井下阻化防火技術應用分析

趙合新

摘要：針對煤礦火災治理工作的重要性，就阻化防火技術在礦井中的應用開展研究，在分析阻化防滅火原理的基礎上，結合具體工程實際，從巷道掘進防火與回采作業防火兩方面就阻化防火技術的具體應用開展論述，實踐結果表明，阻化防火技術對于實現火災隱患的消除有著顯著效果。

關鍵詞：煤礦;火災治理;阻化防火;原理分析;應用分析

引言

火災作為煤礦井下生產作業中的常見事故，長期以來一直是威脅礦井生產作業安全的重要因素之一。為實現井下火災有效治理，更好地保護井下生產安全，阻化防滅火技術應運而生，并迅速在巷道掘進、回采面生產等各個領域獲得廣泛應用。以往常規阻化劑多為MgCl2等無機鹽類物質，但近年來隨著材料科技不斷進步，瑞米、WEA等高分子有機材料成為阻化防火的新寵，并進一步實現了阻化防滅火效果的顯著提升。鑒于此，針對新型高分子材料具體應用技術進行分析研究，總結相關經驗，成為進一步拓展阻化防火技術應用范圍，提升井下生產作業安全性的必要舉措。

1、阻化防火技術原理

阻化劑本身具有防火功效，對其進行加工制作形成乳濁液體，并噴射于礦體表層，或者將其添加到煤礦采空區，這樣阻化劑就會以乳狀、乳化物的形態覆蓋在媒體表層，而且阻化劑能夠吸水，充分吸附空氣中水分后，逐漸變為含水液膜，附著于煤層，一方面能夠阻斷氧氣，另一方面防范火災，能夠集中控制煤層的自燃。同時，阻化劑還能同煤礦分子內部的活性物吸附在一起，這樣活性物質則進一步被活化，抑制了活化分子間的相互碰撞，保持了活化分子的獨立，使煤層整體處于穩定狀態，減少自燃現象發生的概率。隨著現代化工技術的發展，有機防火技術也持續發展，其中高分子有機防火材料得到了應用，該物質具有質地細膩、親水性強、附著性優等特征，該類防火材料應用于煤礦煤層，一方面能夠確保充分附著在煤層，打造出一個牢固、緊致、精密的密封層，另一方面高分子阻化劑使用周期更長，不易失效，能夠長久發揮阻化防火作用，達到預期的防火目標。

2、煤礦火災阻化劑防治技術發展情況

煤礦采掘具有一定的風險性，其中火災是主要危險源之一，要想從根本上防范火災，就必須從其發生根源、發展過程與防范策略等方面入手，深化研究、深入分析，采用阻化技術。煤礦采掘施工中添加阻化劑，能夠促使煤分子內部的一些特殊成分，例如：氮、硫、磷等同阻化劑進行反應，生成某種新的化學物質，從而阻斷煤層與氧氣的接觸與反應，防范煤炭發生自燃等問題。阻化劑防火技術自20世紀中后期一經研發，就被應用于各大煤礦火災實驗中，實施證明發揮了有效的火災防范作用，最近一些年來無論是室內實驗、煤炭工程現場實驗都伴隨著阻化防火技術的應用，而且實驗理論與實踐都證實了該技術在煤礦火災預防中的優勢功能。目前，阻化劑防火技術已經在煤礦火災防范中得到了發展與應用。阻化劑防火技術已經在我國煤炭行業得到了發展和應用，截至目前，該技術已經在全國上下13個省份范圍內得以應用，事實證明效果顯著。20世紀八十年代，煤炭采空區就使用了霧化阻化劑，霧化阻化劑的應用控制了殘煤發生自燃，有效防范了煤礦火災的出現。

3、煤礦工程中阻化防火技術應用

3.1阻化防火劑噴灑技術

阻化劑的噴灑過程是保證阻化劑起到作用的重要保證。通常來說，阻化劑噴灑的過程為：將阻化液存放在一個較大的存儲池中，在加壓水泵的作用下，阻化液被提取出來，阻化液經過輸液管道，從存儲池傳輸到噴頭處，由于噴頭具有多孔的結構，具有噴灑作用，可以將阻化液朝著多個方向進行全方位的噴射與噴灑。在這個過程中，噴灑的效果和水泵的壓力、噴頭形狀、網孔結構有較大的關系。阻化劑能夠產生最佳的防火效果和阻化劑的調配具有重要的關系，阻化劑調配濃度過高容易造成輸液管道的黏度增加，傳輸出現變慢的現象，而阻化劑的濃度過低將不足以與煤層表面發生緊密黏合，導致部分煤層并沒有被覆蓋到，所以，阻化劑的濃度應按照一定的標準值設定。阻化液的存儲池需要設置在具有良好通風的通道內，由于阻化液也屬于液體，長期不流暢將會造成阻化劑的沉淀與凝固。根據實際生產，阻化液的存儲池通常放置在一個具有活動性的平板車上，從而保證阻化液具有規律的流通性。在煤礦的采掘過程中，阻化液在液壓支架內進行逐步移動，這個過程可以保證阻化液的絕對均勻，均勻處理后的阻化液方可對煤礦的采空區進行全面的噴灑。

3.2阻化劑防火技術應用關鍵點

除了上述的阻化劑噴灑技術外，阻化劑在使用過程中還需要遵循科學的方法和規律。阻化劑在煤礦自燃防范中起到了重要的作用，在采空區具有良好的防范效果，保證了煤礦開采的安全性，降低了煤礦施工火災的發生率。由于一般阻化劑自身具有一定的腐蝕性，對礦井下的金屬支撐和衡量等金屬件容易造成腐蝕現象，并且阻化劑的作用原理就是吸附水分，這對于金屬的防護和控制提出了更高的要求。所以，在阻化劑噴灑的方位要進行優化設定，只有把握好噴灑的位置，才能保證準確的噴灑到煤體表面而不會對金屬件造成損傷，保護煤礦開采區支護裝置的安全性。對于煤礦開采的關鍵部分，在阻化劑噴灑的過程中，應根據要求的阻化劑使用合理的標準定量噴灑。在停采線、上下隅角的地方，需要事先設定好阻化劑的濃度和噴灑量，并且需要專業的煤礦火災監督人員進行監督噴灑。阻化劑的噴灑需要有科學合理的，在每次噴灑完成后需要進行清理工作，保證下一次噴灑正常進行。

3.3新型阻化材料應用

隨著化學化工技術的發展，需要高分子材料被研發出來，這些材料具有很好的防火防水性能。高分子阻化材料對提高防火性具有重要作用，現有的新型材料包括MEA、ZSF高分子阻化劑等。在試驗室階段，對現有的高分子阻化劑進行長期的實驗對比，發現新型高分子阻化劑具有更佳的阻化效果，壽命更長，具有更長的使用周期，且更加容易與水體相容，粘附性較強，也長期黏結在煤體的表面，相對于一般的阻化劑可較長時間預防火災危害的發生。另外，目前將氯化物按照一定規律的比例在水中進行混合，可以有效防止水分的蒸發，減慢水分蒸發速度，控制阻化劑的作用時間。煤礦中水分增加時，阻化效果就明顯，因為這樣阻止了煤炭與空氣中的氧氣的氧化作用，達到了阻化效果。水體能夠吸收一定的熱量，對環境溫度具有一定的控制能力，從而起到防火的作用。這種加入氯化物的阻化劑稱為氣霧阻化劑，這種阻化劑作用原理就是將水溶液變成霧狀，霧狀的阻化劑在空氣流動的作用下，可以飄到煤層的任意角落，可以進行火災的防范。氣霧阻化劑的使用關鍵技術就是需要設計或者選擇噴霧的量、噴霧濃度，在一般情況下，對于殘余煤渣，煤體的氣霧阻化劑需要融合0.1～0.2的阻化液。噴霧泵放置在通風的地方，順著采煤工作面的風向，這樣可以提高噴灑的效率。總之，新型材料的應用促進了阻化劑的多樣性，同時提高了煤礦采掘的安全性，高分子化學材料提高了阻化劑的防火性能。

結束語

礦井生產安全事關礦井的可持續發展，而火災防范作為生產安全的主要內容之一，一直是煤礦日常管理的重中之重。礦井管理者理應重視對其的監管，并積極組織專業技術人員，結合礦井自身生產實際，總結研究具有針對性的科學防火措施，有效監管火災隱患，發現一處治理一處，真正做到對火災萌芽的全面扼殺，從而為井下生產作業安全、持續開展提供有力保障。

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