淺談煤礦采空區(qū)防滅火技術與安全技術策略

摘要：煤礦采空區(qū)是煤礦開采過程中不可避免產生的地質結構，因其普遍存在于地下且充滿不穩(wěn)定因素，對該區(qū)域的防滅火技術與安全技術的研究顯得尤為重要。近年來，采空區(qū)火災事故頻發(fā)，不僅造成了嚴重的經濟損失，也對煤礦工人的生命安全構成了極大威脅。本文分析了煤礦采空區(qū)防滅火技術與安全技術的應用價值，并分別對煤礦采空區(qū)防滅火技術與安全技術進行了深入研究。

關鍵詞：煤礦采空區(qū)；防滅火技術；安全技術

引言

在煤炭資源持續(xù)受到需求壓力的背景下，煤礦開采不斷向深部和復雜地質條件遷移，采空區(qū)問題隨之凸顯。采空區(qū)是指在采煤過程中，由于煤炭的提取導致的洞穴或空隙。這些區(qū)域隨著時間的推移，逐漸成為火災隱患的重災區(qū)。采空區(qū)內環(huán)境復雜，可燃材料積聚，加之通風不暢、溫度高等因素，致使火災發(fā)生的概率明顯增加。據統(tǒng)計，近年來采空區(qū)火災事故頻發(fā)，迫使煤礦產業(yè)亟須改進防滅火技術和加強安全管理措施。

一、煤礦采空區(qū)防滅火技術與安全技術應用價值

煤礦采空區(qū)的安全管理是煤礦企業(yè)運營中的一項重要工作，尤其是在防火安全方面。煤礦本身具有較強的可燃性，采空區(qū)內殘留的煤礦更是潛在的火災隱患。一旦發(fā)生火災，火勢將迅速蔓延，給生產帶來巨大的安全風險和經濟損失。防滅火技術的運用可以大幅降低煤礦火災的發(fā)生概率[1]。在煤礦采空區(qū)，合理布設消防設施是基礎工作之一。在關鍵區(qū)域設置自動噴灑滅火系統(tǒng)、火災報警裝置等，可以實現對火災隱患的實時監(jiān)測與快速響應，特別是在高溫易燃期，提前做好火災監(jiān)測和應急準備，能有效控制火勢，將損失降至最低。同時，煤礦企業(yè)應根據自己的實際情況，建立詳細的火災應急預案，明確各類火災事故的應急響應流程，定期對工作人員進行消防安全培訓與演練，以提高員工應對突發(fā)火災的能力和應急反應意識，確保在火災發(fā)生時可以快速、有序地進行自救和互救，這對于保護生命安全和減少財產損失至關重要。此外，煤礦企業(yè)要積極采用數字化管理系統(tǒng)，對采空區(qū)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現潛在的火災隱患，并采取相應措施進行整改，有效減少火災發(fā)生風險。

二、煤礦采空區(qū)防滅火技術的應用要點

（一）完善消防系統(tǒng)

在煤礦采空區(qū)的安全管理中，防滅火技術的應用至關重要。隨著煤礦開采深度的增加，采空區(qū)的管理顯得尤為重要，而完善的消防系統(tǒng)是確保安全生產的重要基礎。完善消防系統(tǒng)要關注資金的投入和方案的實施。資金是推動消防系統(tǒng)建設的重要保障，只有具備充足的資金支持，才能及時更新和維護消防設施。為了強化消防系統(tǒng)的功能，煤礦企業(yè)應加強與相關金融機構的溝通，爭取更多的資金投入。

在制定技術方案時，需考慮消防設備的性能與實用性，優(yōu)先選擇性能先進、維修便利的消防設施，確保其能有效應對煤礦特殊環(huán)境下的火災風險。同時，針對采空區(qū)的實際情況，合理整合可用的消防資源。對煤礦生產中產生的各種消防資源應加以統(tǒng)籌規(guī)劃，分析采空區(qū)的滅火需求，實現資源的最優(yōu)化配置。對消防水源的分配方式進行改進，建立應急儲備池和臨時取水點，以滿足突發(fā)火災時的水源需求，確保在火災發(fā)生時可以迅速獲取充足的水源進行滅火。

一方面，企業(yè)應增強工作人員的風險意識，使其充分認識到消防系統(tǒng)在礦井安全管理中的重要性。工作人員要積極觀察采空區(qū)的環(huán)境變化，及時發(fā)現并處理潛在的火災隱患，如設備過熱、可燃物堆積等，做到早發(fā)現、早處理。另一方面，煤礦采空區(qū)的消防設施因其特殊的工作環(huán)境，容易產生腐蝕、損壞等情況，因此要定期進行檢查和維護，確保消防設施的完好性。同時，應建立健全消防設施的檔案管理制度，詳細記錄每次檢查和維護的情況，以便隨時掌握設施的使用狀態(tài)，確保其在關鍵時刻可以發(fā)揮最大效能[2]。

（二）改進噴淋系統(tǒng)

在煤礦采空區(qū)，防滅火技術的應用至關重要，而噴淋系統(tǒng)是其中的重要組成部分。火災不僅威脅到作業(yè)人員的生命安全，還會導致設備損毀，甚至對地下環(huán)境造成不可逆的影響。因此，如何有效改進噴淋系統(tǒng)，提升其性能和滅火效果，成為亟待解決的重要問題。在設計和建設噴淋系統(tǒng)時，必須高度重視輸送管與進風管的結構設計。這兩種管道的決定性作用在于它們直接影響水流的輸送效率和噴霧覆蓋面積。因此，在設計管道時，應選擇合理的管徑，以確保在滅火過程中，水流可以迅速到達火源并形成有效的噴霧，從而撲滅起火點。同時，根據氣體和液體的流動特性，確保管徑設計可以兼顧消防用水的充足流量和壓力，并采用鋼制管道建設噴淋系統(tǒng)，以保證管道的完整性并延長管道的使用壽命。

在改進噴淋系統(tǒng)過程中，進口水壓的控制同樣關鍵。根據相關標準和經驗，進口處的水壓通常不應低于25MPa，以確保系統(tǒng)在發(fā)生火災時具有足夠的水量和壓力進行滅火。在實際操作中，還需要考慮到噴淋水壓的穩(wěn)定性和適應性。因此，建議在消火栓周圍安裝泄壓閥，將水壓降低至0.6MPa以下，以保障系統(tǒng)的安全運行，防止因水壓過高而引發(fā)管道破裂等安全事故。

在噴淋系統(tǒng)改進后，開展系統(tǒng)性能測試是必不可少的一環(huán)。為了全面評估噴淋系統(tǒng)的性能，應在系統(tǒng)的各個關鍵點設置多個測試點，并將測試點之間的距離控制在50米左右，以便進行詳細觀察和數據記錄[3]。同時，試驗點的選擇應充分考慮采空區(qū)的實際火險點和潛在火源，確保測試覆蓋到各種可能的情況，如在試驗點安裝三通閥，將滅火管與沖洗管緊密相連，確保在實際滅火時系統(tǒng)可用水量充足，最大限度地提升噴霧的覆蓋范圍和滅火能力。

（三）加強環(huán)境監(jiān)測

在煤礦開采作業(yè)中，火災的發(fā)生往往會帶來巨大的安全隱患和經濟損失。因此，加強煤礦采空區(qū)的防滅火技術應用顯得尤為重要，而環(huán)境監(jiān)測是其中的關鍵環(huán)節(jié)。在煤礦采空區(qū)內布設合適的傳感器，實時監(jiān)測溫度、濕度、氣體濃度等環(huán)境參數，通過對這些數據的分析，及時發(fā)現潛在的火災風險。例如，當傳感器檢測到溫度急劇上升或可燃氣體濃度異常時，應高度警覺火災隱患，并迅速采取必要的措施降低火災發(fā)生概率。

在采礦作業(yè)前，相關人員應根據采空區(qū)的空間布局和環(huán)境特點，制訂詳細的監(jiān)測方案。這一方案應確定傳感器的具體布設位置，確保所采集到的環(huán)境信息可以全面、真實地反映采空區(qū)的狀態(tài)。同時，監(jiān)測設備的選擇也應考慮到煤礦開采過程中的各種變化，以確保其在極端條件下的可靠性。此外，工作面漏風可能會加劇火勢，從而增加滅火難度。因此，在煤礦開采期間，特別是在工作面作業(yè)時，必須時刻監(jiān)控工作面的狀態(tài)，提高工作面的安全性，減少可燃氣體的泄漏，從而減少火災發(fā)生風險。

（四）預防性灌漿

在煤礦采空區(qū)的消防安全管理中，火災一直是一個重大隱患。特別是在采空區(qū)，由于通風不暢和可燃物積累，火災風險更為嚴峻。預防性灌漿技術的應用為煤礦采空區(qū)的火災防控提供了一種有效手段，可以最大限度降低火災發(fā)生概率，維護采空區(qū)安全。

漿液配制是預防性灌漿技術中的第一步，其性能直接影響技術的應用效果。在選擇漿液配方時，應將濕陷性黃土作為主要材料，因其自身具有良好的物理特性，在實際操作中，工作人員必須遵循設定比例將黃土與水進行充分混合并攪拌均勻，確保漿液的均勻性和一致性。根據配制漿液中顆粒粒徑的不同，決定是否加入漂浮劑以提高漿液的流動性和滲透性，確保其可以有效填充縫隙，形成堅固的灌漿保護層。

在設備選擇上，必須遵循一定的標準，確保其性能良好且操作簡便。優(yōu)質的設備可以在漿液中混入膠凝劑，顯著改進漿液的性能，縮短固化時間，提高施工效率。同時，應確保漿液的穩(wěn)定性和高效性，提高整體施工質量，從而更好地滿足煤礦安全管理需求。需要注意的是，在漿液制備過程中，根據行業(yè)標準，應在制備設備的出口處設置濾網，用于過濾漿液中顆粒粒徑較大的物質，經過過濾后，漿液不應存在粒徑超過15毫米的顆粒。這一步驟對于確保配制漿液的性能與預期相符至關重要，從而形成結構完整、密實的灌漿保護層，有效遏制火災蔓延，阻擋可燃氣體及有害氣體擴散，進一步提高采空區(qū)的安全性能。在灌漿完成后，漿液通過填充縫隙并凝固后形成的保護層，可以有效地破壞火災發(fā)生的條件，大大降低火災發(fā)生概率，使采空區(qū)的內部環(huán)境不再處于易燃狀態(tài)。

三、煤礦采空區(qū)安全技術應用

（一）優(yōu)化地質勘查方法

地質勘查在煤礦生產中具有至關重要的地位，對于提高安全性、降低事故發(fā)生率尤為重要。隨著煤礦開采速度的加快，采空區(qū)的面積不斷擴大，采礦區(qū)域地質條件的變化也日趨頻繁。因此，準確掌握采空區(qū)的分布情況成為防范安全事故的重要前提。隨著科技的進步，許多先進的勘查設備應運而生，如地質雷達、三維成像技術和無人機遙感技術等。這些技術能更快速、準確地獲取地下地質信息，突破傳統(tǒng)地質勘查人工測量的局限性。同時，地質勘查時產生的數據量巨大，其中隱藏著豐富的信息。通過數據挖掘技術，可以對采集的海量數據進行深度挖掘與分析，有助于精準定位采空區(qū)的具體位置，發(fā)現潛在的危險區(qū)域。當實現數據可視化后，不僅能清晰呈現采空區(qū)分布圖，還能通過算法模型模擬演繹環(huán)境特征，制定有效的安全預警機制。這種前瞻性的管理手段，有助于煤礦企業(yè)提前制定安全防范措施，降低安全事故發(fā)生概率[4]。

火災的發(fā)生往往與地質條件密切相關。地質勘查可以及時評估煤礦內的火災隱患，尤其是在采空區(qū)的通風系統(tǒng)設計、火災危險區(qū)的劃定等方面。定期進行地質勘查，不僅可以監(jiān)測煤礦內的氣體成分變化，掌握火災發(fā)生的環(huán)境變化趨勢，還能在監(jiān)測中發(fā)現煤層自燃跡象，從而在早期階段采取相應的預防措施，降低火災發(fā)生概率。

（二）引入信息技術

在現代煤礦安全管理工作中，隨著信息技術的快速發(fā)展，其在各個領域的應用越來越廣泛。在煤礦采空區(qū)安全管理方面，信息技術與安全技術的結合，不僅可以推動安全技術的創(chuàng)新，還能改變其應用方式，顯著提升安全技術的應用效果。利用先進的信息采集設施，可以對采空區(qū)的環(huán)境信息進行實時監(jiān)測，收集溫度、濕度、甲烷濃度等環(huán)境參數，對采空區(qū)的環(huán)境狀況進行準確判斷，大幅降低安全事故的發(fā)生概率[5]。借助信息技術，構建一個合理的信息處理模型，將采集的數據與預設的安全標準進行比較，迅速判斷采空區(qū)是否存在安全風險，大大提高礦山消防安全管理效率。管理人員可以在第一時間識別風險并采取相應的措施。在此基礎上，結合智能圖像識別技術，可實時分析生產人員的行為，并自動識別違規(guī)操作。例如，工作人員在禁止區(qū)域內停留過久或進行無關作業(yè)時，系統(tǒng)便可以自動警報，提醒生產人員規(guī)范自身行為，從根本上降低事故發(fā)生概率。此外，在安全事故發(fā)生后，信息技術的作用同樣不可小覷。例如，一旦在采空區(qū)內發(fā)生安全事故，工作人員可利用衛(wèi)星導航系統(tǒng)準確定位事故發(fā)生位置，迅速確定事發(fā)地點，為救援贏得寶貴時間。這種高效的事故處理方式有助于減少人員傷亡，提升整體救援效率。

結語

煤礦采空區(qū)防滅火技術與安全技術的應用，是提高煤礦安全生產的重要組成部分。雖然目前已經有多種技術及措施被應用于防滅火，但整體上仍然存在一定的局限性，無法徹底消除火災隱患。為有效降低火災事故發(fā)生概率，必須加強對采空區(qū)的火災機理研究，提升火災監(jiān)測與預警技術的智能化水平，與時俱進地引入創(chuàng)新的滅火技術。此外，必須注重煤礦工人的安全教育和培訓，增強他們對火災隱患的辨識能力與應對能力。只有通過多方位的技術創(chuàng)新與管理強化，才能在采空區(qū)防滅火領域形成系統(tǒng)性的解決方案，為煤礦安全生產營造更加可靠的環(huán)境。

參考文獻

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[4]朱建，王曉歡，李偉，等.被保護松軟厚煤層工作面煤自燃危險性分析與防治技術[J].煤礦安全，2023，54（5）：190-198.

[5]董彬.煤礦采空區(qū)防滅火技術與安全技術措施[J].城市建設理論研究（電子版），2018，（31）：95.

作者簡介：李正平（1985— ），男，漢族，河北磁縣人，本科，助理工程師，研究方向：礦井瓦斯抽采。