礦井均壓防滅火技術(shù)運用研究

武丕儉

山西焦煤集團汾西礦業(yè)集團新峪煤業(yè)有限責任公司 032302

引言

煤炭在生產(chǎn)過程中存在水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自然災害，其中礦井火災在煤礦的災害比例中占據(jù)最大，而礦井火災的主要因素就是煤炭自燃。煤炭自燃的發(fā)生主要是由于通風管理不善，均壓防滅火技術(shù)就是有效處理風和火關系的防治煤炭自燃的措施之一。

礦井均壓防滅火技術(shù)是在20世紀50年代出現(xiàn)的，其主旨是“降壓減風、管風防火、堵風防漏、以風治火?！本鶋悍罍缁鸺夹g(shù)最初是用于更快熄滅封閉火區(qū)內(nèi)的大火，在20世紀60年代世界上一些采煤技術(shù)發(fā)達的國家逐漸采用均壓滅火技術(shù)于礦井滅火，我國的淮南、遼源等礦區(qū)也最先試用這一防滅火技術(shù)，逐漸推廣到徐州、平莊、六枝等礦區(qū)。最典型的是在1984年大同礦務局煤峪口煤礦用均壓技術(shù)撲滅大面積自燃火災。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，均壓滅火在理論與技術(shù)上都得到了進一步的發(fā)展。

1 礦井均壓防滅火技術(shù)介紹

均壓是指均衡漏風通道進出口兩端的風壓，來杜絕或者減少漏風量的措施，這樣取消了煤炭自燃的條件之一，可以防火也可以防滅火，均壓也稱為調(diào)壓。均壓運用在封閉區(qū)可以防止煤炭自燃并且可以加速火災熄滅，均壓用于開區(qū)可以抑制工作面后部采空區(qū)遺煤自燃的發(fā)展。

均壓防滅火技術(shù)的原理非常簡單，在運用中不會對生產(chǎn)人員造成傷害，也不會影響到生產(chǎn)的正常進行，同時不受到水、土質(zhì)等因素的制約，其原理是“以風治火”，比如當前我國采用較多的放頂煤開采技術(shù)，放頂煤開采中冒落高，采空區(qū)漏風量大，漏風范圍比較廣，遺煤較多容易引起自燃，雖然注漿等辦法能夠一定程度防滅火，但是由于不清楚自燃火源，運用注氮等方法成本較高，而運用均壓技術(shù)則不受以上問題制約，取得了較好成效。

均壓防滅火技術(shù)主要有開區(qū)均壓和閉區(qū)均壓。開區(qū)均壓是在生產(chǎn)工作面建立均壓系統(tǒng)，減少后部采空區(qū)漏風，抑制煤的自燃，防止有害氣體超限或者向工作面涌出，進而保證回采工作面正常生產(chǎn)；閉區(qū)均壓是在可能發(fā)生煤炭自燃并且封閉區(qū)域采取均壓措施，防止發(fā)生火災。

2 均壓防滅火技術(shù)應用

2.1 開區(qū)均壓防滅火

開區(qū)均壓系統(tǒng)有較多形式，主要根據(jù)工作面不同漏風形式構(gòu)成，不同的漏風形式要用不同的端點壓差來實現(xiàn)開區(qū)均壓，進而減少向后部采空區(qū)漏風，抑制遺煤自燃，防止有害氣體向工作面涌出，保證工作面正?；夭伞?/p>

針對單一工作面漏風，單一工作面漏風主要指工作面后部采空區(qū)，形式比較簡單，讓漏風風流盡可能少的通過后部采空區(qū)。要減少風量，降低1—2間壓差，比如在回風巷安裝調(diào)節(jié)門來提高1點風壓；同時要縮短工作面長度或者把長工作面通風方式改為“E”型，采用上下兩巷進風，中間巷回風或者中間巷進風，上下兩巷回風，調(diào)節(jié)工作面進回風端點壓差，減少漏風采空區(qū)風量的調(diào)壓措施。

針對分層開采、近距離煤層開采上下采空區(qū)連通防漏風的均壓技術(shù)，這種漏風比較復雜，漏風渠道較多。首先需要查清漏風通道，探測漏風通道最新方法是采用示蹤氣體法，用SF6來檢測井下漏風；然后在漏風裂隙密集并且范圍較大、堵漏技術(shù)成效不好的地方設置調(diào)壓氣室。在進回風巷安設兩道調(diào)節(jié)風門，減少風量，通風壓差降低。進風巷安設調(diào)壓風機接風筒到工作面，減少漏入上部小煤窯或者上分層的漏風量。

2.2 閉區(qū)均壓防滅火

閉區(qū)均壓防滅火是對可能發(fā)生煤炭自燃的封閉區(qū)域采取均壓措施來防止火災，成為閉區(qū)均壓防火；或者在已經(jīng)發(fā)生火災的封閉區(qū)域通過均壓技術(shù)來加速火區(qū)熄滅，稱為閉區(qū)均壓滅火。

首先壓并聯(lián)風路和調(diào)節(jié)風門聯(lián)合均壓，減少進回風口兩點的壓差，降低漏風量，消除自燃發(fā)火的危險，也能夠加速熄滅原來封閉區(qū)的火源；然后調(diào)壓風機和調(diào)節(jié)風門聯(lián)合均壓，消除原來防火墻內(nèi)外壓差，阻止漏風；最后要連通管均壓，在可能發(fā)生煤炭自燃的封閉區(qū)回風側(cè)密閉墻面，加筑密閉墻，穿過外部密閉墻安設管路直通地面，在管路出口安設調(diào)節(jié)閥門，讓進回風兩端壓能相等，讓漏風消失。

3 均壓防滅火運用分析

3.1 運用礦井基本情況

攀枝花西區(qū)某小煤窯的開采方式是斜井分區(qū)式，兩翼開采，中央并列抽出式通風，礦井瓦斯等級為低瓦斯，煤塵有爆炸危險性，煤層自燃發(fā)火期為2～3個月，最短30天，生產(chǎn)水平標高400m，回風水平標高390m，400m水平石門和水平石門都在煤層底板巖石中。發(fā)現(xiàn)某處密閉壓差為16mmH20～22mmH20，確認氧化點在118～1系統(tǒng)中。

3.2 均壓防滅火方案

通過現(xiàn)場調(diào)查分析制定均壓防滅火方案：首先增加漏風阻力，降低漏風量并且減少向舊區(qū)供氧，對該處進行密閉重新加固、抹面；然后設置調(diào)量風門，調(diào)節(jié)通風壓力，實現(xiàn)均壓通風防滅火，讓漏風通道和正常通風系統(tǒng)之間構(gòu)成角聯(lián)系統(tǒng)，進而降低該處的正壓。

最后在發(fā)現(xiàn)一氧化碳濃度增加后，及時采取防滅火措施，讓該處的壓差調(diào)節(jié)到0～1mmH20，次日采煤工作面氣體呈現(xiàn)下降趨勢，一周后工作面一氧化碳濃度為0.002瓦斯?jié)舛?.68/6，二氧化碳濃度0.1%，實現(xiàn)小煤窯工作面恢復安全生產(chǎn)需要的生產(chǎn)條件。

4 結(jié)語

礦井發(fā)生火災，通常會有一個蓄育的過程，根據(jù)煤層自燃發(fā)火預兆一般能夠在早期發(fā)現(xiàn)，但是在一些人們很難進去的采空區(qū)或者煤柱里面，由于火源隱蔽，很難準確找到自燃發(fā)火預兆，火災往往很難撲滅并且持續(xù)時間較長，火災范圍會逐漸擴大并且凍結(jié)大量資源。所以對礦井火災的治理整點還是要早發(fā)現(xiàn)、預防和治理。通過采取均壓技術(shù)，能夠有效消除礦井自然煤層的發(fā)火隱患，確保礦井的安全，為安全生產(chǎn)保駕護航，并且為生產(chǎn)創(chuàng)造更佳的環(huán)境，保障礦井各個工作面順利完成生產(chǎn)任務，提高礦井生產(chǎn)效益。

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