淺議綜放采空區(qū)的綜合防滅火措施

高重陽

【摘 要】綜放采空區(qū)的防滅火是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，直接影響著煤礦的安全生產(chǎn)，這就要求我們采取綜合防滅火措施，包括構(gòu)建礦井通風(fēng)系統(tǒng)、強(qiáng)化預(yù)測預(yù)報(bào)和監(jiān)督檢查手段、應(yīng)用膠體防滅火技術(shù)、運(yùn)用預(yù)防性灌漿技術(shù)、使用注氮防滅火技術(shù)、建立高素質(zhì)的防滅火隊(duì)伍并編制應(yīng)急措施，來確保綜采工作面順利采出。

【關(guān)鍵詞】綜放采空區(qū)；防滅火；注氮；灌漿；注膠體；調(diào)壓

【中圖分類號(hào)】TD752.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0385-01

綜放采空區(qū)遺留的浮煤厚度較大且煤體松散，采空區(qū)工作面通常坡度較大且容易漏風(fēng)，為煤的氧化提供了氧氣保證，這些原因?qū)е戮C放采空區(qū)一旦發(fā)生火災(zāi)就難以撲滅，并且經(jīng)常引發(fā)瓦斯和煤塵爆炸等災(zāi)害。統(tǒng)計(jì)顯示，由采空區(qū)的煤炭自燃所引發(fā)的礦井火災(zāi)占到總火災(zāi)的60%以上，因此需要采取綜合防滅火措施來解決綜放采空區(qū)的自燃發(fā)火問題。

1. 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)建

通風(fēng)是礦井防滅火的基礎(chǔ)條件，因此礦井通風(fēng)系統(tǒng)在為井下生產(chǎn)提供良好環(huán)境條件的同時(shí)，要達(dá)到通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)簡單、風(fēng)流穩(wěn)定、角聯(lián)和串聯(lián)風(fēng)路少的要求。在合理構(gòu)建礦井通風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)候，要注意以下事項(xiàng)：

（1）提高主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。為了確保通風(fēng)機(jī)具有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力，要制定嚴(yán)格的主要通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備的管理制度，從而確保主要通風(fēng)機(jī)能夠正常且穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）對(duì)礦井通風(fēng)阻力進(jìn)行合理分配。高風(fēng)壓和高風(fēng)阻的礦井非常不利于防滅火，因此要在確?，F(xiàn)有通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量的前提下，從礦井合理的開拓布局和最經(jīng)濟(jì)合理的巷道通風(fēng)斷面著手，盡量降低通風(fēng)阻力。

（3）對(duì)通風(fēng)構(gòu)筑物進(jìn)行規(guī)范管理。在開拓和開采巷道貫通時(shí)，要提前及時(shí)構(gòu)筑通風(fēng)設(shè)施，并在綜合考慮行人、行車和運(yùn)輸?shù)确矫娴那疤嵯?，選擇最佳的位置，制定配套的管理制度，推行通風(fēng)構(gòu)筑物的規(guī)范化管理。

2. 預(yù)測預(yù)報(bào)和監(jiān)督檢查手段的強(qiáng)化

（1）要構(gòu)建完善的自燃預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)。首先，要加強(qiáng)對(duì)綜放面回風(fēng)巷CO濃度的連續(xù)在線自動(dòng)監(jiān)測，在回風(fēng)順槽的回風(fēng)巷內(nèi)和上隅角增設(shè)CO傳感器和溫度傳感器等監(jiān)控探頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜放面自燃情況的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測。其次，要利用紅外線測溫儀對(duì)工作面頭、尾端頭及進(jìn)、回風(fēng)流的氣體溫度進(jìn)行監(jiān)測檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)。

（2）要加強(qiáng)綜放采空區(qū)的監(jiān)督檢查并定期取樣分析。首先，要構(gòu)建健全的綜放采空區(qū)CO異常情況下的采樣分析制度，每天束管監(jiān)測人員進(jìn)行抽氣，并對(duì)氣體進(jìn)行分析，并針對(duì)異常情況采取處理措施。其次，每班必須有一名專職的瓦檢員和安檢員對(duì)該工作面的氣體情況進(jìn)行監(jiān)督檢查，綜采隊(duì)跟班干部必須攜帶多功能氣體檢測儀，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)匯報(bào)。

3. 膠體防滅火技術(shù)的應(yīng)用

膠體防滅火材料集堵漏、降溫、阻化和固結(jié)水等性能于一體，因此能夠較好地解決采空區(qū)內(nèi)灌漿和注水的遺漏流失等問題。在綜放采空區(qū)使用膠體防滅火技術(shù)具有如下優(yōu)勢：膠體防滅火材料具有獨(dú)特的滅火特性，滅火速度迅速；膠體防滅火材料在松散煤巖體內(nèi)膠凝固化，以便堵塞漏風(fēng)通道，密實(shí)效果好，有害氣體消失較快；膠體防滅火材料在高溫下不會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，安全性較高；高溫火區(qū)凡膠體防滅火材料滲透到的地方就不會(huì)發(fā)生復(fù)燃，可靠性較高。

在工作面上下順槽尤其是工作面端頭處為防止漏風(fēng)，實(shí)行巷道煤體外噴涂，封堵材料形成一層致密的防護(hù)層，不但能填滿裂隙，防止漏風(fēng)，還能增加巷道的抗壓強(qiáng)度。另外在停采的工作面通過注凝膠方法進(jìn)行防滅火。凝膠不但有包裹煤體、堵塞漏風(fēng)等作用，而且還具有阻化性能。

4. 預(yù)防性灌漿技術(shù)的運(yùn)用

預(yù)防性灌漿是防止煤層自燃的一個(gè)專項(xiàng)措施，也是礦井最有成效且穩(wěn)妥可靠的防止煤層內(nèi)因火災(zāi)的方法。預(yù)防性灌漿具有成本較低且工序簡單的優(yōu)勢，只要加強(qiáng)管理，就能使泥漿分布均勻而不致出現(xiàn)大面積空白區(qū)。

使用預(yù)防性灌漿技術(shù)的重點(diǎn)是：（1）制漿工藝的流程。采用高壓水射流取土，機(jī)械制漿，其具體流程為：高壓水槍沖下的泥漿流人集漿溝，經(jīng)過濾網(wǎng)過濾，除去雜物后流入泥漿攪拌池，經(jīng)攪拌機(jī)攪拌后，按一定的水土比成漿，然后通過管路經(jīng)風(fēng)并流向工作面采空區(qū)和其他所需注漿地點(diǎn)。（2）制漿材料的要求。制漿材料要不含或少含可燃和助燃成分，泥漿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在輸送過程中不會(huì)很快沉淀；粒度直徑不能大于2mm，細(xì)小顆粒（粒度直徑小于1mm）要占75%，粒度組成保證滲入灌漿帶的空間和孔隙中；要具有一定的可塑性，塑性指數(shù)在9～14范圍內(nèi)，材料的收縮性小，使之能緊密地粘著在采空區(qū)煤體表面。（3）泥漿的土水比。要根據(jù)泥漿的輸送條件和灌漿方法按季節(jié)不同來確定土水比，一般土水比的變化范圍為1：2～1：1.5，阻化劑的添加量在6‰～10‰左右。

5. 注氮防滅火技術(shù)的應(yīng)用

空氣中氮?dú)夂吭黾?，氧氣含量必然降低。?dāng)氧氣含量降低到5%～10%時(shí)，可抑制煤炭的氧化自燃，當(dāng)氧含量降至3%以下時(shí)，可完全抑制煤炭等可燃物引燃和復(fù)燃?；谏鲜龇阑饳C(jī)理，向綜放采空區(qū)注入氮?dú)猓⑹顾鼭B入到采空區(qū)冒落區(qū)和裂隙帶，形成氮?dú)舛杌瘞?，可達(dá)到抑制采空區(qū)自燃的目的。

為使防滅火工作收到最佳效果，需確定注氮?dú)獾淖罴盐恢谩Ｈ绻麑⒌獨(dú)忉尫趴诜旁谥舷?，即氧氣濃度低?%，不需注氮也將不會(huì)造成煤炭自燃。如果氮?dú)忉尫趴谠诓煽諈^(qū)的冷卻帶，由于冷卻帶內(nèi)存有微量漏風(fēng)，即使注氮設(shè)備正常運(yùn)行，氮?dú)忉尫趴诘獨(dú)忉尫帕恳策h(yuǎn)小于漏風(fēng)量，這時(shí)的注氮機(jī)不起任何作用。因此，回采工作面采空區(qū)“三帶”劃分尤為重要，需準(zhǔn)確確定采空區(qū)氧化帶的位置和寬度，使氮?dú)忉尫趴谠谘趸瘞?nèi)進(jìn)行氮?dú)庾⑷搿?/p>

當(dāng)工作面發(fā)現(xiàn)有下列情形之一時(shí)，必須進(jìn)行注氮防火：采區(qū)內(nèi)任何地點(diǎn)出氣溫度超過進(jìn)風(fēng)流溫度15℃時(shí)；采空區(qū)內(nèi)CO含量出現(xiàn)急劇上升時(shí)；回風(fēng)流中CO含量超過24×10-6時(shí)；綜放面因故停產(chǎn)，過斷層帶，停采撤架時(shí)；綜放面局部地方發(fā)現(xiàn)有火災(zāi)征兆，如掛汗、焦油昧或煙氣味時(shí)。

工作面發(fā)現(xiàn)有下列情形之一，必須進(jìn)行注氮滅火：當(dāng)采空區(qū)的煙火及有毒有害氣體竄入工作面，嚴(yán)重影響生產(chǎn)時(shí)，必須進(jìn)行注氮滅火；當(dāng)工作面及巷道內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)因火災(zāi)或外因火災(zāi)，用直接滅火法不能奏效時(shí)，可進(jìn)行注氮滅火；當(dāng)工作面局部瓦斯積聚超限，具有爆炸危險(xiǎn)時(shí)，可進(jìn)行注氮抑爆。

6. 建立高素質(zhì)的防滅火隊(duì)伍并編制應(yīng)急措施

綜放采空區(qū)防滅火具有范圍廣和難度大的特點(diǎn)，因此要建立專門的防滅火工種，在整個(gè)工作面范圍內(nèi)對(duì)高溫點(diǎn)進(jìn)行普查，定期檢查束管監(jiān)測情況并負(fù)責(zé)取樣、煤體搗孔測溫，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)及時(shí)匯報(bào)并直接采取措施處理，避免隱患的進(jìn)一步擴(kuò)大。

如果有害氣體繼續(xù)上升，超過臨界控制范圍，或超過經(jīng)驗(yàn)數(shù)值即回風(fēng)流中CO濃度超過100ppm，此時(shí)可考慮反風(fēng)，反風(fēng)后采取兩進(jìn)一回的通風(fēng)方式，保證作業(yè)人員安全；在鄰近工作面位置備足快速封閉和永久性封閉材料，如火情無法控制要果斷處理，確保人員的生命安全。

7. 小結(jié)

采場的工作面與采空區(qū)相連，兩者之間不可避免的存在著漏風(fēng)關(guān)系，這非常容易引起采空區(qū)煤炭的自燃，而給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。因此企業(yè)要結(jié)合自身的實(shí)際情況，綜合應(yīng)用注氮、灌漿、注膠體防滅火和調(diào)壓等措施，為確保安全生產(chǎn)和員工的生命安全奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]董立華.綜放開放采空區(qū)煤炭自燃防治技術(shù)[J].煤礦安全，2007（3）.

[2]李智海，等.礦井火災(zāi)防治[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[3]陳寶技，董維田，郝欣，路志堂.構(gòu)造復(fù)雜煤層綜放面防滅火實(shí)踐[J].山東煤炭科技，2011（1）.