淺析急傾斜煤層防滅火方法

摘 要：經(jīng)過長期急傾斜煤層防滅火工作的經(jīng)驗積累，總結(jié)了東林煤礦急傾斜煤層防滅火方法，預(yù)防煤礦煤層自燃發(fā)火事故。

關(guān)鍵詞：礦井安全；急傾斜煤層；防滅火

前言

國內(nèi)外統(tǒng)計資料表明，開采容易自燃和自燃煤層的礦井，在開采過程和采空區(qū)發(fā)生煤炭自燃的機率很高，一旦控制不好，將會引起礦井火災(zāi)、瓦斯、煤塵爆炸事故發(fā)生，給員工生命和國家財產(chǎn)造成損失，給社會造成極大影響。

煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃三類，暴露在空氣中的煤，由于氧化放熱導(dǎo)致溫度逐漸升高，至70℃～80℃以后溫度升高速度驟然加快，當(dāng)達到煤的著火點（300℃～350℃）時引起燃燒，這種現(xiàn)象稱為煤層自燃。煤的自燃一般要經(jīng)過三個時期，即準(zhǔn)備時期，又稱潛伏期；自熱期；最后進入燃燒期。潛伏時期，煤自燃的潛伏時期即煤的低溫氧化過程，潛伏時期即準(zhǔn)備階段的長短取決于煤的變質(zhì)程度和外部條件。自熱期，經(jīng)過潛伏期，煤的氧化速度增加，不穩(wěn)定的氧化物先后分解成水、二氧化碳和一氧化碳。氧化產(chǎn)生的熱量使煤的溫度上升，當(dāng)溫度超過臨界溫度T=60～80℃時，煤的溫度急劇增加，氧化加劇，煤開始出現(xiàn)矸餾，生成碳氫化合物、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等火災(zāi)氣體，煤呈赤熱狀態(tài)，當(dāng)?shù)竭_著火溫度以上時便燃著。燃燒期，這一時期是煤從低溫氧化發(fā)展成自燃的最后的一個階段。主要特征是：空氣中氧含量顯著減少，二氧化碳的數(shù)量倍增，同時由于燃燒不完全和二氧化碳的分解，而產(chǎn)生較多的一氧化碳，巷道中出現(xiàn)濃烈的火災(zāi)氣味和煙霧，有時還出現(xiàn)明火，火源溫度可達到1000℃左右。

1礦井概況

東林煤礦開拓方式為立井+斜井，采煤方法為走向長壁區(qū)內(nèi)后退式，采煤工藝礦井南翼緩傾斜煤層采用綜合機械化采煤，北翼急傾斜煤層采用俯偽斜柔性掩護支架炮采落煤，均采用全部垮落法管理頂板。井田煤系地層屬二疊紀樂平煤系龍?zhí)督M，共含煤6層，由上而下分別為K6～K1煤層，其中僅K1、K3煤層可采，礦井北翼煤層傾角60°～80°，K1煤層平均1.24m，K3煤層平均2.38m。煤種有瘦煤（SM）、貧煤（PM）、焦煤（JM），現(xiàn)生產(chǎn)水平-100m～-350m，礦井生產(chǎn)能力45萬t/a。

該礦屬煤與瓦斯突出礦井，通風(fēng)方式為兩翼對角抽出式，煤塵具有爆炸危險性，自燃發(fā)火礦井，發(fā)火周期為3～6個月，礦井煤層自然發(fā)火標(biāo)志性氣體為一氧化碳和溫度。

2自燃發(fā)火的征兆有：

（1）巷道中出現(xiàn)霧氣或巷道壁出“汗”；

（2）出現(xiàn)火災(zāi)氣味，如煤焦油味、松香味、煤油味等；

（3）當(dāng)空氣中有毒有害氣體濃度增加時，人體不適有頭痛、頭暈、精神疲乏、悶熱等不舒服的感覺。

（4）火區(qū)流出的空氣和水溫度增高。

3火災(zāi)防治方法

礦井防滅火的基本原則是：以預(yù)防為主，防滅并重。東林煤礦采取均壓通風(fēng)、灌漿、注氮的綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火的措施。

（1）消防水池和管路系統(tǒng)

設(shè)置有地面消防水池和井下消防管路系統(tǒng)，同時利用上部水平+110m水倉作為生產(chǎn)水平的消防水池。

（2）均壓通風(fēng)

選擇合理的通風(fēng)方式，采區(qū)實行分區(qū)通風(fēng)，分區(qū)通風(fēng)能降低礦井總阻力，擴大礦井通風(fēng)能力，并易于調(diào)節(jié)風(fēng)量，減少漏風(fēng)，同時在火災(zāi)期間也便于穩(wěn)定風(fēng)流和隔絕火區(qū)。采煤工作面選擇“U”型通風(fēng)方式，減少采空區(qū)漏風(fēng)量。

有專人定期觀測與分析采空區(qū)的漏風(fēng)量、漏風(fēng)方向、空氣溫度、防火墻內(nèi)外空氣壓差等狀況，并記錄在專用的防火記錄簿內(nèi)。改變礦井通風(fēng)方式、主要通風(fēng)機工況以及井下通風(fēng)系統(tǒng)時，對均壓地點的均壓狀況及時進行調(diào)整，保證均壓狀態(tài)的穩(wěn)定。經(jīng)常檢查均壓區(qū)域內(nèi)的巷道中風(fēng)流流動狀態(tài)，并有防止瓦斯積聚的安全措施。

（3）預(yù)防性灌漿

采區(qū)設(shè)計明確規(guī)定巷道布置方式、隔離煤柱尺寸、灌漿系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、預(yù)筑防火墻的位置以及采掘順序。當(dāng)采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)形成后，在進、回風(fēng)巷道內(nèi)，先砌好留有門硐的防火門墻，并儲備足夠數(shù)量的封閉防火門墻的材料，以便隨時封閉。安排生產(chǎn)計劃時，同時安排防火灌漿計劃，落實灌漿地點、時間、進度、灌漿濃度和灌漿量。

黃泥漿能將殘留的碎煤包裹起來，隔絕碎煤與空氣的接觸，阻止氧化；黃泥漿灌進后，增加了采空區(qū)的密實性，能減少漏風(fēng)；黃泥漿起到了冷卻、降溫、吸熱作用。

用黃泥漿作為灌漿材料，預(yù)防性灌漿是借助輸漿設(shè)備把泥漿（水、黃土、砂子等按一定比例配制）等材料送到易發(fā)生自燃的地方，起到防火的作用。

（4）預(yù)防性注氮

在采煤工作面附近建立注氮泵站，安裝1套專用的氮氣輸送管路系統(tǒng)及其附屬安全設(shè)施，注入的氮氣濃度不小于97%，專人定期進行檢測、分析和整理有關(guān)記錄、發(fā)現(xiàn)問題及時報告處理等規(guī)章制度。

（5）永久性密閉墻的管理：

及時構(gòu)筑各類密閉并保證質(zhì)量，采煤工作面回采結(jié)束后，在15天內(nèi)進行永久性封閉。每個密閉墻附近設(shè)置有柵欄、警標(biāo)，禁止人員入內(nèi)，并懸掛說明牌。定期測定和分析密閉墻內(nèi)的氣體成分和空氣溫度。定期檢查密閉墻外的空氣溫度、瓦斯?jié)舛?，密閉墻內(nèi)外空氣壓差以及密閉墻墻體。發(fā)現(xiàn)封閉不嚴、有其他缺陷或者采空區(qū)有異常變化時，采取措施及時處理。所有測定和檢查結(jié)果，記入防火記錄簿。礦井做大幅度風(fēng)量調(diào)整時，測定密閉墻內(nèi)的氣體成分和空氣溫度。井下所有永久性密閉墻都有編號，并在火區(qū)位置關(guān)系圖中注明。

4結(jié)束語

經(jīng)過不斷的摸索，東林煤礦積累了急傾斜煤層防滅火方法，提高了煤礦煤層自燃發(fā)火防治技術(shù)水平，改善了煤礦安全狀況。

參考文獻：

[1]陳俊，吳康華，徐俊.急傾斜工作面綜合防滅火技術(shù)研究與實踐.礦業(yè)安全與環(huán)保，2013（04）：98-101.

[2]楊勝強，丁廣驤與張吉祿，偽斜柔性支架工作面通風(fēng)方式對采空區(qū)自然發(fā)火影響.阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），1997（02）：147-151.

[3]煤礦安全規(guī)程.北京：煤炭工業(yè)出版社，2016年.

作者簡介：

王洪來，1974年9月出生，男，漢族，四川省眉山市，大專，中級職稱；現(xiàn)任重慶能投集團渝新公司東林煤礦總工程師。