井下阻化防火技術(shù)應(yīng)用分析

趙合新

摘要：針對(duì)煤礦火災(zāi)治理工作的重要性，就阻化防火技術(shù)在礦井中的應(yīng)用開展研究，在分析阻化防滅火原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程實(shí)際，從巷道掘進(jìn)防火與回采作業(yè)防火兩方面就阻化防火技術(shù)的具體應(yīng)用開展論述，實(shí)踐結(jié)果表明，阻化防火技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)火災(zāi)隱患的消除有著顯著效果。

關(guān)鍵詞：煤礦;火災(zāi)治理;阻化防火;原理分析;應(yīng)用分析

引言

火災(zāi)作為煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)中的常見事故，長(zhǎng)期以來一直是威脅礦井生產(chǎn)作業(yè)安全的重要因素之一。為實(shí)現(xiàn)井下火災(zāi)有效治理，更好地保護(hù)井下生產(chǎn)安全，阻化防滅火技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并迅速在巷道掘進(jìn)、回采面生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。以往常規(guī)阻化劑多為MgCl2等無(wú)機(jī)鹽類物質(zhì)，但近年來隨著材料科技不斷進(jìn)步，瑞米、WEA等高分子有機(jī)材料成為阻化防火的新寵，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了阻化防滅火效果的顯著提升。鑒于此，針對(duì)新型高分子材料具體應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行分析研究，總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，成為進(jìn)一步拓展阻化防火技術(shù)應(yīng)用范圍，提升井下生產(chǎn)作業(yè)安全性的必要舉措。

1、阻化防火技術(shù)原理

阻化劑本身具有防火功效，對(duì)其進(jìn)行加工制作形成乳濁液體，并噴射于礦體表層，或者將其添加到煤礦采空區(qū)，這樣阻化劑就會(huì)以乳狀、乳化物的形態(tài)覆蓋在媒體表層，而且阻化劑能夠吸水，充分吸附空氣中水分后，逐漸變?yōu)楹耗?，附著于煤層，一方面能夠阻斷氧氣，另一方面防范火?zāi)，能夠集中控制煤層的自燃。同時(shí)，阻化劑還能同煤礦分子內(nèi)部的活性物吸附在一起，這樣活性物質(zhì)則進(jìn)一步被活化，抑制了活化分子間的相互碰撞，保持了活化分子的獨(dú)立，使煤層整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，減少自燃現(xiàn)象發(fā)生的概率。隨著現(xiàn)代化工技術(shù)的發(fā)展，有機(jī)防火技術(shù)也持續(xù)發(fā)展，其中高分子有機(jī)防火材料得到了應(yīng)用，該物質(zhì)具有質(zhì)地細(xì)膩、親水性強(qiáng)、附著性優(yōu)等特征，該類防火材料應(yīng)用于煤礦煤層，一方面能夠確保充分附著在煤層，打造出一個(gè)牢固、緊致、精密的密封層，另一方面高分子阻化劑使用周期更長(zhǎng)，不易失效，能夠長(zhǎng)久發(fā)揮阻化防火作用，達(dá)到預(yù)期的防火目標(biāo)。

2、煤礦火災(zāi)阻化劑防治技術(shù)發(fā)展情況

煤礦采掘具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，其中火災(zāi)是主要危險(xiǎn)源之一，要想從根本上防范火災(zāi)，就必須從其發(fā)生根源、發(fā)展過程與防范策略等方面入手，深化研究、深入分析，采用阻化技術(shù)。煤礦采掘施工中添加阻化劑，能夠促使煤分子內(nèi)部的一些特殊成分，例如：氮、硫、磷等同阻化劑進(jìn)行反應(yīng)，生成某種新的化學(xué)物質(zhì)，從而阻斷煤層與氧氣的接觸與反應(yīng)，防范煤炭發(fā)生自燃等問題。阻化劑防火技術(shù)自20世紀(jì)中后期一經(jīng)研發(fā)，就被應(yīng)用于各大煤礦火災(zāi)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)施證明發(fā)揮了有效的火災(zāi)防范作用，最近一些年來無(wú)論是室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、煤炭工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)都伴隨著阻化防火技術(shù)的應(yīng)用，而且實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)踐都證實(shí)了該技術(shù)在煤礦火災(zāi)預(yù)防中的優(yōu)勢(shì)功能。目前，阻化劑防火技術(shù)已經(jīng)在煤礦火災(zāi)防范中得到了發(fā)展與應(yīng)用。阻化劑防火技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)煤炭行業(yè)得到了發(fā)展和應(yīng)用，截至目前，該技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)上下13個(gè)省份范圍內(nèi)得以應(yīng)用，事實(shí)證明效果顯著。20世紀(jì)八十年代，煤炭采空區(qū)就使用了霧化阻化劑，霧化阻化劑的應(yīng)用控制了殘煤發(fā)生自燃，有效防范了煤礦火災(zāi)的出現(xiàn)。

3、煤礦工程中阻化防火技術(shù)應(yīng)用

3.1阻化防火劑噴灑技術(shù)

阻化劑的噴灑過程是保證阻化劑起到作用的重要保證。通常來說，阻化劑噴灑的過程為：將阻化液存放在一個(gè)較大的存儲(chǔ)池中，在加壓水泵的作用下，阻化液被提取出來，阻化液經(jīng)過輸液管道，從存儲(chǔ)池傳輸?shù)絿婎^處，由于噴頭具有多孔的結(jié)構(gòu)，具有噴灑作用，可以將阻化液朝著多個(gè)方向進(jìn)行全方位的噴射與噴灑。在這個(gè)過程中，噴灑的效果和水泵的壓力、噴頭形狀、網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)有較大的關(guān)系。阻化劑能夠產(chǎn)生最佳的防火效果和阻化劑的調(diào)配具有重要的關(guān)系，阻化劑調(diào)配濃度過高容易造成輸液管道的黏度增加，傳輸出現(xiàn)變慢的現(xiàn)象，而阻化劑的濃度過低將不足以與煤層表面發(fā)生緊密黏合，導(dǎo)致部分煤層并沒有被覆蓋到，所以，阻化劑的濃度應(yīng)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定。阻化液的存儲(chǔ)池需要設(shè)置在具有良好通風(fēng)的通道內(nèi)，由于阻化液也屬于液體，長(zhǎng)期不流暢將會(huì)造成阻化劑的沉淀與凝固。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)，阻化液的存儲(chǔ)池通常放置在一個(gè)具有活動(dòng)性的平板車上，從而保證阻化液具有規(guī)律的流通性。在煤礦的采掘過程中，阻化液在液壓支架內(nèi)進(jìn)行逐步移動(dòng)，這個(gè)過程可以保證阻化液的絕對(duì)均勻，均勻處理后的阻化液方可對(duì)煤礦的采空區(qū)進(jìn)行全面的噴灑。

3.2阻化劑防火技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)

除了上述的阻化劑噴灑技術(shù)外，阻化劑在使用過程中還需要遵循科學(xué)的方法和規(guī)律。阻化劑在煤礦自燃防范中起到了重要的作用，在采空區(qū)具有良好的防范效果，保證了煤礦開采的安全性，降低了煤礦施工火災(zāi)的發(fā)生率。由于一般阻化劑自身具有一定的腐蝕性，對(duì)礦井下的金屬支撐和衡量等金屬件容易造成腐蝕現(xiàn)象，并且阻化劑的作用原理就是吸附水分，這對(duì)于金屬的防護(hù)和控制提出了更高的要求。所以，在阻化劑噴灑的方位要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)定，只有把握好噴灑的位置，才能保證準(zhǔn)確的噴灑到煤體表面而不會(huì)對(duì)金屬件造成損傷，保護(hù)煤礦開采區(qū)支護(hù)裝置的安全性。對(duì)于煤礦開采的關(guān)鍵部分，在阻化劑噴灑的過程中，應(yīng)根據(jù)要求的阻化劑使用合理的標(biāo)準(zhǔn)定量噴灑。在停采線、上下隅角的地方，需要事先設(shè)定好阻化劑的濃度和噴灑量，并且需要專業(yè)的煤礦火災(zāi)監(jiān)督人員進(jìn)行監(jiān)督噴灑。阻化劑的噴灑需要有科學(xué)合理的，在每次噴灑完成后需要進(jìn)行清理工作，保證下一次噴灑正常進(jìn)行。

3.3新型阻化材料應(yīng)用

隨著化學(xué)化工技術(shù)的發(fā)展，需要高分子材料被研發(fā)出來，這些材料具有很好的防火防水性能。高分子阻化材料對(duì)提高防火性具有重要作用，現(xiàn)有的新型材料包括MEA、ZSF高分子阻化劑等。在試驗(yàn)室階段，對(duì)現(xiàn)有的高分子阻化劑進(jìn)行長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)新型高分子阻化劑具有更佳的阻化效果，壽命更長(zhǎng)，具有更長(zhǎng)的使用周期，且更加容易與水體相容，粘附性較強(qiáng)，也長(zhǎng)期黏結(jié)在煤體的表面，相對(duì)于一般的阻化劑可較長(zhǎng)時(shí)間預(yù)防火災(zāi)危害的發(fā)生。另外，目前將氯化物按照一定規(guī)律的比例在水中進(jìn)行混合，可以有效防止水分的蒸發(fā)，減慢水分蒸發(fā)速度，控制阻化劑的作用時(shí)間。煤礦中水分增加時(shí)，阻化效果就明顯，因?yàn)檫@樣阻止了煤炭與空氣中的氧氣的氧化作用，達(dá)到了阻化效果。水體能夠吸收一定的熱量，對(duì)環(huán)境溫度具有一定的控制能力，從而起到防火的作用。這種加入氯化物的阻化劑稱為氣霧阻化劑，這種阻化劑作用原理就是將水溶液變成霧狀，霧狀的阻化劑在空氣流動(dòng)的作用下，可以飄到煤層的任意角落，可以進(jìn)行火災(zāi)的防范。氣霧阻化劑的使用關(guān)鍵技術(shù)就是需要設(shè)計(jì)或者選擇噴霧的量、噴霧濃度，在一般情況下，對(duì)于殘余煤渣，煤體的氣霧阻化劑需要融合0.1～0.2的阻化液。噴霧泵放置在通風(fēng)的地方，順著采煤工作面的風(fēng)向，這樣可以提高噴灑的效率?？傊?，新型材料的應(yīng)用促進(jìn)了阻化劑的多樣性，同時(shí)提高了煤礦采掘的安全性，高分子化學(xué)材料提高了阻化劑的防火性能。

結(jié)束語(yǔ)

礦井生產(chǎn)安全事關(guān)礦井的可持續(xù)發(fā)展，而火災(zāi)防范作為生產(chǎn)安全的主要內(nèi)容之一，一直是煤礦日常管理的重中之重。礦井管理者理應(yīng)重視對(duì)其的監(jiān)管，并積極組織專業(yè)技術(shù)人員，結(jié)合礦井自身生產(chǎn)實(shí)際，總結(jié)研究具有針對(duì)性的科學(xué)防火措施，有效監(jiān)管火災(zāi)隱患，發(fā)現(xiàn)一處治理一處，真正做到對(duì)火災(zāi)萌芽的全面扼殺，從而為井下生產(chǎn)作業(yè)安全、持續(xù)開展提供有力保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢樹遠(yuǎn).淺析煤礦中阻化防火技術(shù)的運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（14）：99.

[2]侯世占.煤礦阻化防火技術(shù)應(yīng)用研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2008.

[3]秦緒元，劉世和.淺談煤礦防火的技術(shù)措施[J].科技資訊，2006（16）：15.