均壓防滅火技術在煤礦的實踐與應用探討

劉巖 周振偉 平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十三礦通風科

礦井火災是煤礦井下的重大自然災害之一，要采用均壓防滅火技術和方法，利用平衡漏風壓差技術實現(xiàn)防滅火目的，較好地防治煤炭自然發(fā)火的現(xiàn)象，通過均衡通風進出口兩端的風壓，減少漏風量，避免煤炭自然發(fā)火的現(xiàn)象。

一、礦井主要防滅火技術概述

（1）注漿防滅火技術。將黏土、粉煤灰、矸石和砂等固體材料進行細化，使之成為不燃性注漿原料，與水進行適當比例的配制，使其成為懸浮液，通過靜壓或動壓的作用，將其通過管路或孔道進行水力輸送，遏制煤炭氧化的現(xiàn)象，對已經(jīng)自燃的煤體進行撲滅搶救。從該技術的應用原理來看，主要是通過漿體材料包裹煤體，通過隔氧和降溫等措施防止煤的氧化，并對已經(jīng)自燃的煤炭進行降溫和滅火。（2）采空區(qū)灑水防火技術?？梢栽诨夭晒ぷ髅娣彭斍坝盟闉⒎彭敳骄鄺l帶，也可以在放頂后向采空區(qū)注水，適用于分層開采厚或特厚易燃煤層的防火，使坍落的矸石潤濕膨脹之后形成再生頂板，有效覆蓋浮煤，減少漏風和氧化的現(xiàn)象。（3）充填堵漏防滅火技術。將不燃性材料的水溶液注入破碎煤體，在靜壓或充填泵提供的動壓條件下，使之產(chǎn)生化學物理變化，形成黏稠的漿液或膠體，對煤體縫隙進行密實充填，避免煤層漏風氧化。同時，在該技術的應用下，還可以利用化學物質(zhì)的滲透作用，采用高強度復合硅酸鹽發(fā)泡材料進行快速堵漏，使之與破碎煤體進行黏附，形成阻氧膜，惰化煤炭的氧化性能，達到防滅火的效果。（4）惰氣防滅火技術。主要是在現(xiàn)場采用純度高、安全性好的氮氣，利用不能助燃的氣體進行礦機防滅火，有效防止煤炭自然發(fā)火的現(xiàn)象。（5）阻化劑防滅火技術。阻化劑也即阻氧劑，通常采用氯化鈣、氯化鈉、氯化鎂、水玻璃等無機鹽類化合物，將其噴灑于采空區(qū)的浮煤上，吸附空氣中的水分，阻塞煤體表面的孔隙，阻止煤炭氧化和自燃的現(xiàn)象。（6）凝膠防滅火技術。可以利用凝膠混合液體進行煤礦采空區(qū)的防滅火，利用其降溫吸熱、堵漏風、阻化作用和良好的滲透性，傾注于有自燃傾向的煤層之中，實現(xiàn)對采空區(qū)高、中、低位火源或浮煤的大范圍、全方位覆蓋，形成固結(jié)的凝膠層，有效隔絕氧氣，防止煤體出現(xiàn)氧化。

二、均壓防滅火技術在煤礦安全生產(chǎn)管理中的應用

（一）均壓防滅火技術在煤礦開區(qū)中的應用

在均壓防滅火技術的應用過程中，開區(qū)均勻系統(tǒng)的形式比較繁雜，所以當工作面漏風狀況不同時，開區(qū)的均壓方式也隨之改變，要求運用不同的端點壓差完成開區(qū)的均壓工作，從而降低均壓處面向開采區(qū)后部空區(qū)漏風現(xiàn)象出現(xiàn)，實現(xiàn)預防燃煤自燃目標。與此同時，在開區(qū)均壓防滅火技術應用后，還能夠確保開采工作面的正常使用，防止有害氣體溢出影響采礦安全。（1）單一工作面漏風處理。進行單一工作面的漏風處理時，首先需要了解單一工作面漏風原因，其主要面向工作面后部采空區(qū)漏風，在漏風的形式上比較簡單。采用均壓防滅火技術應用，能夠促使漏風的風流最大程度避開后部采空區(qū)，將減少的風量控制在降低1.2壓差左右。（2）分層開采工作面防漏風處理。在煤礦工程的分層開采過程中，近距離煤層開采期間出現(xiàn)的上、下采空區(qū)出現(xiàn)聯(lián)通性的漏風問題解決時，由于此種問題的漏風渠道比較多，所以相應的均壓防滅火技術應用難度也隨之提升。一方面，技術人員需要運用示蹤氣體法將漏風渠道查清，借助六氟化氯氣體去檢測井下漏風情況。隨后，針對煤礦井下漏風裂縫分布比較密集、漏風范圍比較大或是漏風堵漏技術應用效果不佳的采礦區(qū)域設置相應的調(diào)壓氣室，同時將兩道調(diào)節(jié)風門安裝設置在進風巷和回風巷內(nèi)，借此降低風量，實現(xiàn)礦下風壓差降低的目標。另一方面，執(zhí)行進風巷安裝兩道調(diào)壓風機施工時，需要直接將風筒連接至采礦工作面，借以最大程度降低漏風進入上部小煤窯的幾率，同時減少上分層采礦期間的漏風量。

（二）均壓防滅火技術在煤礦閉區(qū)中的應用

（1）在煤礦工程礦下回采工作開展期間，煤層會伴隨著開采工作的深入出現(xiàn)傾角變大的問題，容易導致煤礦井下回風道煤柱遭受壓力而損壞，此時，如果上部采空區(qū)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)的氧化浮煤，被灌入到下一階段的新采空區(qū)中持續(xù)氧化反應，很容易導致采空區(qū)出現(xiàn)火災危害。在此期間，回風道中的一氧化碳濃度必然會快速增長，進行火情的控制時，就必須在采空區(qū)的上巷和下巷中建立兩道密封墻，借以將火情隔絕，進行滅火。在這一滅火過程中，受到采空區(qū)巷內(nèi)壓力過大的影響，巷道密閉難度將會增加，甚至出現(xiàn)巷道封閉后一氧化碳濃度依舊很高的現(xiàn)象。解決此類問題時，為了保障生產(chǎn)安全，可以利用通風機進行局部閉區(qū)均壓處理，促使風巷兩側(cè)的密閉壓差減小，預防火災有害氣體溢回風巷中，對其內(nèi)的采礦人員生命安全構成威脅。（2）為了能夠最大程度降低進風口與回風口之間的壓強差，需要將風路與調(diào)節(jié)風門進行聯(lián)合均壓，借此降低漏風量，降低礦下自燃火災發(fā)生幾率，同時也是為了能夠促進原有封閉區(qū)火源熄滅效率增加。隨后，進行原有防火墻內(nèi)外的壓強差時，預防漏風，需要聯(lián)合調(diào)壓風機和調(diào)節(jié)風門進行使用和處理。期間，針對礦下出現(xiàn)自燃火災幾率比較大的封閉區(qū)進行火災預防時，還應該做好密閉墻的厚度加筑施工，并在管路出口位置安裝調(diào)節(jié)總閥，保障進風量與回風量相一致，徹底解決漏風問題。

三、結(jié)語

綜上所述，要分析和把握影響均壓防滅火技術在煤礦的影響因素，合理選用均壓防滅火措施和方法，分析工作面漏風情況、風流穩(wěn)定性、安全推進速度和采空區(qū)氣體，有效保證覆火區(qū)工作面的安全回采。