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煤矿采空区自燃三带范围测定及气体变化规律研究
随着煤炭开采的不断深入，煤矿采空区自燃现象日益严重。为了防止煤矿自燃事故的发生，减少矿井生产中可能造成的安全事故，测定采空区的自燃三带范围及研究其气体变化规律显得十分重要。
1.煤矿采空区自燃三带
煤矿采空区的自燃主要集中在三个带状区域，即边带、缝带和顶带。边带是指靠近边缘的一定宽度范围内，煤岩体受到表面风化作用和外界氧气的影响，易于出现自燃。缝带是指煤矿采空区内的裂隙带，因为缝隙通风和空气流通量大，往往成为自燃的高发区。顶带是指采空区距离地面20米以下的范围，这个区域主要受到底板和煤柱下落的影响，易于形成自燃点。
2.自燃三带范围测定
为了测定采空区的自燃三带范围，可以采用地质勘探等技术手段进行定位和测量。其中，掌握顶板形态、煤层空间分布、孔隙度、裂隙分布、地下水水位等信息是测定采空区自燃范围的基础。通过地下探测技术，可获得煤岩体温度、氧气和甲烷等气体浓度数据。同时，通过煤岩体强度检测，可判断其自燃危险程度。
3.自燃三带气体变化规律
气体是煤矿采空区自燃的关键因素之一。在煤矸石、岩层和煤炭开采过程中，氧气、甲烷和二氧化碳等气体逐渐积累，而当这些气体达到一定浓度时，就会引发自燃。实验表明，煤炭开采后，采空区内氧气浓度逐渐降低，而甲烷和二氧化碳浓度逐渐升高。当甲烷浓度超过5%时，自燃发生的危险性将会极大增加。
综上所述，煤矿采空区自燃对煤炭开采安全带来了严重的威胁。因此，测定采空区自燃三带范围和研究其气体变化规律，对于预防自燃事故的发生具有重要意义，可有针对性地采取安全措施，有效提高矿井生产的安全性和稳定性。