煤礦安全瓦斯火災預防問題*

雷忠青

(同煤集團設計研究有限責任公司,山西大同 037003)

煤礦安全瓦斯火災預防問題*

雷忠青

(同煤集團設計研究有限責任公司,山西大同 037003)

社會的發(fā)展離不開煤礦的開采,而在煤礦的開采過程中,采礦過程中的安全安全也是一個非常嚴重的問題。在煤礦開采的過程中安全的最大威脅就是“一通三防”事故,結(jié)合切身的工作經(jīng)驗,主要從防瓦斯、防火災的方面簡單介紹了煤礦安全的防御問題。

煤礦;防瓦斯;防火

0 引 言

日常生活中,瓦斯及火災是威脅公共安全及個人生命財產(chǎn)安全的主要災害之一。在煤礦生產(chǎn)中,礦井內(nèi)瓦斯的濃度及火災同樣是煤礦企業(yè)安全發(fā)展的一大問題。如何解決煤礦生產(chǎn)工作中的安全問題也是相關管理者需要認真分析的一個重要問題。

1 礦井火災的危害

1.1 人員傷亡

當煤礦井內(nèi)發(fā)生火災后,由于煤礦本身的特點,有足夠的可燃物,同時當燃燒不完全時還會釋放出大量的有毒氣體,除此之外,最直接的損害就是火災所引發(fā)的爆炸事故還會對工作人員以及機械設備造成嚴重的損傷。

1.2 礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張

當采礦區(qū)發(fā)生火災時,尤其在煤柱里的內(nèi)因火災,通常情況下這樣的狀況在短期內(nèi)難以控制和消除的。發(fā)生這種情況時許多礦井都會采取閉火區(qū)的處理方法,這樣會導致大量的煤炭凍結(jié),從未致使礦井的生產(chǎn)接續(xù)緊張,而如果該企業(yè)又出現(xiàn)企業(yè)資金緊張的情況,那么這種封閉就很有可能導致全礦停產(chǎn)。

1.3 巨大的經(jīng)濟損失

煤礦開采本身的盈利方式就是以出售礦產(chǎn)資源進行盈利,煤炭本身也屬于易燃物,一旦礦井發(fā)生火災,火情是很難控制的,火勢會發(fā)展的非常迅猛,這樣不僅是對開采的煤礦資源的一個浪費,同時還會危及到開采煤礦所需要的設備,許多設備在高溫下會失去原有的功能,也有可能全部報廢。資源的白白浪費以及設備的維修或者是重新夠買,都會造成巨大的經(jīng)濟損失。給資金鏈帶來超負荷的壓力。

1.4 污染環(huán)境

如果礦井內(nèi)發(fā)生火災,難以避免的會對環(huán)境造成不可挽回的污染。礦井本身的特點就是可燃物足量并且摻雜著各種元素,然而礦井內(nèi)的空間是有限的,這樣就會導致在可燃物充足的的情況下,空氣十分有限,就會造成大量的礦物質(zhì)進行不完全燃燒,而不完全燃燒所產(chǎn)生的物質(zhì)是會對環(huán)境造成很嚴重的污染,甚至會生產(chǎn)出許多對人體十分有害的物質(zhì),對環(huán)境造成巨大的壓力,最終加重了各種全球性問題,例如溫室效、應酸雨等[1]。

2 礦井火災發(fā)生的基本要素

要討論如何預防火災,就要先考慮到礦井內(nèi)要火災所需要具備的一些基本要素。導致礦井火災發(fā)生的要素與其他能燃燒的物質(zhì)一樣為三要素:熱源、可燃物、空氣。

說道預防措施,要先考慮到礦井火災發(fā)生的基本要素。和所有的物質(zhì)燃燒一樣,導致礦井火災發(fā)生的三個基本要素為:熱源、可燃物和空氣。

(1)熱源。雖然物質(zhì)是不一樣的,但是所有物質(zhì)都有一個著火點,然而當溫度達到這個著火點時,就會使該物質(zhì)燃燒。煤礦也一樣,當溫度達到它的著火點時,就會發(fā)生燃燒現(xiàn)象,就會引起火災。

(2)可燃物。當達到一定溫度時就會發(fā)生燃燒現(xiàn)象的物體叫做可燃物,煤礦也是一種可燃物,他也有自己的一個可燃點。

(3)空氣。燃燒實際上就是一種劇烈的氧化現(xiàn)象,所有的燃燒基本上都少不了空氣這一要素,更直接一點,所有的燃燒都少不了氧氣的參與。

火災的三個要素必須同時存在時,并且達到一定的數(shù)量,才能引起礦井的火災,三個要素缺一不可。氧化反應的同時也會放出大量的熱量,而大量的熱量又會使溫度達到一些物質(zhì)的著火點,這樣就會形成一個惡性循環(huán),因為煤礦火災的預防應該認真對待。

3 外因火災防治的技術途徑

外因火災是由于礦井外部的一些火源所引起的煤礦火災。外因火災的發(fā)生一般情況下都是比較突然的,同時還常常伴隨著大量的高溫粉塵煙霧以及許多對人體以及對自然有害的有毒氣體,如果在處理過程中拖延時間較長或者處理不當?shù)脑捑蜁鸶鼑乐氐氖鹿?如引起瓦斯的爆炸、大量的粉塵以及人員和設備的損害。由礦上的實際情況來看對于外因火災的預防的技術和途徑主要有兩個方面:一是防止火災產(chǎn)生;二是對已經(jīng)發(fā)生的火災如何能減小其擴大,竟可能的降低火災所引起的損失[2]。

3.1 預防外因火災產(chǎn)生的措施

火災發(fā)生的要素有三:著火點、燃燒物、空氣。然而煤礦本身就是一種可燃物,這是無法避免的;同時不管是空氣的流通所需要的硬件環(huán)境還是工作人員的正常生理代謝,都無法離開空氣而單獨進行;因此火災的預防主要是從著火點來拓展的。因此就要盡量防止高溫熱源的產(chǎn)生和存在。對那些在運作過程中容易產(chǎn)生大量的熱量的設備、熱源和潛在的火源進行合理的管理,不但要預防明火更多的要注意因為摩擦、打滑以及一些超負荷的運作而產(chǎn)生的火花。

3.2 預防外因火災蔓延

然而火災的產(chǎn)生無法控制已經(jīng)發(fā)生火災時,我們就要盡量去控制火情,降低火災的擴大和蔓延。如果火災盡量利用已有的防火設施將火情控制在最小的范圍,然后對已發(fā)生火災的部分進行熄火。這就要求在日常工作中就要做好應急工作,合理的建立一些消防材料庫將一些防火設施安頓在最便于使用的地方,定期的對其進行可用性的檢查,保持其良好的狀態(tài)便于快速使用;合理的在地面副井井口房附近設置消防水池,必須保證水池的有效性,水池的容積可以按照下一次如若發(fā)生火災的全部用水量進行計算[3]。

4 內(nèi)因火災防治的技術途徑

煤礦火災發(fā)生條件:①具有自然傾向性的煤呈破碎狀態(tài)并集中堆積在一起;②通風設備完善供氧能力高;③環(huán)境易于蓄熱容易造成;④維持煤和氧化過程不斷發(fā)展的時間。要形成內(nèi)因火災,以上四個條件缺一不可,將其中的一個或者兩個甚至全部條件,就可以很有效的防治自然。但是內(nèi)因火災的防治比較復雜,根據(jù)火災發(fā)證的機理和條件,通常從開采技術、通風措施等方面來進行火災的防治。

4.1 開拓開采技術預防自燃發(fā)火的措施

要對采區(qū)進行合理的布置,不斷提高煤礦的回采率,減少丟煤或者不丟煤,也就是破壞內(nèi)因火災發(fā)生的四個條件中的第一條。對空氣的流入進行限制,減少供氧防止氧氣滲透進疏松的一些煤體,也就是消除內(nèi)因火災發(fā)生的第二條:充足的氧氣。對此可以從兩方面著手:一是進行檢查消除漏風的通道;二是減小礦井內(nèi)的漏壓差?？刂屏飨蚩扇嫉拿后w的漏風,并且在時間上對其進行控制,保持在自然發(fā)火期以內(nèi)。

4.1.1 長壁式采煤

長壁式采煤法相較于其他采煤法來說的巷道具有布置相對簡單,采煤率大,防火性極強相對安全,特別是在使用大型采煤機械時工作面的回采效率高、生產(chǎn)集中、出煤快,在相同產(chǎn)量的條件下煤壁暴露的時間短、面積小,對于防止自燃發(fā)火非常有利。應用綜合機械化采煤,這樣不但可提高工作面的煤炭產(chǎn)出量,又能夠減少煤炭的氧化進一步提高出煤率。

4.1.2 頂板管理方法

在合理的采煤方法中也應包括相對應的頂板管理方法,我國長壁式開采一般采用的頂板管理方法未全部陷落法,如果頂板巖性松軟、易冒落、碎脹比大,而且陷落后會很快壓實形成再生頂板,那么對于這樣的工作面來說,新鮮風流難以進入采空區(qū),其相對應煤層自燃的可能性小。相反如果對于巖層堅硬,冒落塊度大的頂板來說,采空區(qū)所留下的浮煤堆積與漏風極易導致自然火災,則可通過灌漿或用水砂充填等充填法管理板,以減小煤的自燃危險性[4]。

4.2 通風措施預防自燃發(fā)火的措施

若無心通過通風措施預防內(nèi)因火災發(fā)火,所采取的主要方法就是選擇合理的通風系統(tǒng)以及采取控制風流的技術手段。以此來減少礦區(qū)的漏風,達到消除因供氧充足而發(fā)生自然火災的隱患,缺失這一必要條件就達到了預防和消除內(nèi)因火災的目的。漏風風阻的問題就根據(jù)通風阻力定律,漏風區(qū)域的漏風量隨漏風風阻的增大而減少。因此,可以通過增加漏風阻力減少漏風,從而起到預防自然火災的作用。

均壓防滅火,又稱為調(diào)壓放滅火,是利用調(diào)壓設施,改變漏風區(qū)域的壓力分布,降低漏風壓差,減少漏風,從而達到防止遺煤的自燃、減弱蓄熱區(qū),或熄滅火源的目的。

4.2.1 合理的采礦方法

在開采時要合理的布置采取,在回來要盡量的避免過分破碎煤體,保證煤體的完整性,加快工作面的回來速度,以防蓄熱避免采空區(qū)自熱源的形成;對于那些已采區(qū)和廢棄的舊崗要進行及時的密閉。

4.2.2 實行分區(qū)通風

生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分就是采區(qū)通風系統(tǒng)。采區(qū)通風系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 采區(qū)通風系統(tǒng)

主要包括工作面進風、工作面回風巷道的布置形式和采區(qū)進風、采區(qū)回風、采區(qū)通風路線的連接形式,以及采區(qū)內(nèi)通風設施和設備等基本內(nèi)容。采區(qū)巷道布置及采煤方法與采區(qū)通風系統(tǒng)在一定程度上是相互制約的,其采區(qū)需風量應按照“由里往外”的計算原則來計算,由采、掘工作面、硐室和其它用風地點的實際最大需風量總和,再考慮一定的備用風量系數(shù)后,繼而計算出采區(qū)總風量。

5 結(jié) 語

礦井火災是每個人都不愿意看到的,礦產(chǎn)火災不僅會對礦井本身造成一個嚴重的損失,還會對自然環(huán)境、個人家庭、社會和諧造成損害,為了更高質(zhì)量的保證礦產(chǎn)的安全,必須結(jié)合實際當中出現(xiàn)的情況,對火災預防的一些技術和設備進行更深入的研究,以此來降低礦井內(nèi)發(fā)生火災的概率,提高采礦的安全性。

[1] 秦波濤,王德明.礦井防滅火技術現(xiàn)狀及研究進展[J].中國安全科學學報,2007(3):12.

[2] 申寶宏,劉見中,張 泓.我國煤礦瓦斯治理技術策略[J].煤炭學報,2007(7):3-5.

[3] 胡社榮,蔣大成.煤層自燃災害研究現(xiàn)狀與防治對策[J].中國地質(zhì)災害與防治學報,2000(1):16-18.

[4] 劉小舟.煤礦火災預防與防治技術現(xiàn)狀[J].煤礦現(xiàn)代化,2005 (5): 25-26.

Prevention of Gas and Fire in Coal Mine Security

LEI Zhong-qing
(Datong Coal Mine Group Design Research Institute Co.,Ltd,Shanxi Datong 037003,China)

The development of society cannot be separated from coal mining,yet the safety and security of mining is a very serious problem in the mining process.One of the biggest threats to security in the coal mining process is the"one pass three defenses"accident,in this paper,combining with the personal working experiences of the author,the coal mine safety defense is briefly introduced mainly from the aspects of gas prevention and fire prevention.

coal mine;gas prevention;fire prevention

TD608

A

1007-4414(2015)05-0172-03

10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.05.063

2015-07-19

雷忠青(1971-),男,山西大同人,工程師,主要從事采礦設計方面的工作。