大峪煤礦礦井火災(zāi)防治措施

李 清

(晉煤集團(tuán)大峪煤業(yè)有限公司，山西 長(zhǎng)治 047199)

0 引言

礦井火災(zāi)是影響煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一，對(duì)煤礦資源、采掘設(shè)備和人員安全造成巨大威脅。礦井火災(zāi)所附帶的高溫?zé)熈骱陀泻怏w，對(duì)環(huán)境造成極大破壞，甚至危害到井下工作人員的生命。此外，還極易導(dǎo)致瓦斯和煤塵爆炸等附加災(zāi)害，導(dǎo)致其危害性大幅提升。目前，我國(guó)的礦井安全意識(shí)和應(yīng)對(duì)措施仍顯不足，火災(zāi)事故較為頻發(fā)，導(dǎo)致礦井遭受損失。每年因火災(zāi)導(dǎo)致大量的經(jīng)濟(jì)和資源損失，被迫封閉的工作面達(dá)數(shù)百個(gè)之多，因此導(dǎo)致的凍結(jié)煤量超1 000萬(wàn)t，而且工作面內(nèi)的綜采、綜掘設(shè)備也被迫棄用，嚴(yán)重威脅礦井的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)[1]。

礦井火災(zāi)是由多方面因素所導(dǎo)致，根據(jù)引火熱源的特性，可將其劃分為外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)。其中，外因火災(zāi)通常是由外部熱源所誘發(fā)，煤礦中的外部熱源比較普遍，比較多見的包括明火、瓦斯或粉塵燃燒、電源熱源等[2]。內(nèi)因火災(zāi)通常又稱為自燃火災(zāi)，則是因煤礦內(nèi)的煤炭等內(nèi)燃物所引起，在氧氣和溫度的作用下到達(dá)某一臨界點(diǎn)而誘發(fā)。此類火災(zāi)在采空區(qū)較為多見，尤其在丟煤多且封閉措施不到位的采空區(qū)、煤巷掘進(jìn)的周邊等區(qū)域更為普遍[3]。

1 工程背景

以大峪煤礦為研究對(duì)象，進(jìn)行礦井火災(zāi)防治探討。大峪煤礦屬基建驗(yàn)收礦井，地處長(zhǎng)治縣蔭城鎮(zhèn)大峪村，距離縣城約12 km。井田面積達(dá)7.96 km2，批準(zhǔn)開采15#煤層。現(xiàn)階段有一個(gè)生產(chǎn)采區(qū)，年生產(chǎn)規(guī)模為30萬(wàn)t。生產(chǎn)區(qū)內(nèi)現(xiàn)布置有綜采和綜掘工作面，技術(shù)人員超過(guò)300人。

對(duì)大峪煤礦煤層自然傾向性情況，專門委托山西省煤炭工業(yè)廳綜合測(cè)試中心進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)2017年3月出具的鑒定報(bào)告，該煤礦屬自燃煤層?，F(xiàn)采15#煤層的自燃傾向性等級(jí)達(dá)到Ⅱ級(jí)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，自然發(fā)火期達(dá)到89 d。大峪煤礦的火災(zāi)危險(xiǎn)性很大，因此，煤礦必須制定完善的防滅火措施，建立有效的防滅火系統(tǒng)，防止礦井火災(zāi)的發(fā)生或降低發(fā)生火災(zāi)的損失。

2 礦井火災(zāi)的原因及防滅火措施

礦井火災(zāi)的誘因比較復(fù)雜，具體可歸納為熱源、可燃物和氧氣。首先，熱源是必然需要具備的?；馂?zāi)的產(chǎn)生需要達(dá)到一定的溫度和熱量，煤礦中比較多見的有煤層自燃、施工作業(yè)、電路老化、機(jī)械摩擦、人為點(diǎn)火等，均是潛在的引火火源[4]。其次，需要具備可燃物，而煤礦中普遍存在的煤便是典型且多見的可燃物。最后，氧氣的濃度也比較關(guān)鍵，若氧氣含量低于3%，則無(wú)法維持燃燒，低于12%，瓦斯便不具備爆炸性[5]。只有在火災(zāi)的要素均具備，且符合一定的條件，才能引起火災(zāi)。

2.1 外因火災(zāi)的主要原因

礦井火災(zāi)的外因也比較繁雜，主要是因不規(guī)范操作所導(dǎo)致。其中主要包括：存在明火，井下工作人員不遵循工作守則，違規(guī)吸煙或帶火種下井，此外還可由電焊等施工所引起。出現(xiàn)明火，通常是因電氣設(shè)備失爆，運(yùn)輸皮帶燃燒等導(dǎo)致[6]。不遵循采掘有關(guān)規(guī)定，違規(guī)放炮所誘發(fā)的火災(zāi)，此外，還可能被瓦斯、煤塵爆炸和機(jī)械摩擦、碰撞等原因誘發(fā)。

2.2 外因火災(zāi)防治措施

礦井地面應(yīng)建立靜壓水池：應(yīng)該從副斜井將輸水管道引至井下，在消防、灑水、各用水設(shè)施等處進(jìn)行完全覆蓋。對(duì)于井下輔運(yùn)大巷、膠帶大巷、回風(fēng)大巷、掘進(jìn)工作面巷道等區(qū)域，也應(yīng)配備井下消防灑水管道。并應(yīng)在膠帶輸送機(jī)巷道配備支管和閥門，間隔設(shè)置為50 m。此外，出于方便消防、沖洗巷道和救援的目的，應(yīng)在其他巷道每隔100 m配備支管和閥門[7]。

專人專責(zé)：配備專門的人員，做好消防器材的配備和管理工作，全面覆蓋井上風(fēng)機(jī)房、消防材料庫(kù)、井下作業(yè)區(qū)域等位置。

嚴(yán)格檢查：嚴(yán)格檢查違禁物品，配備專人負(fù)責(zé)檢身工作，杜絕任何出現(xiàn)攜帶煙草及易燃物進(jìn)入井下等情況。

消防材料配備：在地面副斜井位置，應(yīng)配備消防材料庫(kù)；在井底車廠位置，應(yīng)配備消防材料庫(kù)，建立消防器材臺(tái)賬和消防器材管理制度。

2.3 內(nèi)因火災(zāi)的主要原因及防治措施

主要原因：礦井火災(zāi)的內(nèi)因涉及方面也比較多，主要可歸納為需要有大量的自燃煤炭，含氧量需要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，且風(fēng)速不宜過(guò)快，煤氧化產(chǎn)生的熱量不易流失。

防治措施：①合理應(yīng)用預(yù)防性灌漿、噴灑阻化劑等措施，并結(jié)合具體需要配備注凝膠或注氮等措施[8]，阻化液噴灑系統(tǒng)流程如圖1所示；②加強(qiáng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)措施建設(shè)，構(gòu)建完善的煤礦自然發(fā)火束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)煤層自燃情況及時(shí)進(jìn)行預(yù)報(bào)；并及時(shí)取樣檢測(cè)作業(yè)區(qū)域的氣體，對(duì)工作面和采空區(qū)潛在的發(fā)火動(dòng)向進(jìn)行及時(shí)預(yù)警；及時(shí)、認(rèn)真分析后，制定措施進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井自然發(fā)火情況的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)[9]，工作面束管監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示；③在采煤工作面設(shè)置安全監(jiān)控系統(tǒng)，在回風(fēng)巷等位置及時(shí)配備溫度、一氧化碳傳感器；④在采煤工作面，應(yīng)順槽構(gòu)筑防火門墻基礎(chǔ)；⑤在采掘區(qū)域，盡量采用后退式回采；同時(shí)，綜合考慮煤層的自燃等級(jí)、自然發(fā)火期、回采速度、防火措施等情況，選擇合適的采區(qū)和采煤工作面范圍[10]；⑥需要控制自燃帶內(nèi)的煤層暴露時(shí)間，提高工作面的推進(jìn)速度，確保不超過(guò)自然發(fā)火期；⑦嚴(yán)格控制開采各步驟，杜絕不規(guī)范留頂煤和底煤等情況，及時(shí)處理工作面浮煤。大量實(shí)踐表明，工作面溜頭、溜尾等位置浮煤粒度小，透氣性差，是最容易發(fā)生煤塵、煤炭自燃的地點(diǎn)，因此在開采工程中必須及時(shí)清理，在采空區(qū)杜絕出現(xiàn)浮煤[11]；⑧回采過(guò)程需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案，避免留不合理的煤柱和頂煤。對(duì)于停采線位置，應(yīng)及時(shí)予以處理；⑨待采煤工作面結(jié)束，應(yīng)設(shè)置永久性防火封閉，并做好束管監(jiān)測(cè)，密閉區(qū)束管監(jiān)測(cè)布置如圖3所示；⑩繪制火災(zāi)避災(zāi)路線圖，對(duì)工人做好培訓(xùn)工作，使工人牢記火災(zāi)避災(zāi)路線。

1-供水管路；2-阻化劑車；3-水泵吸液管；4-壓力表；5-灑液管；6-噴灑泵；7-閥門；8-膠管；9-噴槍

1-束管；2-束管采樣頭

1，3-密閉墻外監(jiān)測(cè)點(diǎn)；2，4-密閉墻內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)大峪礦井火災(zāi)現(xiàn)狀，以及煤層有自燃傾向的問(wèn)題，以理論研究作為技術(shù)支持，制定出嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的應(yīng)對(duì)方案，完善采掘和通風(fēng)等相關(guān)配套設(shè)施，研發(fā)和引進(jìn)技術(shù)設(shè)備創(chuàng)新，提高了防滅火技術(shù)的有效性。大峪煤礦在2017年經(jīng)山西智德安全技術(shù)股份有限公司進(jìn)行安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)驗(yàn)收，防滅火系統(tǒng)符合相關(guān)規(guī)定。