防治煤炭開采中自燃發火的技術初探

郭峰

摘要：在煤炭開采過程中，關于自燃發火現象時有發生，為解決這一問題，探索更多防治自燃發火的技術方法，不斷完善我國防火滅火等措施在實踐工程技術中的應用。本文將詳細分析自燃發火現象的形成與特點，不斷促進我國煤炭開采的發展。

關鍵詞：煤炭開采；自燃發火；防火滅火；實踐工程技術；防治技術

在煤炭開采過程中，自燃發火是最常見的、伴隨著煤炭開采整個過程，是屬于自然界發生的一種客觀存在的現象。近年來，一半以上國家重點煤礦開采存在自燃發火危險，而且相對其他礦井煤層來說，自燃發火現象更嚴重。特厚煤層比薄煤層自燃火災發生的概率更為嚴重。1990年以后，市場上出現了特厚煤層綜采放頂煤高產高效技術，這種技術的英語使得礦井煤層自然火災現象出現的更加頻繁。煤炭自燃直接導致的就是煤炭資源的浪費，最多帶來的經濟損失可高達一百多個億。以下將對煤炭自然火災形成的原因以及防治的過程進行進一步的介紹，并提出可行性防治方案對策的實施。

一、煤炭自燃火災的發生原因

在煤炭開采過程中，會遇到具有自燃性質的煤層，這些煤層在開采中與空氣接觸之后，具有可能發生氧化反應，進而產生熱量，當熱量達到一定的高度時，就是產生明火、煙霧等有毒有害氣體，這些指標超過一定的濃度就會人類才產生危害人類生命財產安全的影響。追究其根源，就是煤層在接觸空氣之后發生了氧化反應，氧化反映放出了一定的熱量。熱量達到一定的標準就使得煤炭發生了自燃現象。其實質是煤層氧化放出熱量，經過時間的積累，使得煤層氧化放出的熱量越來越多，溫度也越來越高，當溫度達到一定的高度，滿足了煤自燃所需求的溫度就會毫不猶豫的自燃起來。而且煤的氧化反應是隨著溫度的升高而逐漸增強，煤層氧化反映的速度加強之后溫度上升的也就越快，最終兩個方面都對煤層自燃提供了便利的條件。另一個就是氧氣的存在，如果沒有氧氣的存在就無法實現煤層的氧化反應，這一條機會是煤炭開采無法避免的一個硬性條件。另外，考慮一個可能影響相對來說比較小的因素，就是空氣散熱量的多少。一般引起煤層自燃都是存在煤氧化同期所產生的熱量比周圍環境所需熱量增長的快，溫度上升致使煤氧化速度加快，產生的熱量增多，導致自燃現象的逐漸惡化。

2自燃火災的危害

煤層自燃火災的發生，一般情況下是需要一定的時間引起的，也就是說它給人類提供了更多的時間以發現他們產生了自燃的誘因。如果煤炭開采工人在有限的時間內將煤層氧化問題及時的制止，就有可能將一場重大安全事故消除在萌芽一中。但是，有很多火源都來自于那些沒有人進入的采空區、煤柱內等，這些火源不好尋找，有些因為不能及時撲滅，造成了上億的經濟價值上的損失，社會價值意義上的更不用提了。

礦井發生自燃現象之后，對人類具有較大危害，比如自燃所產生的有毒有害氣體CO、CO2、SO2、粉塵等等，這些對人身體有巨大的傷害。同時，井下作業使用的工具中也有坑木、聚氯乙烯等材料參與燃燒的話也會產生大量的有毒氣體。這些有毒有害其他最主要波及到的就是井下的工作人員。每年我國都針對礦難事件進行調查，其中因為礦井火災事故致人因為煙霧等有毒氣體中毒死亡的人數高度90%以上。

三、自燃火災的預防工作

對于礦井火災的防治工作是非常重要的，因為預防工作的開展對避免火災的發生有很好的效果。因為我們可以準確掌握礦井火災發生的所具備的條件以及環境，只要有效的控制火源發生火災所具備的條件，預先制定好一定的滅火措施，在火災危險來臨前，可以謹慎、及時處理，避免危險造成的損失逐漸擴大。

1灌漿防滅火

在煤礦傳統防滅火方法中，灌漿防滅火技術手段的應用最為廣泛，實現了自燃火災數量得到了控制。1950年以后，灌漿工藝發展了多種形式，比如采前預灌、隨采隨灌以及采后封閉灌漿等等。灌漿方法和制漿工藝都得到了一定程度的提高，比如，鶴礦集團下屬的富力煤礦公司逐漸向水力化以及機械化的方向發展，采用黃土、制漿、清渣（雜物）等環節，不僅緩解了制漿質量的問題，還在一定程度上實現了降低勞動力的效果。

到了1980年以后，富力煤礦使用煤矸石破碎和熱電廠粉煤灰合在一起，這在一定程度上解決了灌漿用土的難度，這在當今資源嚴重匱乏的今天是非常具有重要意義的。另外，灌漿滅火也是檢驗采空區、煤柱火災典型手段對策，在火宅發生之時，需要教師進行火災為之的確認，然后通過位置來斷定如今采用最恰當的方法就是運用上方原漿來檢驗成功的位置。

2阻化劑防滅火

在二十世紀六七十年代初期，應用組化劑防治滅火是當下最為流行的預防手段及方法、

組化劑的工作原理是將煤表面的具有煤粒等有害物質進行有效的吸附功能。在煤層表面形成了一層汗水液膜，這層膜深深的將煤層與空氣之間產生了隔離，就不發生氧化反應，從根源上解決了這一問題。

3均壓防滅火

在煤炭開采過程中，均壓防滅火的應用原理是指將漏風通道口兩端進行風壓差平衡控制，它既可以應用于滅火操作措施，也可以應用于預先防御火災的發生，起到兩全其美的效果。隨著我國現代化技術的發展，均壓技術手段也有最初剛開始的單一性均壓方法，發展為多樣化、組合式均壓方法。特別是90年代后期出現了SF6技術，也就是所謂的定量連續釋放式跟蹤氣體技術應用，實現了防滅火效率的進一步提高。

4新型高分子材料防滅火

新型高分子材料膠體防滅火的原理是利用新型高分子材料經過特殊加工形成具有高效性的滅火劑，這種材料包括市面上廣泛認可的聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺等主要成分。例如，徐州意創化工科技有限公司研制出了一款MEA系統防滅火劑，這種滅火劑呈現白色粉末狀、自身無毒、無味，對環境產生的污染相對來說小一些，沒有任何腐蝕性，酸堿度平衡在30與200倍之間。MEA防火劑之所以被人們廣泛關注，是因為它具備其他高分子材料所不具備的耐高溫、可再生能力、致密性、成膜性以及附壁性，具有隔熱、隔氣的功效，在一定程度上阻止了煤層的自燃條件的產生。在環保領域里也受到各方主體的愛戴，未來發展前景無限。

綜上所述，在我國煤礦開采過程中，要盡量降低礦井火災等重要安全事故發生的概率，就要不斷的提升我國防滅火技術能力，不斷更新已有防滅火材料和設備，提高相關人員的管理水平，在日常生活實踐中不斷積累經驗教訓，使得在危險來臨之際妥善處理。

參考文獻：

[1]張尚武.防治煤炭自燃發火技術初探[J].煤炭技術，2013

[2]朱喜東.綜合防治煤炭自燃發火技術的研究[J].煤炭技術，2013