礦井防滅火論文.doc

淺談煤礦井下采空區(qū)防火方法摘要：火災是礦井或煤田較為常見的災害之一。井下火災處于煤層之中，巷道縱橫相連，即使發(fā)生也很難及時發(fā)現(xiàn)，井下空氣供給有限，難以完全燃燒，有毒有害煙霧大量發(fā)生，隨風流到處擴散，毒化礦井空氣、威脅工人的生命安全，在瓦斯和煤塵爆炸危險礦井，還可能引起爆炸，釀成重大惡性事故。煤礦井下本身貯藏有大量的煤炭以及各種可燃性氣體。為火災的發(fā)生創(chuàng)造條件，可燃物在井下有限狹小的空間燃燒及容易爆炸，對于煤礦這種勞動力密集的生產(chǎn)線。一旦發(fā)生火災事故后果十分嚴重，本著以人為本、安全為天的企業(yè)精神，煤礦企業(yè)有義務把煤礦防滅火工作做好。關(guān)鍵詞：煤礦 火災 采空區(qū) 防滅火 阻化劑 安全俗話說“水火無情”?；馂氖鹿式o人民的生命財產(chǎn)造成的損失是非常嚴重的，而礦井火災尤為突出。井下火災一般發(fā)生在有限的空間內(nèi)，尤其是煤炭自燃往往發(fā)生在采空區(qū)和煤柱里，其燃煤過程比較緩慢，沒有較大的火焰，外部征兆不十分明顯，火災初期人們難以察覺，同時也給滅火工作帶來較大的困難。隨著煤礦開采時間的推移，采空區(qū)面積逐漸增大，密閉墻的管理及問艱難，導致礦井防滅火工作任務相當繁重。 煤炭為什么會自燃，現(xiàn)在還沒有準確的答案。目前比較為人們所認可的煤炭自燃學說是煤氧復合學說，煤炭具有吸附空氣中氧的特性，包括表面吸附和化學吸附，在吸附過程中還伴隨有煤與氧的化學反應，從而產(chǎn)生相當大的熱量導致自燃。煤的自燃過程一般分為3個階段：準備期（或者叫潛伏期）；自熱期；燃燒期。具有自燃傾向性（煤在常溫下的氧化能力）的煤炭當其與空氣接觸時，吸附空氣中的氧而生成不穩(wěn)定的氧化物羥基（-OH）與羧基（-COOH）。開始階段既觀測不到煤體溫度變化，又看不到其周圍環(huán)境溫度的上升。煤的氧化進程相當緩慢，唯有煤的重量略有增加，著火點降低，化學性質(zhì)增強，這個階段通常稱之為煤的自燃準備期，或稱潛伏期。經(jīng)過潛伏期之后，煤的氧化速度增強，不穩(wěn)定的氧化物分解成水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）。氧化產(chǎn)生的熱量使煤繼續(xù)升高，超過自熱的臨界溫度（60C。80C。）煤溫急劇上升，氧化進程加快，開始出現(xiàn)煤的干餾，生成芳香族的碳氫化合物、氫氣、一氧化碳等可燃性氣體，這一階段叫做煤的自燃期。煤的氧化進程發(fā)展到一定程度集聚的熱量不能得到及時擴撒，導致溫度上升到煤的著火點而使煤層自燃。不同的煤層自燃程度也不相同，通常用煤層自燃傾向性來度量煤的自燃難易程度。所謂煤層自燃傾向性是指煤在常溫下的氧化能力，是煤的一種自然屬性。煤的自燃傾向性與煤的變質(zhì)程度（變質(zhì)程度越高自燃傾向性越?。?、煤的水份（水份越大自燃傾向性越低）、煤巖成分（煤巖硬度越大自燃傾向性越?。?、煤的含硫量（含硫量越大自燃傾向性越高）、煤的粒度（粒度越小自燃傾向性越大）等有關(guān)。然而在實際工作中并不是煤層自燃傾向性越高的煤礦越容易發(fā)火，因為一個礦井和煤層自然發(fā)火危險程度不完全取決于煤的自燃傾向性，還與煤層的地質(zhì)賦存條件，開拓、開采和通風條件有很大的關(guān)系：一、影響煤層自燃發(fā)火的因素1、煤的自燃傾向性煤的自燃傾向性是沒的一種自然屬性，它取決于煤在常溫下的氧化能力，是煤層發(fā)生自燃的基本條件；煤的自燃傾向性的強弱影響著煤層自然發(fā)火的危險程度。2、煤層地質(zhì)賦存條件厚煤層、急傾斜煤層、地質(zhì)構(gòu)造破壞帶自然發(fā)火危險度高，主要因為厚煤層很難全部回采、余留大量浮煤和煤柱、回采時間長遠遠超過煤層的自然發(fā)火期（暴露的煤炭從接觸空氣到發(fā)生自燃的時間段）；急傾斜煤層、地質(zhì)構(gòu)造破壞帶容易發(fā)火，這是由于煤層受張拉、擠壓、裂隙大量發(fā)生，煤體破碎便于吸氧、氧化條件好所造成。3、開拓開采條件石門、巖巷開拓少切割煤層，少留煤柱，自然發(fā)火危險性就小。厚煤層開采巖巷進入采區(qū)，便于打鉆注漿滅火。采煤方法對自然發(fā)火的影響主要表現(xiàn)為煤炭回收率高低，回采時間的長短等。丟煤越多的采煤方法越容易引起自然發(fā)火，長壁式采煤法留煤皮假頂，留刀柱支撐頂板，以及回采率較低的水力采煤，均不利于防止自燃火災的發(fā)生。一個回采工作面回采速度慢，拖延的時間越長，煤層自燃的危險性就越大，控制災情的難度就越大。4、通風條件礦井通風的影響主要表現(xiàn)在采空區(qū)、煤柱和煤壁裂隙漏風。漏風促進這些地區(qū)煤的氧化進程。雖然漏風量相當小，當時長此以往的漏風促進兩巷和工作面斷層、變薄帶跳面的地方及易發(fā)生自燃。二、防止礦井采空區(qū)自燃的技術(shù)措施1、開采技術(shù)措施生產(chǎn)實踐證明，合理的開拓系統(tǒng)與開采方法對于防止自燃火災的發(fā)生起著決定性的作用。對于自然發(fā)火嚴重的礦井，從防止自燃火災的角度出發(fā)，對開拓、開采的要求是:最小的煤層暴露面、最大的回采率、最快的回采速度、容易隔離的采空區(qū)。防止采空區(qū)自燃的開拓開采方法主要有采用巖石集中巷和巖石上山、區(qū)段巷道采用重疊布置、區(qū)段巷道分采分掘布置、高效快速無煤柱的采煤方法。2、預防性注漿預防性灌漿是防止自燃發(fā)火最有效、最適用的一項措施。預防性灌漿就是將水和砂子、水泥等漿材按適當比例混合攪拌而成的漿液，借助輸漿管路送往可能發(fā)生自燃的采空區(qū)以防止采空區(qū)自燃。預防性灌漿的作用是隔離氧氣和降低采空區(qū)溫度。漿液注入采空區(qū)以后，逐漸向裂隙處流動填實采空區(qū)；同時漿液也包裹浮煤阻礙它進一步被空氣氧化，低濃度的漿液還能增加采空區(qū)余留煤的水份而抑制自熱氧化過程的發(fā)展。一般選擇粒徑不大于2mm，細小顆粒（粒徑小于1mm）占75；相對密度2.42.8，塑性指數(shù)914，膠體混合物2530；含砂量2530的不助和不可燃性材料做漿才。3、均壓防火均壓防火技術(shù)既用于采空區(qū)防止遺煤自燃，又可用于火區(qū)的滅火。開區(qū)均壓抑制工作面采空區(qū)浮煤自熱和自燃的發(fā)展。同時又將均壓的概念用于指導調(diào)風、滅火、正確地選擇通風系統(tǒng)和通風構(gòu)筑物的位置等通風防火工作的多個方面，均壓技術(shù)如果掌握得好還能用之控制采掘工作面瓦斯涌出。（1）開區(qū)均壓防火在生產(chǎn)工作面建立均壓系統(tǒng)，以減少采空區(qū)漏風，抑制遺煤自燃，防止一氧化碳等有毒有害氣體超限聚集向工作面涌出，確保生產(chǎn)正常進行。開區(qū)均壓系統(tǒng)種類很多，根據(jù)工作面不同的漏風形式構(gòu)成。主要原理是想方設(shè)法改變端點壓差或者改變漏風方向；減少漏風可以抑制自燃進程的發(fā)展，改變風向能夠調(diào)整一氧化碳等有毒有害氣體的涌出。均壓措施主要有調(diào)節(jié)風門均壓、改變工作面通風系統(tǒng)均壓、風門與通風機聯(lián)合均壓、角聯(lián)支路風向隨相鄰支路風阻比而改變的原理均壓。（2）閉區(qū)均壓防火閉區(qū)均壓防火顧名思義就是在有可能發(fā)生煤炭自燃而已經(jīng)封閉的區(qū)域，采取均壓措施防止火災發(fā)生。實現(xiàn)閉區(qū)均壓的具體方法有：并聯(lián)風門與調(diào)節(jié)風門聯(lián)合均壓、調(diào)壓通風機與調(diào)節(jié)風門聯(lián)合均壓、主要通風機與調(diào)節(jié)風門聯(lián)合均壓、聯(lián)通管均壓和改造通風系統(tǒng)均壓等。4、阻化劑防火煤的氧化進程可以人為地改變，向采空區(qū)內(nèi)滲入氯化物（也稱為阻化劑）可以抑制煤的氧化進程從而預防采空區(qū)自燃。常用作阻化劑的氯化物有氯化鈣、氯化鎂、氯化銨、氯化鈉三氯化鋁以及水玻璃（xNa2OySiO2）等。一般選用氯化鈣、氯化鎂等原材料豐富、運輸方便、價格便宜、阻化效果好的阻化劑。一些工廠廢液如鋁廠煉鎂槽渣，化工廠的氯化鎂和硼酸廢液，造紙廠的黑液、釀酒廠的廢液等都有一定的阻化效果，既保護環(huán)境部受污染又節(jié)省資源。對于高硫煤層的阻化水玻璃的阻化效果最好，氫氧化鈣其次。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，采空區(qū)防火技術(shù)不斷進步。無論采用什么樣的防火技術(shù)不外乎是抑制煤的氧化進程，使遺煤緩慢氧化。結(jié)合煤礦地質(zhì)特征和開采方法選著防火方法，只有選擇好防火方法才能達到事半功倍