作用，產生了大量的水煤氣（CO、H2、H2O等混合物），難以在較短時間內散發掉，使表面被滅掉的火又燃燒起來，這就是一個火點總是滅不熄的最直接原因。④水沖刷后，嚴重地破壞了非工作幫臺階的完整，同時水注入邊坡內，降低了邊坡的穩定性。故此方法只適用于坑下零星火點的防滅火工作。
3.1.2強行采出法對于自燃的煤臺階，用水澆注滅火是沒有明顯效果的，極易出現死灰復燃現象。一般采用電鏟或前裝機強行采出，排棄至安全排土區，用土巖進行覆蓋。此方法由于電鏟或前裝機作業時灰塵、煙霧較大，故一般還輔以用注水消塵降溫。該方法適用于小范圍滅火，在非工作幫上要與填方夯實結合，才會收到好的效果，但非工作幫使用此方法，存在塌方、滑坡等重大安全隱患。
3.1.3黃土堆堵法首先用水撲滅明火后，然后在上面覆蓋黃土，這樣使自燃煤與外界空氣相隔離，起到滅火的作用。因為露天煤礦的敞露空間太大，并且爆破后煤層間隙大，無法實現完全密封，所以這種防治自燃方法沒達到長期效果。
3.2針對我礦實際情況，應借鑒國內外防治自燃技術中先進和有效的措施。
3.2.1灌漿滅火法預防性灌漿是防止煤自燃發火的一項傳統的、也是最為有效、穩定可靠的重要措施，在國內煤礦中得到普遍應用。灌漿是利用高壓水輪或機械設備取土，將其與水按適當配比，制作成有一定濃度的泥漿，再借助于自然壓差或泥漿泵，覆蓋包裹有自燃傾向的煤層。預防性灌漿的作用一是隔斷供氧通道，二是散熱，達到破壞聚熱環境的作用。此方法應用于露天煤礦，對預防煤炭自燃能收到明顯效果。
3.2.2阻化劑、新型凝膠滅火法國內外已經對煤炭自燃防治技術已經作了很多的研究，但是采用化學的方法開發阻燃防滅火材料卻是比較新的研究領域。阻化劑、新型凝膠高分子材料可通過噴灑、壓注的形式，輸入到煤體中，阻化劑、新型凝膠擴散、滲透到煤層表面以及煤層縫隙中，高分子乳液具有良好的粘附煤體特性，并在煤體表面形成柔韌、致密的連續性的高分子微膜，這種高分子膜具有優異的空氣阻隔性能，從而阻隔氧氣與煤炭的接觸，防止煤層自燃。但此種方法能否在露天煤礦中起到明顯效果，還需要進一步的驗證。
4結論
露天礦煤炭自燃的防治工作是一項復雜而艱巨的任務，哈爾烏素露天煤礦由于面臨擴能改造，需要更改原來采礦計劃，非工作幫不能及時回填，所以我礦將一直存在煤炭自燃現象，要做好煤自燃的防治工作，應按以下幾點要求進行：第一，優化露天煤礦剝采計劃，盡量安排好露煤、穿煤、采煤期間，減少破碎原煤在空氣中的長期暴露時間；第二，對露天礦內的邊角殘煤及浮煤，均應及時有效地處理；第三、加強安全生產管理，各個部門密切協作、共同努力，做到及時發現自燃情況，立即采取各種行之有效的方法及時處理，防患于未然。
