基于煤礦礦井火災(zāi)的預(yù)防與治理技術(shù)的研究

摘 要：文章敘述了礦井發(fā)生火災(zāi)必備的三要素等基礎(chǔ)知識。礦井火災(zāi)預(yù)防與治理始終堅持預(yù)防為主，文章敘述了礦井火災(zāi)預(yù)防辦法和措施。由于內(nèi)因火災(zāi)的火源隱蔽，影響范圍大，難控制等特點，文章對內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防進行了說明與分析。其中開采技術(shù)措施對未開采的有自燃發(fā)火的煤層具有重要意義，阻化劑和預(yù)防性灌漿要求材料來源廣，工作量大，成本高，但對礦井火災(zāi)的預(yù)防與防治都起到了積極作用，均壓防火由于操作簡單，成本低，投入少，在現(xiàn)場應(yīng)用的效果好，值得大力推廣。

關(guān)鍵詞：煤礦礦井火災(zāi)；礦井火災(zāi)要素；均壓防火

引言

火災(zāi)是煤礦礦井主要災(zāi)害之一。煤炭礦井火災(zāi)的發(fā)生，嚴重影響安全生產(chǎn)，導(dǎo)致煤炭資源和物資設(shè)備的燃燒，重則造成人員傷亡，甚至引發(fā)瓦斯煤塵爆炸，擴大災(zāi)害的程度與范圍。因此為了防治礦井火災(zāi)，確保煤礦安全生產(chǎn)，對礦井火災(zāi)有基本認識和了解是十分必然的。筆者對此通過以下幾個方面進行闡述：

1 煤礦礦井火災(zāi)的概念及要素

礦井火災(zāi)的定義范圍：凡是發(fā)生在礦下井下或地面，威脅到井下安全生產(chǎn)，造成損失的非控制燃燒。造成礦井火災(zāi)發(fā)生的因素是多樣化的，但引起火災(zāi)的基本要素歸納起來有以下幾點：熱源、可燃物、空氣三個方面，俗稱火災(zāi)三要素。礦井火災(zāi)三要素必須是同時存在，相互配合，且達到一定數(shù)量才能引起礦井火災(zāi)，這是礦井火災(zāi)發(fā)生的根本條件，缺少任何一個要素，礦井火災(zāi)就不可能發(fā)生。所以預(yù)防與消除礦井火災(zāi)應(yīng)該從這三個方面來考慮的。

2 礦井火災(zāi)的預(yù)防

2.1 自燃型火災(zāi)的預(yù)防

2.1.1 開拓開采技術(shù)措施。神華神東保德礦（高瓦斯礦、綜合開拓）以及大唐煤業(yè)劉園子（低瓦斯、豎井開拓）生產(chǎn)實踐表明，應(yīng)用合理的開拓系統(tǒng)預(yù)開采方法對于防止自燃火災(zāi)的發(fā)生起著決定性的作用。在面對自燃型火災(zāi)較為嚴重的礦井，應(yīng)該從防止自燃角度入手，結(jié)合開拓開采的要求：最小的煤層揭露面、最大的煤炭回采率、最快的回采速度、易于隔絕的采空區(qū)。只有當煤礦處在破碎的狀態(tài)下、通風供氧、易于蓄熱的環(huán)境中才能產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。因此，在開拓開采的巷道布置及選擇采煤方法時就應(yīng)該充分考慮防火的要求。在進行開拓開采系統(tǒng)設(shè)計及選擇采煤方法應(yīng)遵循：開采自然發(fā)火嚴重的厚煤層或近距離煤層群時，可以將運輸大巷、回風大巷、采區(qū)上下山、集中運輸平巷和幾個回風平巷等服務(wù)時間較長的巷道布置在煤層底板的巖石中。盡量采用長壁式采煤方法，推行綜合機械化采煤，采用全部陷落法管理頂板，長壁式采煤巷道布置簡單，回采率高，有較大的防火安全性。

2.1.2 預(yù)防性灌漿。所謂預(yù)防性灌漿就是將水、漿、材按適當配比，制成一定濃度的漿液，借助輸漿管路送往可能發(fā)生自燃的采空區(qū)以防止自燃火災(zāi)的發(fā)生。預(yù)防性灌漿的作用一是隔氧，二是散熱。漿液流入采空區(qū)之后，固體物沉淀，充填于浮煤縫隙之間，形成斷絕漏風的隔離帶。有的還可能包裹浮煤，隔絕它與空氣的接觸防止氧化。黃泥注漿自20世紀50年代即成為我國煤礦防滅火首要的技術(shù)手段，一直沿用至今。盡管在此期間已開發(fā)研究成功多種防火火技術(shù)，但黃泥注槳依然是主導(dǎo)技術(shù)措施。

2.1.3 阻化劑防火。阻化劑的定義是阻止煤礦氧化自燃的化學藥劑，又稱阻氧劑。當阻化劑附著在煤粒的表面時，吸收空氣中的水分，在煤的表面形成含水液膜，從而阻止了煤與氧的接觸，起到了隔氧阻化作用。煤的外在水分是一種良好的阻化劑，隨著煤的外在水分增加，阻化效果也增強；當煤中的外在水分蒸發(fā)減少到某一限度之后，阻化作用將轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋饔茫軌虼龠M煤的氧化自燃。由于水分的蒸發(fā)，在煤體上阻化液形成的液膜因失水而破裂，將起不到隔氧、降溫的作用。所以，只有吸收大量水分的阻化劑在煤體上形成液膜才能起到阻化作用。

目前我國常用的阻化劑有：氯化鈣、氯化鎂、氯化銨、水玻璃等，經(jīng)過應(yīng)用結(jié)果上可以看出，氯化鈣、氯化鎂、氯化銨等氧化物對褐煤、長焰煤及氣煤有較好的阻化效果；水玻璃等對高硫煤有較高的阻化率。

阻化劑防火優(yōu)點：工藝簡單，效果好，藥源廣，成本低，特別是對于缺土的礦區(qū)尤為適用。

2.1.4 均壓防火。風壓調(diào)節(jié)法防火（又稱“均壓法”）的實質(zhì)是設(shè)置調(diào)壓裝置或調(diào)整通風系統(tǒng)，以降低漏風通道兩端的風壓差，減少漏風量，達到抑制自燃的目的，均壓法分為開區(qū)均壓和閉區(qū)均壓兩類：神華神東保德礦先后采用開區(qū)均壓抑制采空區(qū)內(nèi)煤的自燃，保證工作面連續(xù)生產(chǎn)，取得了可喜的成績！大同礦區(qū)采用閉區(qū)均壓，保證了火區(qū)下采煤的正常進行。開區(qū)均壓應(yīng)用較普遍，效果較好。

2.2 外因火災(zāi)的預(yù)防

由于外因火災(zāi)以發(fā)生突然，來勢兇猛的特點，而且發(fā)生的時間與地點往往出人意料，據(jù)統(tǒng)計重大惡性事故90%以上都是由外因火災(zāi)所引起，所以外因火災(zāi)的預(yù)防措施需要從兩個方面進行：第一防止失控的高溫熱源；第二在井下盡量做到采用不燃或難燃支護材料，防止可燃物的堆積。由此其主要任務(wù)就是減少可燃物、清除引火源隱患。事故致因理論認為：礦井外因火災(zāi)事故是由于物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為所引起的。具體而言，影響事故是否發(fā)生及事故過程和結(jié)果的因素主要有5項：人、物、環(huán)境、管理和事故處置。所以，可以從以下幾個方面來預(yù)防外因火災(zāi)：

（1）在支護方面考慮用鋼鐵支護、石料砌碹、水泥錨噴等技術(shù)手段。

（2）對于設(shè)備運轉(zhuǎn)不良如機械摩擦、皮帶摩擦等造成的火災(zāi)，可以安設(shè)溫度傳感器來進行預(yù)報。

（3）定期更換老化的線路，線路的拉接要整齊；禁止用燈泡取暖。

（4）劃分火源危險區(qū)，在危險區(qū)的兩端設(shè)防火門，對于容易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域要加強監(jiān)督。

（5）礦井有反風裝置，采區(qū)有局部反風系統(tǒng)。以防止火災(zāi)煙氣隨風流進入采區(qū)對工人生命造成威脅。

（6）在外因火災(zāi)事故中，人的因素起主導(dǎo)作用，所以應(yīng)加強對工人的安全教育培訓(xùn)，增強煤礦工人的安全意識。

2.3 礦井滅火

綜上所述，礦井滅火與火災(zāi)發(fā)生的三個要素結(jié)合起來。滅火就要除掉其中一個、二個或者全部要素，因而滅火的方法大體可以對應(yīng)清除可燃物，降低燃燒物的溫度，斷絕空氣的供給三個方面。清除可燃物就是將已經(jīng)發(fā)熱或者燃燒的煤炭以及其他的可燃物挖除、清掉、運出井外。這是撲滅礦井火災(zāi)最徹底的方法。但這種方法具有一定的危險性，工作中要組織力量，制定嚴格的安全措施，力求在最短的時間里一氣呵成。對新區(qū)發(fā)生的第一把火應(yīng)該首先考慮采用這種滅火方法以絕后患。能夠起降溫滅火作用的器材有：水、灌漿、泡沫滅火等。水是最有效，最經(jīng)濟而且來源最廣泛的滅火材料。隔絕空氣滅火這類滅火方法有筑防火墻封閉火區(qū)，注入惰氣滅火方法。在通往火區(qū)的所有通道內(nèi)以最快的速度，在最短的時間內(nèi)建立起防火墻，阻斷氧氣的供給使火源熄滅。這種滅火方法最適合于無法直接撲滅火、直接撲滅無效、火勢猛、火區(qū)范圍大的火災(zāi)。

3 結(jié)束語

在我國煤礦礦井火災(zāi)在普遍存在的安全因素之一，所以我們在煤礦開采的工作中，應(yīng)該要明確開拓開采系統(tǒng)，要針對自身礦井的實際情況，采用適合的火災(zāi)防范措施，同時，煤礦企業(yè)應(yīng)該加強對企業(yè)員工的管理，提高火災(zāi)防范意識，給煤礦礦井一個安全的生產(chǎn)環(huán)境。

參考文獻

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作者簡介：曹心愚，單位：中國葛洲壩新疆投資控股有限公司，職稱：工程師，研究方向：煤礦機電設(shè)備和煤礦火災(zāi)的防治。