淺談各種防滅火技術在汝箕溝煤礦的綜合應用

摘要：①火災預測預報：束管監測、人工監控；火災預防手段：注氮、注漿、注膠、注三相泡沫、注水、羅可休(瑪麗散)堵漏、水封工作面、地面鉆孔滅火、均壓通風等。②防滅火材料：水、黃土、凝膠、氮氣、三相泡沫、羅可休、瑪麗散等。消除礦井火災事故的發生，消除一氧化碳向采掘空間滲透的事故隱患。

關鍵詞：防滅火技術手段 優缺點 應用

1 礦井概況

汝箕溝煤礦礦井露頭小窯多、火區多、煤層瓦斯涌出量高且“雙突出”，存在著火與瓦斯并存的重大隱患，是一個自然災害較為嚴重的礦井，尤其主要以煤層露頭火區最為突出，以上自然災害因素都影響著礦井的安全生產，又隨著時間不斷的變化，目前礦井井田范圍內存在12處地面火區；自2001年至今井下發生明火事故4次，每一次火災事故的發生都凍結了大量的可采煤炭資源，使礦井服務年限縮短，在撲滅火災事故及工作面啟封過程中，投入了大量的人力和物力，浪費了國家資源及財產，并影響了礦井正常生產。

2 防滅火技術手段

2.1 火災預測預報技術

束管監測和人工監控是預防火災的重要手段，有利于礦井隨時掌握采空區的有害氣體的動態變化，并根據有害氣體的變化情況判別工作面采空區出于何種狀態，只有進行火災預測預報，才能在火災處于萌芽狀態時采取各種預防性手段，做到防患于未然。

2.2 注漿、注水、注三相泡沫滅火技術

灌漿、注水可以覆蓋煤體，使著火煤體與氧氣隔絕，消除供氧條件，使火因缺氧而窒息，并且可以降低采空區溫度，水遇熱蒸發或液化，容易帶走熱量。三相泡沫混和有大量的氮氣具有擴散性，容易到達漿液和水不能到達地方，易于消除高冒區域火災。

2.3 注氮滅火技術

氮氣不助燃，采空區注入大量的氮氣，將氧氣置換，容易使采空區氧氣含量、瓦斯等有害氣體濃度降低，惰化采空區(氧氣濃度低于10％時，即使具有火源，也不能點燃煤體)，使明火因缺氧而窒息。但存在以下不足之處：一是降溫效果差，火滅后高溫煤體易復燃；二是容易受風流、風壓影響，流失性強，停止注氮后其防滅火作用隨即消失；三是在撲滅高冒區上部空間瓦斯與下部浮煤共存的著火隱患效果不佳，因此針對氮氣的擴散性和滲透性，必須及時對工作面上、下隅角用沙袋進行封堵，以減少氮氣的泄漏，封閉區注氮必須確保嚴密，不漏風，才能更好的發揮氮氣滅火的作用；針對其降溫效果差，以氮氣為載體，配合低倍數的氮氣泡沫添加劑的設備，用于上部高冒區有瓦斯積聚和煤層自燃火源。

2.4 封堵漏風技術

過去封閉采空區或廢棄不用的巷道時，使用料石或磚砌筑50cm或以上的墻體進行封閉、或砌筑兩道墻體并在中間充填黃土進行封閉，此種封閉方法存在以下兩個缺點：①黃土受潮容易塌陷造成密閉不嚴，向采空區漏風供氧，致使采空區煤炭氧化積聚熱量而發生火災及瓦斯事故。②料石墻體與巷道接住不嚴，并且抗壓能力差，受采動礦壓影響而造成密閉出現裂縫，向采空區漏風供氧。現在我礦使用新型封閉材料羅可休、瑪麗散，此兩種材料具有高膨脹率、抗壓能力強、防水、耐火、堵漏等功能。現在封閉方法為先砌筑兩道料石墻，在最外面一道墻體頂部預留￠15mm鋼管，在墻體中間充填羅可休或瑪麗散泡沫，并對密閉閉面及周邊巷道噴漿處理。

2.5 均壓防滅火技術

只有工作面瓦斯涌出量不大，受火區威脅且作業空間時常有一氧化碳涌出，威脅工作面安全生產時可使用均壓通風。均壓通風的優點有：可以降低礦井主扇對工作面采空區負壓作用，能有效抑制在礦井強負壓作用下一氧化碳向采掘空間的涌出均壓量；缺點有：①工作面瓦斯涌出量較大時，均壓通風易于采空區積存大量的瓦斯，如果有火的威脅，容易通過采動垮落裂隙與火區連通，點燃瓦斯，并通過瓦斯燃燒點燃煤體，致使工作面發火。②均壓通風不利于上隅角觀察采空區有害氣體變化情況。③均壓通風容易造成采空區漏風較大，氧化帶的寬度均比負壓通風時較寬，致使大量的氮氣流向采空區窒息帶，不利于注氮惰化采空區氧化帶。④均壓通風管理難度大，均壓通風設施難于管理，當均壓通風設施遭到破壞時，采空區的瓦斯、一氧化碳等有害氣體向作業空間大量涌出。

2.6 水封工作面防滅火技術

水封工作面最大的優點是安全可靠，能夠遠距離作業，防止人員傷亡。水封具有嚴密不漏風的特點，通常施工密閉的材料是固體，“沒有不露風的墻”，很難杜絕漏風，而水是液體，滲透性強，可以滲入煤壁裂隙，充滿采空區，因此隔絕給采空區供氧，杜絕漏風，水封能夠控制火勢，且設備封存在水中不會被火燒壞。

2.7 施工地面鉆孔滅火技術

施工地面鉆孔可提前預測工作面前方未采區域是否有無火區，如果前方存在火區可探明工作面前方火區范圍及火勢發展態勢，為工作面防滅火提供科學依據，采取地面灌漿、注氮、注三相泡沫等措施配合井下灌漿、注氮，形成立體綜合防滅火系統，能有效撲滅工作面上部火災。

3 應用推廣情況

通過汝箕溝煤礦近幾年來有效撲滅8260區域、32210區域、3229區域火災事故，并采取注氮、灌漿防滅火等手段，直至火區最終熄滅，汝箕溝煤礦已經具備了能夠迅速撲滅各種突發火災事故的能力，并在幾次火災事故中總結了上述六種防滅火技術手段，但各種防滅火手段均有利與不利的一面，在今后不斷的實踐中總結各種防滅火先進經驗，使防滅火技術手段更趨近于實用性。