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煤矿安全管理的综合防灭火技术

摘要:煤层自然发火是矿区煤层开采面临的主要自然灾害之一。在实际生产中,由于矿井开采作业中易产生大量的易燃易爆气体,一旦矿井发生火灾,必然会造成十分严重的后果。对此,为有效预防矿井火灾的发生,在分析了煤层自然发火的基本规律的基础上,从系统优化、推广应用先进技、注氮防灭火、阻化剂防灭火、胶体防灭火、三相泡沫防灭火等多个方面研究了矿井综合防灭火技术,以期对矿井日常防灭火工作有所助益。

关键词:煤层;自然发火;规律;防灭火;措施

1矿井煤层自然发火基本规律

在实际生产中有很多种因素都有可能影响到煤层自燃,经长期研究,人们发现煤层要达到自燃,有两个条件必不可少,一方面应具有自燃倾向性,另一方面能够进行连续供氧,同时还要具备较为充分的储热时间以及足够的氧化。在自燃的过程中,煤会受到较多因素的影响,比如煤的特性、采煤的方法、以及地质条件与通风方式等。在长期的生产和应用煤的过程中,人们发现了煤自燃的规律性特征,比如在切眼或者巷道高冒区以及交叉点处的三角煤等地都为煤层易自燃区、之所以这些区域为易自燃区采动影响以及矿压影响是两个很重要的方面,这些因素会导致煤壁出现一些裂缝,严重的会发生破碎,给氧化升温创造了更好的条件,进而导致发火现象的出现。

2矿井防灭火综合技术措施

2.1系统优化

在对矿井进行扩建时,应树立先进的设计理念,取消井田内存在的一些不合理的多盘区,想方设法应用条带式布置。若实际生产条件允许,可把长壁综采工作面直接布设于主要巷道两侧。同时应科学、合理的改进优化那些不合理的矿井生产系统划分方式。比如可以将其按照两级的方式进行划分,一般来说可以按照工作面与矿井两级的标准进行划分,通过这种方式能够有效缩减开拓及准备巷道工程量,进一步简化矿井生产系统,让矿井实现集约化生产。另外应努力创建断面大,风压比较低并且实际风量比较大的通风系统,并有效降低矿井的通风负压,以更好的对漏风进行控制,进而促使整个系统实现降“压”防“漏”的目标,进而有效降低煤层自然发火危险。

2.2推广应用先进技

应重视推广应用新技术,如可通过逐步推广全面推广“四快”(快掘、快采、快撤、快闭)新型防灭火技术,以有效防火。如对掘进工艺进行优化,可选用掘锚机双巷掘进技术,把之前的掘锚机单巷掘进工艺,采用更加科学的方式将其向双巷掘进的方向拓展,进而实现快速支护与掘进以及短距离的局部通风目标,同时对裂隙进行预防,最终达到防止煤巷自燃的目的。

2.3注氮防灭火技术

采用氮气灭火时,注入的氮气可逐步扩散至空间各位置,以排挤出氧气,让火中因含氧量大幅降低最终来熄灭火源,同时注入的氮气还能有效预防矿井爆炸,借助液态氮可吸除大量热量,大幅度的降低火区的温度,并且在灭火的过程中所使用的氮气并不会对设备造成损害,在灭火之后,巷道在灭火完成之后也能够快速的恢复生产。

2.4阻化剂防灭火技术

在日常生产作业中,我们常用的阻化剂有很多,其大致包括CaCl2、MgCl2、NaC1、水玻璃等。对于采用阻化剂灭火其主要是通过让阻化剂附着于煤表面,把控制中含有的水分迅速吸除,以在煤层的表面形成含水液膜,进而对煤氧进行隔离,达到灭火的目标。并且这些盐类的存在会使得煤长期处于潮湿含水的状态,随着煤层表面水的蒸发,会吸收大量热量来给煤体降温,这样可抑制煤的自热以及自燃,这样可起到有效防灭火的作用。

2.5胶体防灭火技术

作为现代新型的防火技术,胶体灭火技术能够达到堵漏、固结水以及降温等功能的充分结合,确保在一定的时间与范围内,水溶液能够充分进行胶凝,进而对高温源进行包围,也能够彻底发挥水的降温吸热功能,同时也能够有效解决在注水与灌浆的过程中所出现的泄露等方面的问题,确保能够实现安全灭火。此外,该技术还能够对煤的表面活性基进行钝化,以对氧气进行隔绝,进而实现防温降火的目标,还能够降低水煤气发生爆炸的可能性,确保工作人员安全作业。

2.6三相泡沫防灭火技术

所谓的三相泡沫,主要是水和氮气以及黄泥浆等三相物质所组成的发泡剂,能够降低浆液表面的张力,对固体颗粒表面的湿润性进行改变;气体和浆液通过发泡器利用氮气和浆体对混合液进行做功,最终达到利用三种物质的特性实现吸热降温与防灭火的目标。

2.7均压通风防灭火技术

该技术主要是通过对风机或者风门进行调节或者改变风流的路线等方式,对漏风通道两侧的风压进行调节,进而实现防火的目标。在实际的生产过程中,可以充分结合现场情况的差异,对矿井进行防灭火操作时可以采用不同的方式。

3矿井防灭火的其他策略

3.1完善束管监测系统

可以在工作面事先埋下监测束管,以实现对相关的防火指标的数据进行采集和分析鉴定的目的,并对防火变化的曲线进行绘制,进而为实际开展防灭火工作提供科学的依据,同时还能实现监控和监测的目标。

3.2提高工作面同采率

通过提高同采率,可以控制出现遗煤的情况,从根本上将煤炭自燃与发火的可能性降到最低,对于采空区来说,遗煤越多,发生自燃的概率也就越大。因此,需要在日常工作中,控制住浮煤与遗煤的数量,对底部的浮煤进行及时的清除,尽可能地防止出现火灾的情况。

3.3合理控制工作面通风

要结合工作面瓦斯的涌出量,对通风系统进行调节,确保其稳定性,同时控制住采空区漏风的情况。如果要进一步加快推进工作面的速度,则可以有效降低自燃的可能性。因此,在开展防灭火工作时,需要综合考虑,只使用一种方法取得的效果也必然非常有限。此外,矿井通风系统是否合理在一定程度上决定了矿井灭火的难度,不断对其进行优化,以提升其合理性,是确保防火有效性的前提。

4结语

矿井自然火灾的防治属于一项长期系统工程,一方面要科学的判定与处理自燃危险区,厘清煤的自燃机理,也要注重防火措施额合理性。要结合各矿井的实际情况,选择恰当的技术,同时使用一些新技术与新材料等,防微杜渐,确保矿井安全生产。

参考文献:

[1]肖旸,文虎,马砺,等.矿井综合防灭火技术在煤自燃火灾中的应用[J].煤矿安全,2012(4).

作者:彭英华 宫文鹏 刘雷 单位:兖矿贵州能化五轮山煤业有限公司

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