萬近礦

【摘 要】自燃性火災(zāi)在煤礦生產(chǎn)中占有比例較高，其防控措施也相對(duì)呈現(xiàn)多樣化，但是任何措施都不能單一的起到滅火效果，只有將多種措施綜合起來形成一個(gè)綜合性技術(shù)才能達(dá)到控制自燃火災(zāi)的目的。

【關(guān)鍵詞】自燃火災(zāi)；防控措施；滅火案例；綜合治理

0.引言

我國(guó)的煤炭生產(chǎn)中出現(xiàn)自燃火災(zāi)的概率較大，所以自燃已經(jīng)成為我國(guó)煤礦生產(chǎn)的重大隱患。不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)開采煤層中有50%以上存在自燃的隱患，而我國(guó)的煤礦生產(chǎn)中自燃性火災(zāi)占礦井火災(zāi)的70%以上，自燃火災(zāi)影響的煤礦包括銅川、兗州、鶴崗、撫順、淮南等等，而自燃引發(fā)的火災(zāi)次數(shù)占比也高達(dá)90%?？梢娽槍?duì)煤礦的自燃性火災(zāi)的防治對(duì)于礦井生產(chǎn)是十分重要的，而自燃性火災(zāi)的防治是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其不是一種單純的火災(zāi)形式，需要配合開采系統(tǒng)和開拓系統(tǒng)的相互配合，并利用合理通風(fēng)、采掘、工作面操作等才能對(duì)其實(shí)現(xiàn)全面的控制，所以對(duì)自燃性火災(zāi)的控制需要綜合性滅火技術(shù)。

1.煤礦滅火的技術(shù)措施分析

在煤礦生產(chǎn)中，對(duì)于火災(zāi)的控制技術(shù)有很多種，而針對(duì)自燃性火災(zāi)的控制需要將多種滅火措施結(jié)合起來才能達(dá)到控制效果。下面就對(duì)常見的煤礦火災(zāi)控制措施進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1.1控制漏風(fēng)措施

該項(xiàng)技術(shù)主要是針對(duì)助燃氧氣的控制，減少或者杜絕松散煤層中氧氣的含量，該技術(shù)手段就是利用泥漿、泡沫、納米改性材料等來實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層的封閉。其中泥漿技術(shù)的工作量較大，回彈多，抗壓性較差，堵漏的效果不夠理想；而泡沫材料堵漏的性能相對(duì)高且抗動(dòng)態(tài)壓力的性能好，但是成本稍高，高溫會(huì)使其分解，釋放有害氣體形成次生災(zāi)害；納米改性的彈性材料氣密性高，伸展性好，可以利用多種方式對(duì)巖層進(jìn)行處理，操作容易且效果理想，可以根據(jù)不同的煤層需要改變固化的時(shí)間，從而提高處理效果。

區(qū)域性封閉后，可以減少封閉區(qū)域內(nèi)的漏風(fēng)情況，開區(qū)均壓則可以降低周邊的空氣壓差，減少采空區(qū)的氣流進(jìn)入到自燃區(qū)域，從而降低自燃出現(xiàn)的概率，但是如果已經(jīng)發(fā)生過自燃僅僅依靠封堵是不能起到滅火的實(shí)際效果的，也不可能實(shí)現(xiàn)完全的堵漏。

1.2惰性滅火措施

主要原理就是降低火區(qū)內(nèi)的氧氣濃度，利用窒息的方式來達(dá)到滅火的目的。主要措施就是注入氮?dú)夂投趸嫉榷栊缘臍怏w，或者惰性泡沫、三相泡沫等。惰性氣體和泡沫可以迅速的填充到整個(gè)火災(zāi)區(qū)域內(nèi)，從而窒息火焰，同時(shí)可降低煤層的溫度，但是對(duì)于大熱容量的媒體降溫效果不理想，滅火的周期稍長(zhǎng)，容易出現(xiàn)反復(fù)，且要求配合高質(zhì)量的堵漏措施。

惰性泡沫和三相泡沫的可以起到固氮、降溫、減少漏風(fēng)、降低氧量、包裹煤層等效果，但是泡沫的穩(wěn)定性較差，在碎煤中進(jìn)行壓入起泡性差，降低了實(shí)際效果。如果僅僅采用阻化劑則成本太高且效率較低，對(duì)已經(jīng)形成高溫浮煤效果較差。

1.3煤體阻化措施

原理就是降低煤炭的氧化活性，抑制煤炭與氧氣結(jié)合的過程，技術(shù)措施是利用氯化鈣、氯化鎂等吸水性強(qiáng)的鹽類或者霧化阻化劑、惰化阻化劑等。

在實(shí)施中吸水性鹽類附著在煤體的表面，并形成一個(gè)含水的薄膜而阻止其余氧氣接觸，同時(shí)使得煤體長(zhǎng)期處在一個(gè)較為濕潤(rùn)的狀態(tài)下，低溫氧化的過程中不會(huì)出現(xiàn)升溫自燃的情況，從而可以長(zhǎng)期的控制煤體出現(xiàn)的升溫與自燃；阻化劑的防火效果是很好的但是如果水分蒸發(fā)且減少到一定程度的時(shí)候，阻化劑就會(huì)出現(xiàn)失效的勤快，從而變?yōu)榇呋瘎┒龠M(jìn)燃燒。

惰性阻化劑在煤體溫度超過極限的時(shí)候就會(huì)吸收熱量，從而產(chǎn)生惰性氣體，阻礙火區(qū)中煤體出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，高溫分解后生成的殘余物可以在煤體表面形成一個(gè)薄膜而阻礙其和氧氣發(fā)生反應(yīng)；但是材料不易分散到煤體內(nèi)部，防護(hù)滅火的效果不能充分實(shí)現(xiàn)。

1.4降熱降溫措施

控制煤體的溫度是控制火災(zāi)的重要措施，降低溫度可以徹底熄滅火區(qū)的火災(zāi)，防止出現(xiàn)復(fù)燃的情況。主要是利用灌漿、注水、液氮、液二氧化碳等。熄滅火區(qū)的重點(diǎn)就是降溫，溫度降低可以控制連鎖反應(yīng)。水是成本低且最為廣泛的降溫介質(zhì)，其熱容量較大，其可以充分吸收煤體熱量，同時(shí)可以產(chǎn)生水蒸氣幫助煤體降溫。大量的水蒸氣可以降低氧氣的濃度，從而包圍與隔離火源達(dá)到滅火的效果。灌漿的技術(shù)在我國(guó)的礦井中應(yīng)用普遍，泥漿可以降低溫度吸收熱量，對(duì)煤體產(chǎn)生包裹作用，達(dá)到隔絕氧氣的目的。但是水和灌漿往往不能熄滅高位的火災(zāi)，同時(shí)其分解產(chǎn)物也會(huì)產(chǎn)生負(fù)作用，因此應(yīng)控制其使用條件。

1.5膠體控制技術(shù)

隨著技術(shù)分析發(fā)展，新型的凝膠材料已經(jīng)被應(yīng)用到滅火中，利用復(fù)合型的凝膠、泥漿等進(jìn)行滅火已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。膠體滅火材料可以多種功能，堵漏、降溫、固結(jié)水分等等，在溶液的作用下進(jìn)入煤體，在指定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成凝膠并包裹高溫煤體，充分發(fā)揮水的吸熱作用，降低溫度，解決了灌漿和注水流失的問題。在高溫中也不立即氣化，僅僅是因?yàn)樗终舭l(fā)而互相萎縮的情況，可以起到較好的滅火效果。在試驗(yàn)和應(yīng)用中可以保持長(zhǎng)期的完好性。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)在推廣中研發(fā)了與其配套的多種灌注方式，配合礦山的生產(chǎn)，并獲得了較好的效果。

2.綜合滅火技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

上述的防火與滅火措施都在某些方面可以發(fā)揮較好的作用，其都有局限性與不足，因此在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)采用多種技術(shù)相結(jié)合的綜合性滅火技術(shù)才能保證煤體自燃的有效控制。如在某煤礦中出現(xiàn)煤體自燃，為了防治火災(zāi)擴(kuò)大，緊急對(duì)該區(qū)域和周圍區(qū)域進(jìn)行封閉，并對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步的滅火工作，其中采用綜合性技術(shù)如下：

封堵技術(shù)，對(duì)與火災(zāi)區(qū)域相通的巷道、溜煤眼、鉆孔等進(jìn)行細(xì)致甲檢查并對(duì)漏風(fēng)位置進(jìn)行封堵，控制氣體漏洞與有害氣體外溢。同時(shí)對(duì)發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域注入氮?dú)?，控制火?shì)的發(fā)展，利用兩個(gè)注入孔注入氮?dú)猓档脱鯕獾臐舛?，直至氧氣濃度將降至最低，并持續(xù)注入氮?dú)獗３值脱趿?。隨后對(duì)消火道進(jìn)行注膠滅火，從而降低整個(gè)火區(qū)的溫度，徹底滅火完成撤架工作，施工消火道從內(nèi)向工作面打鉆孔70余個(gè)，注入滅火膠累計(jì)達(dá)到兩千余立方。

工作面的密鉆注膠，工作面完成二次封閉后，對(duì)工作面進(jìn)行了注漿和注水，并利用鉆孔與消火道的管路對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)區(qū)域進(jìn)行了補(bǔ)充性的注膠，及對(duì)遺漏或者火災(zāi)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行注膠控制其出現(xiàn)二次火災(zāi)。經(jīng)過綜合性的控制措施的實(shí)施，基本控制了火災(zāi)的二次發(fā)生與蔓延。

3.結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)礦井的滅火與控制技術(shù)種類較多，多數(shù)的措施都是在不斷完善中，其各自都有不同的優(yōu)勢(shì)與缺陷，在面對(duì)煤礦自燃性火災(zāi)的時(shí)候應(yīng)采用多種技術(shù)措施進(jìn)行控制，及綜合性技術(shù)來控制煤礦煤體的升溫與自燃，當(dāng)然應(yīng)將預(yù)防放在主要的位置上，其次才是滅火。在實(shí)施中應(yīng)利用先進(jìn)的膠體滅火技術(shù)為主導(dǎo)，配合其他防火技術(shù)來形成一個(gè)更加有效的綜合性防治技術(shù)，以此保證煤礦自燃性火災(zāi)的控制效果。

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