淺析煤礦中阻化防火技術的運用

摘 要：煤礦火災是威脅煤礦安全生產與否和職工生命安全的重大問題，煤礦火災問題的防范是影響煤礦安全生產的重要因素，在煤礦開采中必須嚴格防范的發生。堅持科技創新改進煤礦防火技術，研究煤礦預防火災發生的技術方法，為現代煤礦安全生產運行提供技術支持和保障。隨著近幾十年煤礦開采行業的飛速發展，煤礦事故的高頻發生，人們對煤礦井下開采的防火技術越來越關注，其中阻化防火技術的運用效果也越來越顯著。

關鍵詞：煤礦開采；防火技術；阻化劑

煤礦火災是危害安全生產五大災害之一，我國重點煤礦容易發生自燃火災的礦井大約有51.3%，發生火災時期最短的只有20天左右，在火災發生總數中有自燃引起的就占到90%，比如由于礦井火災誘發瓦斯和煤塵爆炸等事故，嚴重的威脅到礦區人民生命和財產安全，妨礙煤炭行業可持續健康發展，由于煤炭火災導致大量的優質煤損失，其中新疆每年都因為火災造成的損失高達800萬噸煤炭，然而在內蒙古煤田每年因為火災的發生大約燒掉400萬噸煤炭。煤炭防火技術的應用越來越迫切，阻化劑的使用中，因為其方便適用條件廣，對使用限制小，而被廣泛應用到煤礦火災預防當中。

1 我國煤礦火災阻化劑防治技術的現狀

隨著近幾年來，對煤礦火災的發生、發展以及預防規律等方面進行了較深入的研究。在煤炭開采過程中，加入阻化劑后使煤分子中與氧容易發生反應的N、S、P等和阻化劑形成配位化學鍵和配合物，當含有N、S、P等煤的分子與阻化劑形成配合物時，體系的總能量降低，說明加入阻化劑后使煤的不易被氧化，能夠有效阻止煤遇氧化自燃現象。阻化劑防滅火技術是60年代末誕生的新技術，我國在1970年撫順煤研所開始研究現場試驗使用，先在沈陽和平莊兩個局實驗成功。近幾年隨著實驗室和現場試驗技術的增長，為了合適我國煤礦不同煤種的阻化劑使用加大對阻化劑的深入研究，充分說明阻化劑防火的原理，為阻化劑防火技術在煤炭行業的發展奠定堅實基礎。現在，我國已有13個省中多個礦區使用阻化劑防火技術都收到了很顯著效果，在80年代開采采空區的漏風情況攜帶霧化阻化劑噴射進采空區，實現防止遺煤的自燃，在銅川礦務局研究下成功使用，為防止煤炭火災的發生作出了貢獻。由于阻化劑理論的成熟和生產工藝的發展使這種新的防火技術成為我國黃泥灌漿防火技術的重要組成部分。也存在一些問題，比如在當前使用阻化劑的阻化率比較低下，使用壽命較短，對環境存在不同程度的污染和危害。

2 煤礦開采中阻化劑的應用分析

為了預防煤炭自燃的發生，國內外大多數采用注水、灌漿、噴灑阻化劑、注惰氣等技術。近年來隨著煤炭防火技術的發展，又較廣泛地采用了凝膠、膠體泥漿、阻化汽霧和泡沫樹脂等方法。這些技術的應用對保證礦井安全生產起了重要至關重要作用，推動了礦井防止火災技術的發展。在防止煤炭自燃情況的發生，阻化劑的選擇需要以有效、經濟、環保為目的，在配置煤炭阻化劑時，可以同時在阻化劑中添加一些不同成分的緩蝕劑，在防止煤炭自燃的同時還可以起到預防金屬腐蝕的作用。在配制阻化劑時堅持溶于水，無毒無害和是經濟環保的目的。

2.1 阻化劑噴灑工藝

阻化劑噴灑工藝是將阻化液存放在阻化液池內，經過加壓泵的加壓提取，再用輸送管路把阻化液輸送到噴頭處，最后經過噴頭進行噴涂。阻化劑必須配制具有一定濃度的溶液，在進風通道中建立可移動的阻化液儲存蓄水池，阻化液存放池可以放到平板串車上，在采煤工作面的開采過程中，隨著液壓支架的向前移動，進行充分攪拌后將阻化液噴入采空區內。

2.2 阻化劑防火參數制定以及噴灑范圍的選取

阻化劑的噴灑量主要是取決于遺漏煤炭的數量和丟失煤炭的藥劑吸收率，最容易發生自燃情況的地方，是工作面采空區的上下出口處，巷道煤柱破碎堆積的地方，這些地方都需要特別充分噴灑，噴灑量要大。在計算阻化劑噴灑量時，應考慮這些地方吸收量較大的問題。每次需要噴灑的工作面寬度為1.2米，一般情況都是在移架前面進行噴灑工作。一般根據經驗對容易發生自燃的底板浮煤、工作面的上和下端頭以及巷道煤柱破碎帶等進行噴灑。一次噴灑藥液量可按下公式進行計算：

（1）底板浮煤噴灑量：G1=K1K2LBh1A1

在公式中：G1是按重量計算浮煤一次噴灑量，t；K1是一次噴灑加量系數，一般取1.2；K2是松散煤（浮煤）密度，K2=0.9t/m3；L是工作面長度，L=150m；B是一次噴灑寬度，B=1.2m；h1是底板浮煤厚度，取h1=0.1m；A1是原煤（浮煤）的吸液量，取A1=0.047t/t。

所以：G1=K1K2LBh1A1=1.2×0.9×150×1.2×0.1×0.047=0.913t

（2）工作面一次噴灑量：G=G1=0.913t

（3）工作面一次噴灑阻化劑所需要的用量：G=G×ρ

公式中：ρ是阻化劑溶液的濃度，ρ=20%。

代入公式得：G=G×ρ=0.913×20%=0.1826t=182.6kg

2.3 阻化劑中汽霧阻化劑的使用

汽霧阻化劑是在進風通道設置阻化液噴灑裝置，在工作面支架上向采空區進行噴灑。向采空區內噴灑汽霧阻化劑時，應該在進風處設置阻化溶劑配制和輸送的位置。霧化器安裝在工作面進風隅角，用汽霧器產生霧化，通過漏風風流的作用將霧化的阻化液帶到采空區內，以便達到防止遺漏煤炭自燃的目的。

汽霧阻化藥液量計算公式：V=V/R

V是汽霧阻化防火的藥液用量，V是按噴灑工藝時噴灑藥量，R是霧化率，一般按0.8計算。

2.4 阻化劑在使用中需要注意的問題

（1）由于阻化劑本身對金屬具有一定的腐蝕性，所以一定要特別注意支架上噴頭的安裝位置，避免阻化劑對支架的腐蝕性。（2）對工作面上、下隅角、停采線等重要位置在噴灑時應更加注意，在對這些地方進行工作時可以采用人工方式進行噴灑。（3）在噴灑阻化劑過程中，應指定專業人員進行工作，在正常前進開采時，每天噴灑一次，噴灑阻化劑工作完成后，對設備進行清洗，以便保證下次噴灑工作正常進行。

3 結束語

煤炭在現代技術條件下，不僅注重效益更加重視安全生產，安全生產是現代煤礦開采運行的重要目標。隨著煤炭防火科學技術的飛速發展，越來越深刻認識和研究煤礦火災的危害性，只有以堅持科技創新和綜合防控的方法，推動現代煤炭行業和諧發展，安全生產是穩定運行的前提和保障。文章通過對阻化劑防火技術的研究與分析，得出在阻化劑防火應用上，需要進行更多現場應用和不斷的改進，根據不同的煤礦情況，配制不同的阻化劑，從而達到最經濟最有效的防治效果。阻化劑的噴灑工藝過程還需要改進和創新，達到更簡便更有效的預防火災的作用。

參考文獻

[1]胡社榮，蔣大成.煤層自燃災害研究現狀與防治對策[J].中國地質災害與防治學報，2000，11（4）：69-71.

[2]劉世堂.放頂煤工作面汽霧阻化劑防滅技術[J].山東煤炭科技，1999增：45-46.

[3]郭玉森.氣霧阻化防治工作面采空區煤炭自燃的實踐[J].煤礦安全，2002.

作者簡介：畢樹遠（1986-），男，學歷：本科。