礦井均壓防滅火技術運用研究

武丕儉

山西焦煤集團汾西礦業集團新峪煤業有限責任公司 032302

引言

煤炭在生產過程中存在水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自然災害，其中礦井火災在煤礦的災害比例中占據最大，而礦井火災的主要因素就是煤炭自燃。煤炭自燃的發生主要是由于通風管理不善，均壓防滅火技術就是有效處理風和火關系的防治煤炭自燃的措施之一。

礦井均壓防滅火技術是在20世紀50年代出現的，其主旨是“降壓減風、管風防火、堵風防漏、以風治火。”均壓防滅火技術最初是用于更快熄滅封閉火區內的大火，在20世紀60年代世界上一些采煤技術發達的國家逐漸采用均壓滅火技術于礦井滅火，我國的淮南、遼源等礦區也最先試用這一防滅火技術，逐漸推廣到徐州、平莊、六枝等礦區。最典型的是在1984年大同礦務局煤峪口煤礦用均壓技術撲滅大面積自燃火災。經過幾十年的發展，均壓滅火在理論與技術上都得到了進一步的發展。

1 礦井均壓防滅火技術介紹

均壓是指均衡漏風通道進出口兩端的風壓，來杜絕或者減少漏風量的措施，這樣取消了煤炭自燃的條件之一，可以防火也可以防滅火，均壓也稱為調壓。均壓運用在封閉區可以防止煤炭自燃并且可以加速火災熄滅，均壓用于開區可以抑制工作面后部采空區遺煤自燃的發展。

均壓防滅火技術的原理非常簡單，在運用中不會對生產人員造成傷害，也不會影響到生產的正常進行，同時不受到水、土質等因素的制約，其原理是“以風治火”，比如當前我國采用較多的放頂煤開采技術，放頂煤開采中冒落高，采空區漏風量大，漏風范圍比較廣，遺煤較多容易引起自燃，雖然注漿等辦法能夠一定程度防滅火，但是由于不清楚自燃火源，運用注氮等方法成本較高，而運用均壓技術則不受以上問題制約，取得了較好成效。

均壓防滅火技術主要有開區均壓和閉區均壓。開區均壓是在生產工作面建立均壓系統，減少后部采空區漏風，抑制煤的自燃，防止有害氣體超限或者向工作面涌出，進而保證回采工作面正常生產；閉區均壓是在可能發生煤炭自燃并且封閉區域采取均壓措施，防止發生火災。

2 均壓防滅火技術應用

2.1 開區均壓防滅火

開區均壓系統有較多形式，主要根據工作面不同漏風形式構成，不同的漏風形式要用不同的端點壓差來實現開區均壓，進而減少向后部采空區漏風，抑制遺煤自燃，防止有害氣體向工作面涌出，保證工作面正?；夭伞?/p>

針對單一工作面漏風，單一工作面漏風主要指工作面后部采空區，形式比較簡單，讓漏風風流盡可能少的通過后部采空區。要減少風量，降低1—2間壓差，比如在回風巷安裝調節門來提高1點風壓；同時要縮短工作面長度或者把長工作面通風方式改為“E”型，采用上下兩巷進風，中間巷回風或者中間巷進風，上下兩巷回風，調節工作面進回風端點壓差，減少漏風采空區風量的調壓措施。

針對分層開采、近距離煤層開采上下采空區連通防漏風的均壓技術，這種漏風比較復雜，漏風渠道較多。首先需要查清漏風通道，探測漏風通道最新方法是采用示蹤氣體法，用SF6來檢測井下漏風；然后在漏風裂隙密集并且范圍較大、堵漏技術成效不好的地方設置調壓氣室。在進回風巷安設兩道調節風門，減少風量，通風壓差降低。進風巷安設調壓風機接風筒到工作面，減少漏入上部小煤窯或者上分層的漏風量。

2.2 閉區均壓防滅火

閉區均壓防滅火是對可能發生煤炭自燃的封閉區域采取均壓措施來防止火災，成為閉區均壓防火；或者在已經發生火災的封閉區域通過均壓技術來加速火區熄滅，稱為閉區均壓滅火。

首先壓并聯風路和調節風門聯合均壓，減少進回風口兩點的壓差，降低漏風量，消除自燃發火的危險，也能夠加速熄滅原來封閉區的火源；然后調壓風機和調節風門聯合均壓，消除原來防火墻內外壓差，阻止漏風；最后要連通管均壓，在可能發生煤炭自燃的封閉區回風側密閉墻面，加筑密閉墻，穿過外部密閉墻安設管路直通地面，在管路出口安設調節閥門，讓進回風兩端壓能相等，讓漏風消失。

3 均壓防滅火運用分析

3.1 運用礦井基本情況

攀枝花西區某小煤窯的開采方式是斜井分區式，兩翼開采，中央并列抽出式通風，礦井瓦斯等級為低瓦斯，煤塵有爆炸危險性，煤層自燃發火期為2～3個月，最短30天，生產水平標高400m，回風水平標高390m，400m水平石門和水平石門都在煤層底板巖石中。發現某處密閉壓差為16mmH20～22mmH20，確認氧化點在118～1系統中。

3.2 均壓防滅火方案

通過現場調查分析制定均壓防滅火方案：首先增加漏風阻力，降低漏風量并且減少向舊區供氧，對該處進行密閉重新加固、抹面；然后設置調量風門，調節通風壓力，實現均壓通風防滅火，讓漏風通道和正常通風系統之間構成角聯系統，進而降低該處的正壓。

最后在發現一氧化碳濃度增加后，及時采取防滅火措施，讓該處的壓差調節到0～1mmH20，次日采煤工作面氣體呈現下降趨勢，一周后工作面一氧化碳濃度為0.002瓦斯濃度0.68/6，二氧化碳濃度0.1%，實現小煤窯工作面恢復安全生產需要的生產條件。

4 結語

礦井發生火災，通常會有一個蓄育的過程，根據煤層自燃發火預兆一般能夠在早期發現，但是在一些人們很難進去的采空區或者煤柱里面，由于火源隱蔽，很難準確找到自燃發火預兆，火災往往很難撲滅并且持續時間較長，火災范圍會逐漸擴大并且凍結大量資源。所以對礦井火災的治理整點還是要早發現、預防和治理。通過采取均壓技術，能夠有效消除礦井自然煤層的發火隱患，確保礦井的安全，為安全生產保駕護航，并且為生產創造更佳的環境，保障礦井各個工作面順利完成生產任務，提高礦井生產效益。

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