我国煤矿安全生产的保障——矿井火灾的防治.pdf

我 国 煤 矿 安 全 生 产 的 保 障 矿 井 火 灾 的 防 洽 ◆ 文 ／迟 恩 波 蔫 一 中国高新技术企 业 【 摘 要 】 本文 简述 了我 国煤 矿矿 井 火 灾防治 现状 ， 分 析 了常 用的 防灭 火技 术及 其优 缺 点。在 实 际防灭 火过 程 申要 注 意 矿 山 条 件 ． 综 合 采 用 适 当 的 防 灭 火技 术 。 【 关 键词 】 煤矿矿 井火 灾防灭 火技 术 矿 井 火灾 是 直接 威 胁 矿井 安 全 生产 的 主要 灾 害之 一 。 而 在灾 分 、 碳分 子 筛变 压 吸 附和 中空 纤维 分 离等 三 种 。注 惰效 果 主要 取 决 事故 中 ． 外源 火 灾 所 占 的 比重 较 小 ． 而大 量 的 火事 故 还 是 自然 发火 于能 否 保证 惰 气 质量 ， 合理 必 需 的 注入 量 及 其连 续 性 ， 以 及能 否 辅 引起 的 。造 成这 些事 故 及损 失的 主要 原 因是我 国煤 矿 整体 防灭 火技 以强 有力 的检 测技 术 ， 否 则很 难取 得理 想 的效果 。 术水 平 和装 备能 力与 生产发 展不 相 适应 。 该 技 术 的优 点 1 减 少 区域 氧 气浓 度 ； 2 可使 火 区 内瓦 斯 等可 燃 1 我 国煤矿 矿 井火灾 防治 现状 性 气 体 失去爆 炸性 ； 3 对 井 下设 备无 腐蚀 不影 响工 人 身体健 康 。但 我 国煤 矿 自燃发 火 非常 严重 ．有 5 6％的煤 矿 存在 自燃 发 火 问 也存 在 着一 定 的缺 点 1 易 随漏 风扩 散 ，不 易滞 留在注 入 的 区域 题 ． 而我 国统 配 和重 点煤 矿 中具 有 自燃 发火 危 险 的矿 井约 占 4 7 ％， 内 ； 2 注氮 机需 要经 常 维护 ； 3 降 温灭 火效 果差 。 矿 井 自燃 发火 又 占总 发火 次 数的 9 4 ％． 其 中采 空 区 自燃 则 占内 因火 2 ． 4 惰性 气体 泡沫技 术 灾 的 6 0 ％。这 种火 灾常 造成 工作 面封 闭 、 冻结 大 量 的煤炭 资源 和 昂 惰 性气 体 泡沫 防灭 火材 料 主要是 氮气 泡沫 、 二氧 化碳 泡沫 等 。 在 贵 的生 产设 备 ， 造 成 【作 面 、 采 区 风流 紊乱 ， 影 响矿 井正 常 的生 产 接 井下 灭 火时 ， 可 采用 钻孔 压注 方法 ， 将 溶 液注 入 自然发 火 区域 。该技 续 ． 井造成 人 员伤亡 术避 免 了“ 拉 沟” 现 象 水 也 能均 匀 分 布 适 于 采 空 区或 煤 堆 深 部 的 为 了加强 煤矿 防灭 火安 全技 术 ．我 国从 5 0年 代起 就在 煤 矿 推 煤炭 自燃 。但 由于 泡 沫 很 容易 破 灭 ． 加 上 只有 液 相水 ， 一 旦 水 分挥 广 了黄 泥 灌 浆 防火 技 术 ，6 0年 代 至 7 0年 代 又 研究 出 了 阻 化 剂 防 发 ， 防灭火 性能 就 消失 。 火 、 均压 通 风 、 高 倍 数 泡沫 灭 火 等技 术 ． 8 0年 代 至 9 0年代 则 研 究 了 2 5堵 漏技 术防 灭 火 矿井 自燃 发火 预测 系 统 、 惰 气 防灭 火 、 快 速高 效堵 漏 风 、 带 式输 送 机 煤层 开采 时期 火 灾防治 的 第二 个重 要环 节 是堵 漏 ，也 就是 采取 火灾 防治 等技 术 ， 井 逐 步形 成适 应 普通 采 煤法 和 高 产高 效 采煤 法 的 某 种技 术 措施 减 少或 杜绝 向煤柱 或 采空 区 的漏 风 ， 使 煤 缺氧 而 不会 综 合 防灭 火技 术 。 由于我 国火灾 基 础理 论研 究 起 步晚 ． 防灭 火 关 键 自燃 。堵漏 技术 和材 料 ． 我 国近 年发 展也 很迅 速 ， 相 继研 究和 开发 出 设备 和技 术有 待完善 和 配套 ， 有 一批 厦待 解决 的技术 问题 。因此 ， 矿 适 于 巷顶 高 冒堵 漏 的抗压 水 泥泡 沫 和凝 胶堵 漏 技 术 和材 料 ， 适 于 巷 井火 灾防 治工 作仍然 是 矿井 安全 生 产所 面临 的一项 艰 巨任 务 帮 堵 漏 的水 泥 浆 、 高水 速 凝 材料 和凝 胶 堵漏 技 术 与 材 料 ， 以及 适 于 2矿 井火 灾 防治技 术 采 空 区堵 漏 的均 压 ． 惰 泡 、 凝 胶 和尾 矿泥 堵漏 等 技术 成 果 ， 它们 各 有 为 r防 治煤 炭 自燃 ， 国 内外 广泛 采用 注 水 、 灌 浆 、 喷 洒 阻化 剂 、 其 使 用条件 和优缺 点 。 注惰 气等 技 术 。近年 来 ， 又较 广泛 地 采用 了凝 胶 、 胶 体 泥浆 、 阻化 汽 2． 6凝 胶技 术 雾 、 泡 沫树 脂 等防 灭火 技 术 。该类 技 术 对保证 矿 井 安 全生 产起 了重 近 年来 ， 凝 胶技 术在 我 国得 到较广 泛 应用 。 凝胶 分 为无机 凝胶 和 要作 用 ， 推动 了矿 井 防灭 火科 技的 进步 。 高分 子凝 胶 两大 类 ． 其 防 灭火 机理 是凝 胶 通 过钻 孔 或煤 体 裂 隙进 入 2 ． 1 灌浆技 术 高温 区 ． 其 中一 部 分 未 成胶 时 在 高 温下 水 分 迅 速汽 化 ， 快 速 降低 煤 灌 浆技 术是 一项 传 统 的 、简 单易 行 的 、比较 可靠 的防 灭火 技 表 面温度 ， 残余 同体形 成 隔离 层 ． 阻 碍煤 氧 接触 而进 一 步 氧化 自燃 ； 术 。在一些 缺 少灌 浆材 料 的矿 区 ， 通常 采用 注水 来代 替灌 浆 ， 增 加煤 而流 动 的部 分混 合 液 随着煤 体 的 温度 的升 高 ． 在不 远 处及 煤 体孔 隙 体 的水分 ， 也取得 了较好 的效 果 。目前 现用 防灭 火充 填材 料 主要 有 里形 成胶 体 ， 包裹 煤 体 ， 隔 绝氧 气 ， 使 煤 氧化 、 放 热 反应 终 止 ； 干涸 的 黄 泥浆 充填 材料 、 水砂 浆 充填 材料 、 煤 矸石 泥浆 充 填材 料 、 粉 煤 灰充 胶体 还 可 以降低 原 煤体 的 孔隙 率 ，使 得通 过 的空 气 量 大大 减 少 ， 从 填材料 、 石膏育填材料、 水玻璃凝胶充填材料 、 废水泥渣充填材料等。 而抑 制 复燃 。 该 技 术 的优 点 是 1 包 裹 煤体 ， 隔 绝煤 与 氧 气 的 接 触 ； 2 吸 但 该 技 术 也 存在 着 一 定 的缺 点 1 流 量 小 ， 流动 性 差 ， 较难 大 热 降温 ； 3 工 艺简 单 4 成 本较 低 。但 同时 也存 在 缺点 1 只流 向 面积 使 用 ； 2 时 间长 了 胶体 会 龟 裂 ； 3 胺 盐 凝胶 会 产 生有 毒有 害 地 势低 的部 位 ， 不 能 向高 处堆 积 ， 对 中 、 高及 顶板 煤 体起 不 到防 治作 气体 ； 4 成本 较高 。 用 ； 2 浆 体不 能均 匀覆 盖浮煤 ， 容 易形 成“ 拉沟 ” 现 象 ， 覆 盖 面积 小 3 结束 语 3 易跑 浆 和溃浆 ， 造成 大量 脱水 ， 恶化 井下 工作 环境 ， 影响 煤质 。 矿井 灭火 方法 虽多 种多 样 。 但 面对井 下 复杂 的实 际情 况 。 在 消灭 2 ． 2 阻化 剂防 灭 火技 术 和控 制 火 区的 过 程中 ． 一 定要 从 理 论与 实际 综 合考 虑 ． 因地 制宜 。 采 煤 炭 自然 发火 是 由于煤 与空 气 中的 氧气相 互 作用 的结 果 ， 在 漏 用几 种 防 灭火 技 术和 材料 综 合作 用 ． 关 键是 要 分 析煤 炭 自燃 的 发生 风 不 可避 免 的情 况 下 ， 在煤 的表 面 喷 洒上 一 层 隔 氧膜 ． 阻止 或 延缓 发 展状 况 、 位 置及 根 据 矿 井 的实 际 条 件 ． 选择 合 适 的技 术 和 手段 综 煤 的氧 化进 程 。阻 化剂 主要 是 卤化物 与 水溶 液能 浸入 到煤 体 的裂 隙 合灭 火 ， 只有 这 样 ， 才 能有 效地 控 制 和消 灭火 区 ． 为 正 常 的煤 矿 安全 中 ， 并 盖在煤 的外部 表 面 ， 把煤 的外 部表 面封 闭 ， 隔绝 氧 气 。同时 ， 卤 生 产提 供保 障 。 化 物 是 一种 吸 水 能 力很 强 的 物 质 ，它 吸 收 大 量水 份 复 盖 在 煤 的 表 而 随着煤 炭工 业技 术 的发展 和 新 的防 灭火 问题 的 出现 ．这 些技 面 ， 也 减少 r氧与煤 接触 的机 会 ， 延 长煤 的 自然 发火期 。 术 都还 存 在一 些 不足 。 为 了充分 发挥 现 有 防灭 火技 术 的 优点 ． 克 服 阻化 剂技 术在 美 国 、波 兰 、前苏 联等 国家 得 到 了较 好 的应 用 。 其 缺点 ． 需 要 在此 基础 上开 发研 制新 的 防灭火 技术 和 材料 。 近 些 年来 ， 阻化 剂技 术在 我 国也 得 到推 广应 用 该 技 术 惰化 煤 体 表 面活性 结 构 ， 阻止 煤 炭 的氧 化 吸 热降 温 ． 并 使煤 体 长期 处 于潮 湿 状 参 考 文献 态 。但 阻化 剂技 术也 存在 着一 定 的缺 陷 ． 不 容 易均 匀 分散在 煤体 上 ， 『 1 1 秦 波 涛 ， 王德 明．矿 井防 灭 火技 术 现 状及 研 究 进展 ．中国安 全 科 且 喷洒 工艺 难实 施 ； 腐 蚀井 下设 备 ， 影 响井 下工 人 的身体 健康 。 学学报 ， 2 0 0 7 ． 1 2 2 3惰性 气体 技 术 『 2 1 石耀 康 ．浅论 矿 井防 灭 火工作 ．甘肃 科技 ， 2 0 0 4 ． 2 惰性 气体 技术 从 2 0世纪 7 0年 代开 始在 德 、 法 英 等发 达 国家 煤 『 3 1 胡社 荣 ， 蒋 大成．煤 层 自燃 灾 害研 究 现状 与防 治 对 策．中 国地 质 矿 中大量 使用 ， 从 8 0年代 起 ， 我 国开始 了氮气 防 灭 火技 术 的研 究 与 灾 害与 防治 学报 。 2 0 0 0 1 推广 。 『 4 1 刘小舟 ．煤矿 火灾预 防与 防 治技 术 现状 ．煤 矿现 代化 ， 2 0 0 5 5 惰 气源 目前 发展 起 来 的主 要 是氮 气 ，制 备 的 方式 有 深 冷 空 作 者单 位 系贵 州六 枝工 矿集 团公 司 一 9 9 维普资讯