關于防治煤炭自然發火技術的探究

張建勇

山西汾西礦業正新公司賈郭煤礦，山西晉中 031304

煤炭自燃是煤炭開采中的一種自然客觀現象。煤炭自燃引起礦井煤層發生火災的報道時有發生，嚴重地威脅著煤礦的正常開采與采煤人員的人身安全。隨著國家經濟的發展以及科學技術的提高，特厚煤層綜采放頂煤高產高效技術開始得到了發展，這也使得一系列安全問題開始出現，如煤層的自燃。這使得煤礦技術的發展受到了影響。因此，要對煤炭自然發火的防治技術加以重視，才能有效預防煤礦火災的出現。

1 煤炭自然發火的有效預防

通常在煤礦開采的過程中，引起煤炭自燃的原因主要有：煤層本身的自燃傾向性、持續供氧以及氧化放出熱量易于積聚。因此，只要從隔斷氧氣供應、消除可燃物以及冷卻降溫這幾個方面入手，就可以有效預防煤炭的自然發火。

1.1 合理布置巷道

石門要布置要在巖層內，保持石門圍巖的完整性，將石門與巷道進行均勻的布置，保證通過石門送煤的過程中，石門段圍巖良好，有利于各煤層回采結束之后的采空區的密封。并將采空區與石門之間的巖柱保留，實現多煤層開采的石門與采空區之間的隔離，實現對采空區與石門之間的漏風所引起的自然發生有效控制。

1.2 在采空區噴灑阻化劑

由于阻化劑是一種是氯化鈣與氯化鎂共同形成的水溶液，其吸水性較強。在噴灑阻化劑時，它可以滲透到煤的裂隙與層理節理中，并在煤層表面形成氯化物液膜，避免了氧氣與煤層的接觸，減少氧氣對煤層的氧化作用，還能實現對煤層的冷卻，從而起到預防煤層起火的效果。

1.3 采面充填注漿

在煤礦采空區的分布與采空區的漏風量之間有著直接的聯系。在采面下口填充注漿，建設起一道防火墻，能有效減少采空區的漏風供氧，降低氧氣的含量，減少氧氣對煤層的氧化作用，達到預防煤層起火的效果。

1.4 采煤工作面上建隔離墻

在采煤工作面上建隔離墻，能有效預防煤層的自然起火。通常隔離墻的厚度要大于1m，沿傾斜長度要在3 到5m 之間。隨著采煤工作面的不斷推進，在放頂前，先將之前砌筑的編織袋墻撤離，往后推1 米m 再重新碼砌。當回采進度正常時，要在回采工作面上建一道隔離墻，達到預防煤層起火的效果。

2 煤炭自然發火的防治措施

煤炭自然發火的防治，有效的預防是防治火災工作的重點。必須要對存在火災隱患的環境與火源的特點制定相應的預防措施，避免煤炭發生自然發火現象。而有效的滅火則是防治火災的核心工作，一旦出現火災，必須采取科學的滅火方法及時對火勢進行撲滅，避免大型火災的出現。

2.1 灌漿技術

在傳統的防滅火技術中，灌漿技術是最為常見的一種措施。經過了長時間的發展和改良，灌漿技術的形式開始呈現多樣化，其中最為主要的有采前預灌、采后封閉灌以及隨采隨灌三種形式。根據不同的灑漿、埋管和鉆孔灌漿，灌漿方法也各不相同。灌漿防滅火的使用，在最大程度上降低了自燃火災數量。上世紀八十年代以來，代用漿材技術得到不斷的改進，新時代的煤礦中將黃土制漿轉化為煤矸石破碎和熱電廠粉煤灰，提高了灌漿用土的利用率，也實現了生態平衡的保護。

2.2 惰性氣體防滅火技術

在目前，惰性氣體開始在防滅火技術中得到了廣泛應用，較為常見的氣體主要有煙氣、氮氣以及液氮。新興煤礦用于急傾斜煤層P 放工作面的采空區防火的成果也比較顯著。新的時代下，需要對放頂煤工作面以及急傾斜煤層P 放工作面的采空區進行防火措施的落實，其中較為常見的是注氮防火技術。選擇合理科學的氮口是注氮防火成功的重要環節。需要注意的是，高溫或自燃區內的氧氣濃度不能超過7%以上。只有注意監測系統與其他檢測系統與注氮防火的結合，才能檢測注氮效果。為了防治窒息事故的發生，降低工作區域的氧氣濃度，在注氮時需要避免氮氣大量漏入工作面。

2.3 阻化劑防滅火

在上世紀的六十年代開始，就使用阻化劑防滅火。常用阻化劑主要是一些無機鹽類，這些無機鹽類所表現出來的吸水性非常強。當這些無機鹽附著在煤粒表面的情況下，它將會吸收空氣中的水份，在表面形成氧接觸，阻化的效果非常顯著。

2.4 均壓防滅火技術

在防滅火過程中，均壓防滅火也是一種有效的技術，其方法主要是以平衡漏風通道的兩端進回風壓技術作為基礎的。均壓防滅火技術在過去常用來對火區進行有效封閉，從而使火源得到快速熄滅，之后通過發展，開始應用對生產工作面采空區的遺煤的自燃進行抑制。在新形勢下，相關技術也開始得到了發展，定量以及連續釋放式的跟蹤氣體聯合技術的出現，很大程度上提高了均壓防滅火技術的效果和作用。

2.5 新型高分子材料防滅火技術

在目前，新型的高分子材料防滅火技術也開始得到了應用，其中主要包括了聚丙烯酸鈉材料以及聚丙烯酰胺材料。后來經過特殊工藝加工而成的礦用高效防滅火劑。發泡樹脂是新型聚合高分子材料中的重要組成部分，羅克休、瑪麗散的封堵功能非常明顯，因為具有良好的膨脹率與滲透性，可以滲透至細小的裂隙中， 在煤層中產生良好的粘合力，能夠起到耐氧化以及阻燃的作用，同時還能承受高溫，發泡時，需要進行快速地封堵，從而保證火區的隔絕和封閉。新型高分子材料防滅火技術在未來的不斷發展中，也將得到廣泛的應用。

2.6 防治自燃火災合理的開拓開采原則

合理的礦井開拓系統與開采方法還有利于自燃火災的防治。在長期的社會實踐中，新興煤礦中合理的開拓系統和采煤方法，能夠有效對自燃局面進行控制。對于自燃的防治，在開拓以及開采的過程中，需要對煤層的暴露面進行控制，將其控制在最小的面積，煤炭的回采率以及回采速度需要得到提高，開拓以及開采工作需要在容易進行隔絕的采空區中落實。

3 結論

防治煤炭自然發火最關鍵的是采取及時預防與綜合治理措施。從采區巷道布置到開采方法的選擇都是關鍵的環節。因此，需要達到防治自然發火工作的要求。但是在開采過程中，為了達到減少漏風的目的，可以綜合采取建隔離墻措施。最后利用噴灑阻化劑延長發火期，達到最合理的預期效果。

[1]秦毅，楊勝強，嚴家程，杜振宇，馬旭東.煤炭自然發火事故樹分析及預防[J].中國安全生產科學技術，2010，8(14):198-204.

[2]鄧軍，徐精彩，阮國強，郭緒斌，王秀林.國內外煤炭自然發火預測預報技術綜述[J].西安礦業學院學報，2010，10(11):293-297.

[3]占偉，安志剛，任硯東，黃旭，張玉貞，宋雙林.煤自然發火規律及指標氣體優選研究[J].消防科學與技術，2010，7(23):954-957.