淺析煤礦中阻化防火技術(shù)的運(yùn)用

摘 要：煤礦火災(zāi)是威脅煤礦安全生產(chǎn)與否和職工生命安全的重大問(wèn)題，煤礦火災(zāi)問(wèn)題的防范是影響煤礦安全生產(chǎn)的重要因素，在煤礦開(kāi)采中必須嚴(yán)格防范的發(fā)生。堅(jiān)持科技創(chuàng)新改進(jìn)煤礦防火技術(shù)，研究煤礦預(yù)防火災(zāi)發(fā)生的技術(shù)方法，為現(xiàn)代煤礦安全生產(chǎn)運(yùn)行提供技術(shù)支持和保障。隨著近幾十年煤礦開(kāi)采行業(yè)的飛速發(fā)展，煤礦事故的高頻發(fā)生，人們對(duì)煤礦井下開(kāi)采的防火技術(shù)越來(lái)越關(guān)注，其中阻化防火技術(shù)的運(yùn)用效果也越來(lái)越顯著。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采；防火技術(shù)；阻化劑

煤礦火災(zāi)是危害安全生產(chǎn)五大災(zāi)害之一，我國(guó)重點(diǎn)煤礦容易發(fā)生自燃火災(zāi)的礦井大約有51.3%，發(fā)生火災(zāi)時(shí)期最短的只有20天左右，在火災(zāi)發(fā)生總數(shù)中有自燃引起的就占到90%，比如由于礦井火災(zāi)誘發(fā)瓦斯和煤塵爆炸等事故，嚴(yán)重的威脅到礦區(qū)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，妨礙煤炭行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，由于煤炭火災(zāi)導(dǎo)致大量的優(yōu)質(zhì)煤損失，其中新疆每年都因?yàn)榛馂?zāi)造成的損失高達(dá)800萬(wàn)噸煤炭，然而在內(nèi)蒙古煤田每年因?yàn)榛馂?zāi)的發(fā)生大約燒掉400萬(wàn)噸煤炭。煤炭防火技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越迫切，阻化劑的使用中，因?yàn)槠浞奖氵m用條件廣，對(duì)使用限制小，而被廣泛應(yīng)用到煤礦火災(zāi)預(yù)防當(dāng)中。

1 我國(guó)煤礦火災(zāi)阻化劑防治技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著近幾年來(lái)，對(duì)煤礦火災(zāi)的發(fā)生、發(fā)展以及預(yù)防規(guī)律等方面進(jìn)行了較深入的研究。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，加入阻化劑后使煤分子中與氧容易發(fā)生反應(yīng)的N、S、P等和阻化劑形成配位化學(xué)鍵和配合物，當(dāng)含有N、S、P等煤的分子與阻化劑形成配合物時(shí)，體系的總能量降低，說(shuō)明加入阻化劑后使煤的不易被氧化，能夠有效阻止煤遇氧化自燃現(xiàn)象。阻化劑防滅火技術(shù)是60年代末誕生的新技術(shù)，我國(guó)在1970年撫順煤研所開(kāi)始研究現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用，先在沈陽(yáng)和平莊兩個(gè)局實(shí)驗(yàn)成功。近幾年隨著實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)的增長(zhǎng)，為了合適我國(guó)煤礦不同煤種的阻化劑使用加大對(duì)阻化劑的深入研究，充分說(shuō)明阻化劑防火的原理，為阻化劑防火技術(shù)在煤炭行業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，我國(guó)已有13個(gè)省中多個(gè)礦區(qū)使用阻化劑防火技術(shù)都收到了很顯著效果，在80年代開(kāi)采采空區(qū)的漏風(fēng)情況攜帶霧化阻化劑噴射進(jìn)采空區(qū)，實(shí)現(xiàn)防止遺煤的自燃，在銅川礦務(wù)局研究下成功使用，為防止煤炭火災(zāi)的發(fā)生作出了貢獻(xiàn)。由于阻化劑理論的成熟和生產(chǎn)工藝的發(fā)展使這種新的防火技術(shù)成為我國(guó)黃泥灌漿防火技術(shù)的重要組成部分。也存在一些問(wèn)題，比如在當(dāng)前使用阻化劑的阻化率比較低下，使用壽命較短，對(duì)環(huán)境存在不同程度的污染和危害。

2 煤礦開(kāi)采中阻化劑的應(yīng)用分析

為了預(yù)防煤炭自燃的發(fā)生，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)采用注水、灌漿、噴灑阻化劑、注惰氣等技術(shù)。近年來(lái)隨著煤炭防火技術(shù)的發(fā)展，又較廣泛地采用了凝膠、膠體泥漿、阻化汽霧和泡沫樹(shù)脂等方法。這些技術(shù)的應(yīng)用對(duì)保證礦井安全生產(chǎn)起了重要至關(guān)重要作用，推動(dòng)了礦井防止火災(zāi)技術(shù)的發(fā)展。在防止煤炭自燃情況的發(fā)生，阻化劑的選擇需要以有效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保為目的，在配置煤炭阻化劑時(shí)，可以同時(shí)在阻化劑中添加一些不同成分的緩蝕劑，在防止煤炭自燃的同時(shí)還可以起到預(yù)防金屬腐蝕的作用。在配制阻化劑時(shí)堅(jiān)持溶于水，無(wú)毒無(wú)害和是經(jīng)濟(jì)環(huán)保的目的。

2.1 阻化劑噴灑工藝

阻化劑噴灑工藝是將阻化液存放在阻化液池內(nèi)，經(jīng)過(guò)加壓泵的加壓提取，再用輸送管路把阻化液輸送到噴頭處，最后經(jīng)過(guò)噴頭進(jìn)行噴涂。阻化劑必須配制具有一定濃度的溶液，在進(jìn)風(fēng)通道中建立可移動(dòng)的阻化液儲(chǔ)存蓄水池，阻化液存放池可以放到平板串車上，在采煤工作面的開(kāi)采過(guò)程中，隨著液壓支架的向前移動(dòng)，進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬髮⒆杌簢娙氩煽諈^(qū)內(nèi)。

2.2 阻化劑防火參數(shù)制定以及噴灑范圍的選取

阻化劑的噴灑量主要是取決于遺漏煤炭的數(shù)量和丟失煤炭的藥劑吸收率，最容易發(fā)生自燃情況的地方，是工作面采空區(qū)的上下出口處，巷道煤柱破碎堆積的地方，這些地方都需要特別充分噴灑，噴灑量要大。在計(jì)算阻化劑噴灑量時(shí)，應(yīng)考慮這些地方吸收量較大的問(wèn)題。每次需要噴灑的工作面寬度為1.2米，一般情況都是在移架前面進(jìn)行噴灑工作。一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)容易發(fā)生自燃的底板浮煤、工作面的上和下端頭以及巷道煤柱破碎帶等進(jìn)行噴灑。一次噴灑藥液量可按下公式進(jìn)行計(jì)算：

（1）底板浮煤噴灑量：G1=K1K2LBh1A1

在公式中：G1是按重量計(jì)算浮煤一次噴灑量，t；K1是一次噴灑加量系數(shù)，一般取1.2；K2是松散煤（浮煤）密度，K2=0.9t/m3；L是工作面長(zhǎng)度，L=150m；B是一次噴灑寬度，B=1.2m；h1是底板浮煤厚度，取h1=0.1m；A1是原煤（浮煤）的吸液量，取A1=0.047t/t。

所以：G1=K1K2LBh1A1=1.2×0.9×150×1.2×0.1×0.047=0.913t

（2）工作面一次噴灑量：G=G1=0.913t

（3）工作面一次噴灑阻化劑所需要的用量：G=G×ρ

公式中：ρ是阻化劑溶液的濃度，ρ=20%。

代入公式得：G=G×ρ=0.913×20%=0.1826t=182.6kg

2.3 阻化劑中汽霧阻化劑的使用

汽霧阻化劑是在進(jìn)風(fēng)通道設(shè)置阻化液噴灑裝置，在工作面支架上向采空區(qū)進(jìn)行噴灑。向采空區(qū)內(nèi)噴灑汽霧阻化劑時(shí)，應(yīng)該在進(jìn)風(fēng)處設(shè)置阻化溶劑配制和輸送的位置。霧化器安裝在工作面進(jìn)風(fēng)隅角，用汽霧器產(chǎn)生霧化，通過(guò)漏風(fēng)風(fēng)流的作用將霧化的阻化液帶到采空區(qū)內(nèi)，以便達(dá)到防止遺漏煤炭自燃的目的。

汽霧阻化藥液量計(jì)算公式：V=V/R

V是汽霧阻化防火的藥液用量，V是按噴灑工藝時(shí)噴灑藥量，R是霧化率，一般按0.8計(jì)算。

2.4 阻化劑在使用中需要注意的問(wèn)題

（1）由于阻化劑本身對(duì)金屬具有一定的腐蝕性，所以一定要特別注意支架上噴頭的安裝位置，避免阻化劑對(duì)支架的腐蝕性。（2）對(duì)工作面上、下隅角、停采線等重要位置在噴灑時(shí)應(yīng)更加注意，在對(duì)這些地方進(jìn)行工作時(shí)可以采用人工方式進(jìn)行噴灑。（3）在噴灑阻化劑過(guò)程中，應(yīng)指定專業(yè)人員進(jìn)行工作，在正常前進(jìn)開(kāi)采時(shí)，每天噴灑一次，噴灑阻化劑工作完成后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗，以便保證下次噴灑工作正常進(jìn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

煤炭在現(xiàn)代技術(shù)條件下，不僅注重效益更加重視安全生產(chǎn)，安全生產(chǎn)是現(xiàn)代煤礦開(kāi)采運(yùn)行的重要目標(biāo)。隨著煤炭防火科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越深刻認(rèn)識(shí)和研究煤礦火災(zāi)的危害性，只有以堅(jiān)持科技創(chuàng)新和綜合防控的方法，推動(dòng)現(xiàn)代煤炭行業(yè)和諧發(fā)展，安全生產(chǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行的前提和保障。文章通過(guò)對(duì)阻化劑防火技術(shù)的研究與分析，得出在阻化劑防火應(yīng)用上，需要進(jìn)行更多現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和不斷的改進(jìn)，根據(jù)不同的煤礦情況，配制不同的阻化劑，從而達(dá)到最經(jīng)濟(jì)最有效的防治效果。阻化劑的噴灑工藝過(guò)程還需要改進(jìn)和創(chuàng)新，達(dá)到更簡(jiǎn)便更有效的預(yù)防火災(zāi)的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]胡社榮，蔣大成.煤層自燃災(zāi)害研究現(xiàn)狀與防治對(duì)策[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2000，11（4）：69-71.

[2]劉世堂.放頂煤工作面汽霧阻化劑防滅技術(shù)[J].山東煤炭科技，1999增：45-46.

[3]郭玉森.氣霧阻化防治工作面采空區(qū)煤炭自燃的實(shí)踐[J].煤礦安全，2002.

作者簡(jiǎn)介：畢樹(shù)遠(yuǎn)（1986-），男，學(xué)歷：本科。