關(guān)于防治煤炭自然發(fā)火技術(shù)的探究

張建勇

山西汾西礦業(yè)正新公司賈郭煤礦，山西晉中 031304

煤炭自燃是煤炭開采中的一種自然客觀現(xiàn)象。煤炭自燃引起礦井煤層發(fā)生火災(zāi)的報(bào)道時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重地威脅著煤礦的正常開采與采煤人員的人身安全。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的提高，特厚煤層綜采放頂煤高產(chǎn)高效技術(shù)開始得到了發(fā)展，這也使得一系列安全問(wèn)題開始出現(xiàn)，如煤層的自燃。這使得煤礦技術(shù)的發(fā)展受到了影響。因此，要對(duì)煤炭自然發(fā)火的防治技術(shù)加以重視，才能有效預(yù)防煤礦火災(zāi)的出現(xiàn)。

1 煤炭自然發(fā)火的有效預(yù)防

通常在煤礦開采的過(guò)程中，引起煤炭自燃的原因主要有：煤層本身的自燃傾向性、持續(xù)供氧以及氧化放出熱量易于積聚。因此，只要從隔斷氧氣供應(yīng)、消除可燃物以及冷卻降溫這幾個(gè)方面入手，就可以有效預(yù)防煤炭的自然發(fā)火。

1.1 合理布置巷道

石門要布置要在巖層內(nèi)，保持石門圍巖的完整性，將石門與巷道進(jìn)行均勻的布置，保證通過(guò)石門送煤的過(guò)程中，石門段圍巖良好，有利于各煤層回采結(jié)束之后的采空區(qū)的密封。并將采空區(qū)與石門之間的巖柱保留，實(shí)現(xiàn)多煤層開采的石門與采空區(qū)之間的隔離，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)與石門之間的漏風(fēng)所引起的自然發(fā)生有效控制。

1.2 在采空區(qū)噴灑阻化劑

由于阻化劑是一種是氯化鈣與氯化鎂共同形成的水溶液，其吸水性較強(qiáng)。在噴灑阻化劑時(shí)，它可以滲透到煤的裂隙與層理節(jié)理中，并在煤層表面形成氯化物液膜，避免了氧氣與煤層的接觸，減少氧氣對(duì)煤層的氧化作用，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層的冷卻，從而起到預(yù)防煤層起火的效果。

1.3 采面充填注漿

在煤礦采空區(qū)的分布與采空區(qū)的漏風(fēng)量之間有著直接的聯(lián)系。在采面下口填充注漿，建設(shè)起一道防火墻，能有效減少采空區(qū)的漏風(fēng)供氧，降低氧氣的含量，減少氧氣對(duì)煤層的氧化作用，達(dá)到預(yù)防煤層起火的效果。

1.4 采煤工作面上建隔離墻

在采煤工作面上建隔離墻，能有效預(yù)防煤層的自然起火。通常隔離墻的厚度要大于1m，沿傾斜長(zhǎng)度要在3 到5m 之間。隨著采煤工作面的不斷推進(jìn)，在放頂前，先將之前砌筑的編織袋墻撤離，往后推1 米m 再重新碼砌。當(dāng)回采進(jìn)度正常時(shí)，要在回采工作面上建一道隔離墻，達(dá)到預(yù)防煤層起火的效果。

2 煤炭自然發(fā)火的防治措施

煤炭自然發(fā)火的防治，有效的預(yù)防是防治火災(zāi)工作的重點(diǎn)。必須要對(duì)存在火災(zāi)隱患的環(huán)境與火源的特點(diǎn)制定相應(yīng)的預(yù)防措施，避免煤炭發(fā)生自然發(fā)火現(xiàn)象。而有效的滅火則是防治火災(zāi)的核心工作，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，必須采取科學(xué)的滅火方法及時(shí)對(duì)火勢(shì)進(jìn)行撲滅，避免大型火災(zāi)的出現(xiàn)。

2.1 灌漿技術(shù)

在傳統(tǒng)的防滅火技術(shù)中，灌漿技術(shù)是最為常見的一種措施。經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和改良，灌漿技術(shù)的形式開始呈現(xiàn)多樣化，其中最為主要的有采前預(yù)灌、采后封閉灌以及隨采隨灌三種形式。根據(jù)不同的灑漿、埋管和鉆孔灌漿，灌漿方法也各不相同。灌漿防滅火的使用，在最大程度上降低了自燃火災(zāi)數(shù)量。上世紀(jì)八十年代以來(lái)，代用漿材技術(shù)得到不斷的改進(jìn)，新時(shí)代的煤礦中將黃土制漿轉(zhuǎn)化為煤矸石破碎和熱電廠粉煤灰，提高了灌漿用土的利用率，也實(shí)現(xiàn)了生態(tài)平衡的保護(hù)。

2.2 惰性氣體防滅火技術(shù)

在目前，惰性氣體開始在防滅火技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用，較為常見的氣體主要有煙氣、氮?dú)庖约耙旱Ｐ屡d煤礦用于急傾斜煤層P 放工作面的采空區(qū)防火的成果也比較顯著。新的時(shí)代下，需要對(duì)放頂煤工作面以及急傾斜煤層P 放工作面的采空區(qū)進(jìn)行防火措施的落實(shí)，其中較為常見的是注氮防火技術(shù)。選擇合理科學(xué)的氮口是注氮防火成功的重要環(huán)節(jié)。需要注意的是，高溫或自燃區(qū)內(nèi)的氧氣濃度不能超過(guò)7%以上。只有注意監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與其他檢測(cè)系統(tǒng)與注氮防火的結(jié)合，才能檢測(cè)注氮效果。為了防治窒息事故的發(fā)生，降低工作區(qū)域的氧氣濃度，在注氮時(shí)需要避免氮?dú)獯罅柯┤牍ぷ髅妗?/p>

2.3 阻化劑防滅火

在上世紀(jì)的六十年代開始，就使用阻化劑防滅火。常用阻化劑主要是一些無(wú)機(jī)鹽類，這些無(wú)機(jī)鹽類所表現(xiàn)出來(lái)的吸水性非常強(qiáng)。當(dāng)這些無(wú)機(jī)鹽附著在煤粒表面的情況下，它將會(huì)吸收空氣中的水份，在表面形成氧接觸，阻化的效果非常顯著。

2.4 均壓防滅火技術(shù)

在防滅火過(guò)程中，均壓防滅火也是一種有效的技術(shù)，其方法主要是以平衡漏風(fēng)通道的兩端進(jìn)回風(fēng)壓技術(shù)作為基礎(chǔ)的。均壓防滅火技術(shù)在過(guò)去常用來(lái)對(duì)火區(qū)進(jìn)行有效封閉，從而使火源得到快速熄滅，之后通過(guò)發(fā)展，開始應(yīng)用對(duì)生產(chǎn)工作面采空區(qū)的遺煤的自燃進(jìn)行抑制。在新形勢(shì)下，相關(guān)技術(shù)也開始得到了發(fā)展，定量以及連續(xù)釋放式的跟蹤氣體聯(lián)合技術(shù)的出現(xiàn)，很大程度上提高了均壓防滅火技術(shù)的效果和作用。

2.5 新型高分子材料防滅火技術(shù)

在目前，新型的高分子材料防滅火技術(shù)也開始得到了應(yīng)用，其中主要包括了聚丙烯酸鈉材料以及聚丙烯酰胺材料。后來(lái)經(jīng)過(guò)特殊工藝加工而成的礦用高效防滅火劑。發(fā)泡樹脂是新型聚合高分子材料中的重要組成部分，羅克休、瑪麗散的封堵功能非常明顯，因?yàn)榫哂辛己玫呐蛎浡逝c滲透性，可以滲透至細(xì)小的裂隙中， 在煤層中產(chǎn)生良好的粘合力，能夠起到耐氧化以及阻燃的作用，同時(shí)還能承受高溫，發(fā)泡時(shí)，需要進(jìn)行快速地封堵，從而保證火區(qū)的隔絕和封閉。新型高分子材料防滅火技術(shù)在未來(lái)的不斷發(fā)展中，也將得到廣泛的應(yīng)用。

2.6 防治自燃火災(zāi)合理的開拓開采原則

合理的礦井開拓系統(tǒng)與開采方法還有利于自燃火災(zāi)的防治。在長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐中，新興煤礦中合理的開拓系統(tǒng)和采煤方法，能夠有效對(duì)自燃局面進(jìn)行控制。對(duì)于自燃的防治，在開拓以及開采的過(guò)程中，需要對(duì)煤層的暴露面進(jìn)行控制，將其控制在最小的面積，煤炭的回采率以及回采速度需要得到提高，開拓以及開采工作需要在容易進(jìn)行隔絕的采空區(qū)中落實(shí)。

3 結(jié)論

防治煤炭自然發(fā)火最關(guān)鍵的是采取及時(shí)預(yù)防與綜合治理措施。從采區(qū)巷道布置到開采方法的選擇都是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因此，需要達(dá)到防治自然發(fā)火工作的要求。但是在開采過(guò)程中，為了達(dá)到減少漏風(fēng)的目的，可以綜合采取建隔離墻措施。最后利用噴灑阻化劑延長(zhǎng)發(fā)火期，達(dá)到最合理的預(yù)期效果。

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