浅埋煤层工作面遗煤自燃治理

浅埋煤层开采是近年来煤炭开采的重要方式，为保证安全高效开采，需要高度重视其带来的地表沉陷和采空区漏风等问题。其中，因地表裂隙和漏风而导致的煤自燃是浅埋煤层开采面临的两大难题，对矿井安全生产、生态环境造成严重危害。煤层在开采过程中，工作面遗煤受良好的通风供氧作用会发生初次氧化，影响其反应活性，使遗煤的自燃极限参数发生变化；并且当工作面注氮对遗煤进行惰化后，受地表裂隙漏风影响，可能会破坏采空区的惰气氛围，使遗煤在二次氧化状态下达到自燃极限产生自然发火，严重威胁煤矿的安全生产。

浅埋煤层开采诱发的地表裂隙发育受多因素综合影响，主要包括采空区形成、应力集中和岩体结构特征。采空区形成的空腔导致地表发生不均匀沉降，形成拉伸应力，进而引发地表裂隙。同时，采空区周围岩体应力集中，尤其是边界区域，应力集中程度更高，易于产生新的裂隙或使原有裂隙扩展。此外，岩体的结构特征，如岩性、节理、断层等，也影响着裂隙的发育。浅埋煤层开采导致的较大沉降量和应力集中，加剧了地表裂隙的形成和扩展，尤其在岩体结构较为脆弱的区域，裂隙发育更为显著。

工作面开采易在采空区留下大量破碎遗煤，受工作面通风影响，在回采过程中，遗煤已发生初次氧化，导致遗煤微观结构及化学成分发生变化，最终使遗煤的自燃极限参数发生变化，增加了遗煤自燃的风险。同时，工作面开采形成的地表裂隙连通地表和采空区，受工作面负压通风的影响持续向采空区漏风供氧，使遗煤可能在原有的氮气惰化环境中发生二次氧化反应，进而导致煤自燃。

徐州吉安的普瑞特防灭火材料（JTF-Ⅱ）是为解决巷道、支架顶部等局部区域的煤炭自燃以及上、下隅角封堵漏风的问题而研发。由A料、B料两种组分按1:1的体积比混合，经化学发泡后生成固化泡沫体，膨胀系数10倍以上，生成过程不产生热量，从根本上解决了传统聚氨酯类充填材料反应过程产热量较大的缺点。该产品发泡后呈泡沫状，初始粘度低，被注入破碎煤岩体空峒或采空区后，具有良好的扩散及渗透性能，最终生成的固化泡沫体能够与煤岩体形成密实的固结体，固化泡沫体中含有一定量水分，具有良好的封堵性能和吸热降温性能。

参考文献：

[1]崔海峰,曲柱,王辉.浅埋煤层工作面遗煤自燃及防控技术研究[J].山西煤炭,2025,45(02):31-36.