露天煤礦煤炭自燃防滅火經(jīng)驗(yàn)

張超 金磊 何永

摘要：近幾年，煤礦開采過(guò)程中，煤礦煤炭自燃現(xiàn)象較為普遍，很大程度上影響了開采企業(yè)的正常運(yùn)行。本文對(duì)露天煤礦之所以產(chǎn)生自燃現(xiàn)象及自燃造成的危害進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，著重從使用阻化劑滅火、覆蓋法法、水消法、采出法等幾個(gè)方面探討預(yù)防自燃現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)方法，以期為有關(guān)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：露天煤礦;煤炭自燃;采出法

前言：在資源緊缺的現(xiàn)代社會(huì)，煤炭作為我國(guó)重要的可開采能源，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。但在露天煤炭開采過(guò)程中，由于各種原因，煤炭自燃現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給煤炭資源及礦區(qū)周圍環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。

一、露天煤礦煤炭自燃原因及危害

在不斷地防滅火工作中，相關(guān)工作人員研究發(fā)現(xiàn)了影響煤炭自燃的因素，主要是煤炭自身具有揮發(fā)性、著火的臨界點(diǎn)較低以及所含氧氣、硫、水的密度較高而引起的。除此之外，在煤炭的開采過(guò)程中，遇到不可抗力，導(dǎo)致煤層松動(dòng)，加快氧化現(xiàn)象的出現(xiàn)。煤炭反復(fù)進(jìn)行氧化反應(yīng)，溫度不斷升高，進(jìn)而著火。煤炭自燃還有一定的規(guī)律，通常在秋、冬及春天風(fēng)大的降水較少期間內(nèi)。因此，可以在煤炭自燃頻發(fā)的時(shí)間段內(nèi)做好預(yù)防工作。煤炭自燃現(xiàn)象是不可避免的，這是客觀規(guī)律，為預(yù)防此現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)，需要在技術(shù)上有所提高。若使用正確的開采方式，可以盡量降低煤炭自燃發(fā)生幾率。比如，一截煤層被開采完成后，應(yīng)該立刻將殘?jiān)謇砀蓛?，并及時(shí)進(jìn)行覆土，做好維護(hù)工作，可以在一定程度上預(yù)防殘留的煤渣自燃[1]。

煤炭自燃還帶來(lái)了一定的危害。第一，使煤炭質(zhì)量大幅度縮減，降低了使用效率，造成資源浪費(fèi)。開采過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)順利開采，需做好前期工作，耗費(fèi)了大量的人力、物力及財(cái)力，影響了開采公司的經(jīng)濟(jì)效益。第二，對(duì)礦山的再生造成影響，并且給開采人員帶來(lái)了安全隱患。開采時(shí)，若遇到大風(fēng)天氣，空氣中揚(yáng)起的煙霧、灰塵，會(huì)阻礙工作人員的視線。煙霧、煙塵通過(guò)口鼻進(jìn)入呼吸道和口腔，對(duì)人身體產(chǎn)生危害，降低了工作效率，不符合安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。第三，造成大氣污染。煤炭自燃會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體和有害物質(zhì)，如CO、SO、NO、醛類等。煤炭自燃釋放出的有毒氣體過(guò)多，進(jìn)入空氣，不能完全被凈化。久而久之，有毒氣體含量超標(biāo)，對(duì)人類身體產(chǎn)生危害。還會(huì)破壞臭氧層，使地球接受的紫外線越來(lái)越多，造成氣候變暖，冰川融化。因此，針對(duì)煤炭自燃的種種危害，必須做好煤炭防滅火工作。

二、露天煤礦煤炭自燃預(yù)防經(jīng)驗(yàn)

隨著開采煤層的不斷深入和擴(kuò)大，裸露的煤擋墻長(zhǎng)度不斷增加，工作面暴露面積越來(lái)越大。在開采過(guò)程中，受溫度、濕度、風(fēng)速等影響，會(huì)出現(xiàn)煤層不斷發(fā)熱的情況，最終成為煤炭自燃現(xiàn)象。從客觀方面分析，因保供等因素影響，不具備通過(guò)控制采煤強(qiáng)度，降低煤層在空氣中暴露的時(shí)常，從而減少煤炭自燃的發(fā)生可能性。因此，面對(duì)露天煤礦煤炭自燃現(xiàn)象必須通過(guò)不斷實(shí)踐吸取教訓(xùn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

從宏觀方面來(lái)講，第一，要改變觀念，將以前的出現(xiàn)著火而去滅火向?yàn)榉乐怪鸲缁疝D(zhuǎn)變。對(duì)于露天煤礦煤炭出現(xiàn)自然現(xiàn)象，被誤以為是“正?！鼻闆r，不能自覺(jué)尋找著火的原因、規(guī)律，亦不能清晰地意識(shí)到自然產(chǎn)生的危害。當(dāng)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)下來(lái)檢查時(shí)，為蒙混過(guò)關(guān)，使用表面填埋的方法，掩飾明火。造成假的滅火現(xiàn)象，出現(xiàn)重復(fù)自燃情況，不斷的向煤層深處燃燒，導(dǎo)致火情愈發(fā)嚴(yán)重。出現(xiàn)火情再采取滅火措施無(wú)法從根本上預(yù)防煤炭自燃現(xiàn)象的發(fā)生。因此，要由被動(dòng)滅火轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)找火滅，將其控制在萌芽狀態(tài)中。礦區(qū)企業(yè)管理人員應(yīng)該成立專門的巡查小組，每天不定時(shí)的對(duì)煤炭及礦區(qū)周圍的環(huán)境進(jìn)行檢查，特別是已經(jīng)被開采過(guò)的礦區(qū)，需視為勘察重點(diǎn)。如若發(fā)現(xiàn)煤層表面出現(xiàn)潮濕或者冒水蒸氣等現(xiàn)象，則該片區(qū)會(huì)出現(xiàn)自燃，立刻對(duì)該區(qū)域?qū)嵭薪禍卮胧Ｗ龊脧?fù)查工作，針對(duì)將要著火的地點(diǎn)遵循早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防的原則。最終煤塊被氧化為惰性風(fēng)化煤，將不會(huì)再次出現(xiàn)反復(fù)自燃的現(xiàn)象。第二，滅火設(shè)備需齊全?？萍及l(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，處理問(wèn)題時(shí)借助合適的設(shè)備將會(huì)達(dá)到事半功倍的效果，并在一定程度上解放了勞動(dòng)力。面對(duì)露天礦區(qū)煤炭自燃事故，不僅要付出人力，而且需要物力的協(xié)調(diào)。搭配不同的滅火裝備，為滅火做好基礎(chǔ)保障工作，從而實(shí)現(xiàn)最有效的滅火。之前滅火通常是在礦區(qū)中順著煤層邊沿安裝滅火管網(wǎng)，多人合作，將沉重的橡膠管道拉至著火點(diǎn)，注水熄滅。這樣做，不僅耗費(fèi)了大量的人力，而且錯(cuò)過(guò)了滅火的最佳時(shí)機(jī)。因此，可以在礦區(qū)預(yù)備帶有高壓水槍噴頭的多功能灑水車，若某一地點(diǎn)，有自燃現(xiàn)象，馬上啟動(dòng)高壓水槍噴灑水促使媒體降溫，防止發(fā)展為明火。灑水車與人工相比，具有較高的靈活性且滅火速度快、效率高。第三，健全管理機(jī)制。露天煤礦煤炭的防滅火不是個(gè)人的事情，需要有專門的滅火團(tuán)體。煤炭開采企業(yè)。應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)滅火人員的培訓(xùn)，積極開展防滅火的經(jīng)驗(yàn)講座和安全知識(shí)講座，提升相關(guān)人員的專業(yè)技能。在確保滅火隊(duì)伍人身安全的條件下，完成煤炭滅火工作。以上三種措施是從宏觀方面為實(shí)現(xiàn)煤炭自燃防滅火出發(fā)所做的基礎(chǔ)保障工作，再這樣的大前提下，還需要結(jié)合阻化劑滅火法、覆蓋法、水消法、強(qiáng)行采出法等方法。根據(jù)不同的礦區(qū)環(huán)境選擇最適宜的方法，制定完美的防滅火方案[2]。

（一）阻化劑滅火法

所謂阻化劑防滅火也就是指：在煤塊或者煤體中滴灑或淋入無(wú)機(jī)鹽類化合物和氯化鈣、氧化鎂、氯化鈉、三氧化鋁以及水玻璃等溶液，通過(guò)這樣的方式，隔絕煤炭與空氣中氧氣的接觸，阻止煤炭發(fā)生氧化反應(yīng)，以致減少煤炭自燃現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)露天煤礦煤炭產(chǎn)生自燃現(xiàn)象時(shí)，使用粉煤灰、黃土、阻化劑等制作成阻化泥漿。使用能夠噴灑泥漿的大型機(jī)器，在煤層表面覆蓋泥漿，形成一個(gè)密閉空間。這種方法，能夠避免煤層與空氣中的氧氣過(guò)多接觸以及降低表面的濕潤(rùn)性，最后實(shí)現(xiàn)煤炭自燃的防滅火目的。阻化劑滅火法，操作簡(jiǎn)單，成本低，在煤炭長(zhǎng)期不會(huì)出現(xiàn)自燃現(xiàn)象的同時(shí)，還可以提高開采公司的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）覆蓋法

覆蓋法即減少或杜絕煤層與空氣中的氧氣接觸，避免發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。常用黃泥灌漿、黏土封閉、土巖堆堵等方法，將開采過(guò)程中的或者露出地表的煤炭使用以上方法，形成隔氧層，達(dá)到防滅火作用。

（三）水消法

水消法通常情況下有三種：第一種是，用水澆灌與推土機(jī)，填滿封閉聯(lián)合使用的方法，水和土攪拌在一起，成為泥漿或者黏土，形成隔離氧氣的保護(hù)網(wǎng)，最終達(dá)到滅火效果。第二種是，用水在大氣壓的壓迫下從上往下澆水，對(duì)氧氣實(shí)現(xiàn)冷卻降溫的效果，這種方法主要用于小范圍、火勢(shì)較小的礦區(qū)。第三種是，在煤層表面修建東西南北走向的水渠，讓水渠中的水漸漸向煤層下方滲透。由上及下，每一塊煤體都可以有水流過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)滅火目的，這種方法適用于煤層較深的礦區(qū)[3]。

（四）采出法

當(dāng)煤炭發(fā)生自燃現(xiàn)象時(shí)，明確煤層的燃燒區(qū)域，使用電鏟或者前裝機(jī)將著火的煤塊強(qiáng)行挖掘出去，讓其在自然環(huán)境的作用下降溫、冷卻直至熄滅。以便加速冷卻，并且不能對(duì)挖掘機(jī)器造成損傷，一般在挖掘的同時(shí)進(jìn)行澆水降溫工作。此種方法，適宜露天礦區(qū)作業(yè)。

結(jié)論：總而言之，煤礦煤炭開采是一種危險(xiǎn)性較高的行業(yè)。給人們帶來(lái)效益的同時(shí)，也對(duì)大自然產(chǎn)生了危害。因此，在開采過(guò)程中，要遵循大自然的規(guī)律，注意適度原則，不可過(guò)度開采。還需要做好開采后的安全維護(hù)工作，積累更多的防滅火經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]董俊廳，李偉，王莫舒，等.霍林河露天煤礦火煤防治[J].露天采礦技術(shù)，2016，31（12）：83-85.

[2]劉美.安家?guī)X露天煤礦高溫明火采空區(qū)防滅火及爆破技術(shù)研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2013.

[3]孫喜明.露天煤礦煤炭自燃防滅火經(jīng)驗(yàn)[J].露天采礦技術(shù)，2011（05）：98-99.