均壓防滅火技術在煤礦的實踐與應用探討

劉巖 周振偉 平頂山天安煤業股份有限公司十三礦通風科

礦井火災是煤礦井下的重大自然災害之一，要采用均壓防滅火技術和方法，利用平衡漏風壓差技術實現防滅火目的，較好地防治煤炭自然發火的現象，通過均衡通風進出口兩端的風壓，減少漏風量，避免煤炭自然發火的現象。

一、礦井主要防滅火技術概述

（1）注漿防滅火技術。將黏土、粉煤灰、矸石和砂等固體材料進行細化，使之成為不燃性注漿原料，與水進行適當比例的配制，使其成為懸浮液，通過靜壓或動壓的作用，將其通過管路或孔道進行水力輸送，遏制煤炭氧化的現象，對已經自燃的煤體進行撲滅搶救。從該技術的應用原理來看，主要是通過漿體材料包裹煤體，通過隔氧和降溫等措施防止煤的氧化，并對已經自燃的煤炭進行降溫和滅火。（2）采空區灑水防火技術。可以在回采工作面放頂前用水遍灑放頂步距條帶，也可以在放頂后向采空區注水，適用于分層開采厚或特厚易燃煤層的防火，使坍落的矸石潤濕膨脹之后形成再生頂板，有效覆蓋浮煤，減少漏風和氧化的現象。（3）充填堵漏防滅火技術。將不燃性材料的水溶液注入破碎煤體，在靜壓或充填泵提供的動壓條件下，使之產生化學物理變化，形成黏稠的漿液或膠體，對煤體縫隙進行密實充填，避免煤層漏風氧化。同時，在該技術的應用下，還可以利用化學物質的滲透作用，采用高強度復合硅酸鹽發泡材料進行快速堵漏，使之與破碎煤體進行黏附，形成阻氧膜，惰化煤炭的氧化性能，達到防滅火的效果。（4）惰氣防滅火技術。主要是在現場采用純度高、安全性好的氮氣，利用不能助燃的氣體進行礦機防滅火，有效防止煤炭自然發火的現象。（5）阻化劑防滅火技術。阻化劑也即阻氧劑，通常采用氯化鈣、氯化鈉、氯化鎂、水玻璃等無機鹽類化合物，將其噴灑于采空區的浮煤上，吸附空氣中的水分，阻塞煤體表面的孔隙，阻止煤炭氧化和自燃的現象。（6）凝膠防滅火技術。可以利用凝膠混合液體進行煤礦采空區的防滅火，利用其降溫吸熱、堵漏風、阻化作用和良好的滲透性，傾注于有自燃傾向的煤層之中，實現對采空區高、中、低位火源或浮煤的大范圍、全方位覆蓋，形成固結的凝膠層，有效隔絕氧氣，防止煤體出現氧化。

二、均壓防滅火技術在煤礦安全生產管理中的應用

（一）均壓防滅火技術在煤礦開區中的應用

在均壓防滅火技術的應用過程中，開區均勻系統的形式比較繁雜，所以當工作面漏風狀況不同時，開區的均壓方式也隨之改變，要求運用不同的端點壓差完成開區的均壓工作，從而降低均壓處面向開采區后部空區漏風現象出現，實現預防燃煤自燃目標。與此同時，在開區均壓防滅火技術應用后，還能夠確保開采工作面的正常使用，防止有害氣體溢出影響采礦安全。（1）單一工作面漏風處理。進行單一工作面的漏風處理時，首先需要了解單一工作面漏風原因，其主要面向工作面后部采空區漏風，在漏風的形式上比較簡單。采用均壓防滅火技術應用，能夠促使漏風的風流最大程度避開后部采空區，將減少的風量控制在降低1.2壓差左右。（2）分層開采工作面防漏風處理。在煤礦工程的分層開采過程中，近距離煤層開采期間出現的上、下采空區出現聯通性的漏風問題解決時，由于此種問題的漏風渠道比較多，所以相應的均壓防滅火技術應用難度也隨之提升。一方面，技術人員需要運用示蹤氣體法將漏風渠道查清，借助六氟化氯氣體去檢測井下漏風情況。隨后，針對煤礦井下漏風裂縫分布比較密集、漏風范圍比較大或是漏風堵漏技術應用效果不佳的采礦區域設置相應的調壓氣室，同時將兩道調節風門安裝設置在進風巷和回風巷內，借此降低風量，實現礦下風壓差降低的目標。另一方面，執行進風巷安裝兩道調壓風機施工時，需要直接將風筒連接至采礦工作面，借以最大程度降低漏風進入上部小煤窯的幾率，同時減少上分層采礦期間的漏風量。

（二）均壓防滅火技術在煤礦閉區中的應用

（1）在煤礦工程礦下回采工作開展期間，煤層會伴隨著開采工作的深入出現傾角變大的問題，容易導致煤礦井下回風道煤柱遭受壓力而損壞，此時，如果上部采空區內已經出現的氧化浮煤，被灌入到下一階段的新采空區中持續氧化反應，很容易導致采空區出現火災危害。在此期間，回風道中的一氧化碳濃度必然會快速增長，進行火情的控制時，就必須在采空區的上巷和下巷中建立兩道密封墻，借以將火情隔絕，進行滅火。在這一滅火過程中，受到采空區巷內壓力過大的影響，巷道密閉難度將會增加，甚至出現巷道封閉后一氧化碳濃度依舊很高的現象。解決此類問題時，為了保障生產安全，可以利用通風機進行局部閉區均壓處理，促使風巷兩側的密閉壓差減小，預防火災有害氣體溢回風巷中，對其內的采礦人員生命安全構成威脅。（2）為了能夠最大程度降低進風口與回風口之間的壓強差，需要將風路與調節風門進行聯合均壓，借此降低漏風量，降低礦下自燃火災發生幾率，同時也是為了能夠促進原有封閉區火源熄滅效率增加。隨后，進行原有防火墻內外的壓強差時，預防漏風，需要聯合調壓風機和調節風門進行使用和處理。期間，針對礦下出現自燃火災幾率比較大的封閉區進行火災預防時，還應該做好密閉墻的厚度加筑施工，并在管路出口位置安裝調節總閥，保障進風量與回風量相一致，徹底解決漏風問題。

三、結語

綜上所述，要分析和把握影響均壓防滅火技術在煤礦的影響因素，合理選用均壓防滅火措施和方法，分析工作面漏風情況、風流穩定性、安全推進速度和采空區氣體，有效保證覆火區工作面的安全回采。