煤礦采空區(qū)防滅火技術與安全技術措施

（國家能源集團神東煤炭集團上灣煤礦通風隊，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

在我國的開采煤層中，大約有50%的礦井存在煤炭自然發(fā)火危險，對礦井安全、高效生產(chǎn)影響顯著。煤層防滅火治理不僅涉及到礦井的開拓系統(tǒng)、開采方法、通風系統(tǒng)、專項防治措施和管理制度，還必須掌握相應的防滅火技術，具備完善的防滅火系統(tǒng)及裝備。

一、凝膠滅火機理

煤炭自燃需要具備三個條件：一是煤層本身具有一定的自然傾向性，且存在一定的碎煤塊呈堆積狀態(tài)；二是一定的空氣或氧氣，使碎煤塊發(fā)生氧化反應；三是良好的熱量積聚條件，升高煤炭的溫度。采用凝膠技術進行采空區(qū)防火，就是通過凝膠來破壞煤層自燃所需的條件，凝膠的主要作用包括：首先降溫吸熱。將凝膠混合液體注入采空區(qū)內(nèi)，凝膠發(fā)生水解反應，在發(fā)生水解反應的過程中會吸收采空區(qū)內(nèi)的大量熱量。根據(jù)有關實驗，1m3 凝膠可以吸收的熱量最高可達4.5MJ。同時，凝膠混合液體為高水材料，含水量在90%以上，凝膠在采空區(qū)內(nèi)黏結散煤后，增加了采空區(qū)浮煤的含水量，煤體因為氧化還原反應升溫，溫度增加后，凝膠內(nèi)的水分蒸發(fā)，吸收煤炭的熱量，給煤炭降溫，將煤體的溫度控制在自燃發(fā)火溫度以下。其次堵漏風。凝膠液體在成膠前容易流動，擴散滲透能力強，可以滲透至煤層內(nèi)的縫隙中，起到堵漏風作用。液體凝膠成膠后，會將采空區(qū)內(nèi)松散的煤體黏結為一個整體，堵住煤中孔隙，使空氣無法進入煤體內(nèi)部，隔絕了氧氣。凝膠屬于可塑性物質(zhì)，具有較高的穩(wěn)定性，增加了堵漏風的時間。

二、煤礦防滅火安全技術措施

（一）建立一個完善的防滅火體系

在整個煤礦防滅火的過程中，建立和完善一個合理的方面和體系才是最重要的，只有一個完整的體系建立起來，才能夠為整個過程中提供各種各樣的幫助。而在這個過程中就將整個防滅火體系關涉到整個煤礦的生產(chǎn)過程中而相關的方面和體系，能夠為整個煤礦的各種措施以及技術和人員的調(diào)配能夠達到一個十分合理的使用，將整個過程滅火過程變得十分順利，防止由于整個火災到造成整個地區(qū)過于的被動使資源得到大范圍破壞。所以，一個完善的方面和體系，對于煤礦的安全生產(chǎn)過程中來說是十分重要的，只有建立的防火體系才能保證人員和技術的應用，才能夠為整個生產(chǎn)過程中提供一份安全保障。

（二）相關技術的使用

對于整個防火和滅火過程中，技術才是最重要的，只有技術達到相關的標準，才能夠為整個煤礦開采過程中防火和滅火提供一個安全的保障。在這個過程中首先要采取合理的采煤工藝措施，防止由于采煤過程中，由于工藝的缺陷，導致煤礦發(fā)生燃燒造成火災。其次要封堵工作面的漏風，由于在工作面的過程中有風源的過多導致，在整個過程中為火災的進一步擴散提供了風力基礎，導致火災難以被控制。而在火災發(fā)生的之后，可以注漿或注水，通過注漿注水是煤具有了包裹和降溫作用，使整個過程中煤與氧的接觸就較少，煤的氧化速度較慢，能夠使煤炭溫度不會過高，而導致煤炭燃燒，防止了煤炭生產(chǎn)過程中火災的發(fā)生。最后可以使用注氮技術。其在防滅火的過程中十分的廣泛，由于氮氣能夠隔爆，而且氮氣能夠稀釋氧氣的濃度，可以為整個工程中防火措施提供更多的幫助，能夠為整個工程中。煤的燃燒減少了許多必要條件，所以通過以上的這些技術能夠使整個煤炭的開采過程更加的安全，能夠有效的防止火災的發(fā)生，以及火災發(fā)生后有有效的技術和措施，能夠防止火災進一步擴散。

（三）預防性灌漿技術要點

將黃土按設定的量輸入到制漿機中，使之與水按比例均勻混合制成漿液，并向其中加入稠化懸浮劑制成稠化膠體（制漿料顆粒較細且均勻時，可不加懸浮劑），經(jīng)過濾漿機濾出其中的大顆粒物，灌漿液沿管路輸送到井下，在使用地點附近，利用礦用移動式防滅火注漿裝置向管路中的漿液加入膠凝劑，然后灌入預定區(qū)域。打開供水閥門，根據(jù)計劃注漿的流量和濃度調(diào)整水量；通水一段時間后使用裝載機將黃土加入到定量送料機料箱內(nèi)，定量送料機會按已設定的輸送量把黃土均勻送上輸送機，輸送機再把黃土送入制漿機；水也在制漿機的進料口位置加入，制漿機將水與黃土混合、攪拌制成均勻濃度漿液，并將漿液中大于15mm 的顆粒濾出；由懸浮劑添加機在制漿機出口管加入懸浮劑，漿液與懸浮劑進入濾漿機后進行攪拌混合；漿液自流進入濾漿機，濾漿機將漿液中大于8mm 的顆粒濾出，以免將輸漿管路沉淀堵塞；

總結：對于整個煤炭開采過程中，火災的產(chǎn)生和發(fā)展，只有通過對相關體系的完善，人員素質(zhì)的提高，以及技術的使用，才能夠有效的預防和處理火災，才能夠為煤炭的生產(chǎn)過程提供更好的幫助。