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煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术研究及应用
煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术研究及应用
随着国内煤炭资源的日益减少和对煤炭资源的高效利用要求越来越高，煤柱回收开采技术被广泛应用于我国的煤矿业。但是，由于煤柱长期被压缩、沉积、水分等原因，煤柱内部易发生自燃现象，给煤炭开采工作带来安全隐患，严重影响矿山生产和经济效益。为此，煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术研究及应用愈发显得重要。
一、煤柱回收开采及其存在的问题
煤柱回收开采指的是在底板支撑条件较差的情况下，对排放区域的煤柱进行开采并回收煤炭的过程。由于横向采高小、压力大、煤柱渗透水多、煤质变化大等因素，导致煤柱存在易自燃等安全隐患问题。因此，如何进一步完善煤柱回收开采技术及加强自燃防治工作，是当今首要的研究问题。
二、煤炭自燃的原因及机理
（一）煤炭自燃的原因
煤炭自燃是因为煤中存在的有机质和非金属元素与未反应过的氧气和水蒸气在适宜的条件下相互作用而产生的一种化学反应。
在煤柱回收开采中，煤柱内部的氧气和渗透水因受限于空间，容易形成少氧或无氧环境，导致煤中的有机质遭受部分氧化并放热，产生自燃现象。
（二）煤炭自燃机理
煤炭自燃的机理非常复杂，涉及到煤的物理、化学、热力学等多个方面。简单来说，煤炭自燃的机理主要有以下几个方面：
1.煤质因素：煤质的品质、聚合度以及其亲水性等因素可以影响自燃的爆炸性，进而导致自燃现象的发生。
2.空气因素：自燃的基本物质是氧气，因此空气中的氧气含量、流动性以及温度等都可能影响自燃的发生。
3.水分因素：煤中含水量变化会影响自燃的发生。多的水分不利于氧气的进入，会通过蒸发降低煤的温度，减少自燃发生的可能性。
三、煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术
为了有效避免煤炭自燃的发生，煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术可以分为物理防治、化学防治和综合治理三个方面。
（一）物理防治
物理防治是在煤柱回收开采过程中防治煤炭自燃发生的首要手段。具体包括：
1.采用高效通风设施，增加通风量，保持空气流通，降低温度和控制氧气浓度。
2.密闭、降温、降湿处理：降低煤柱、巷道的温度和水分，减少煤的干燥程度和氧气含量，从而降低自燃的发生。
3.及时监测、报警机制：使用高效的氧气检测设备和精细化的温湿度检测仪器，可以及时掌握煤柱回收开采区域的温度、湿度和氧气含量，一旦发现异常情况，《安全生产法》规定的应急预案应该立即启动，在煤柱回收开采区域实施紧急调动，解决紧急情况。
（二）化学防治
由于化学防治技术对自燃反应充分，通过在煤炭中添加化学品尽可能避免或控制自然界引起的燃烧反应。化学防治技术主要包括：
1.添加抑制剂：减缓自燃反应速度的添加，将空气中的氧气对煤的氧化反应减缓，从而起到一定的抑制作用。
2.添加离子交换树脂等：通过加入离子交换树脂等材料，吸附煤中的杂物，以达到抑制自然产生的煤中杂物的氧化作用，能够减少自燃反应程度和缩短自燃时间。
（三）综合治理
综合治理拟通过尽可能的结合物理和化学手段，加强煤柱回收开采综合防治工作，降低煤柱自燃现象。应包括：
1.发挥科技优势：利用先进技术，开发更加高科技的综合治理手段，如煤炭智能感知技术，自动化检测技术，应用煤压裂技术等手段，扩大煤炭资源容量，提升煤的开采效率，提高社会效益。
2.严格执行防火制度和规定：针对煤柱回收开采这个安全难点工作，开展暴雨天气应急预案演练，并定期开展应急救援演练，提高公众应对突发事件、自救互救能力。
3.采用限定爆炸、防爆等保护措施：采用各种具有专业技术的保护措施，如限定爆炸、防爆等保护措施，以及降低自燃最高温度和提高自燃温度等手段，杜绝煤炭资源发生险情和事故的发生。
四、煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术的应用前景
煤柱回收开采技术的综合防治煤炭自燃技术，开发先进设备、实现智能化，可提高煤炭资源利用率，更好的实现煤的可持续发展；实施煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术使我国煤矿生产安全和技术发展水平进一步提高，也对发展其他矿产资源开采科技、安全标准有借鉴；减少环境污染和资源损失，有利于“以煤为基础，多煤并举”的煤炭工业发展战略的实现。
总之，煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术研究及应用可保证煤炭开采安全有序进行，发挥煤矿企业的经济效益、社会效益和环境效益。煤炭是我国的重要能源，因此煤柱回收开采综合防治煤炭自燃技术的研究及应用意义重大，为保障能源物质的发展与安全做出了重大贡献。