煤礦采空區(qū)防滅火技術(shù)與安全技術(shù)措施

（國(guó)家能源集團(tuán)神東煤炭集團(tuán)上灣煤礦通風(fēng)隊(duì)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

在我國(guó)的開(kāi)采煤層中，大約有50%的礦井存在煤炭自然發(fā)火危險(xiǎn)，對(duì)礦井安全、高效生產(chǎn)影響顯著。煤層防滅火治理不僅涉及到礦井的開(kāi)拓系統(tǒng)、開(kāi)采方法、通風(fēng)系統(tǒng)、專(zhuān)項(xiàng)防治措施和管理制度，還必須掌握相應(yīng)的防滅火技術(shù)，具備完善的防滅火系統(tǒng)及裝備。

一、凝膠滅火機(jī)理

煤炭自燃需要具備三個(gè)條件：一是煤層本身具有一定的自然傾向性，且存在一定的碎煤塊呈堆積狀態(tài)；二是一定的空氣或氧氣，使碎煤塊發(fā)生氧化反應(yīng)；三是良好的熱量積聚條件，升高煤炭的溫度。采用凝膠技術(shù)進(jìn)行采空區(qū)防火，就是通過(guò)凝膠來(lái)破壞煤層自燃所需的條件，凝膠的主要作用包括：首先降溫吸熱。將凝膠混合液體注入采空區(qū)內(nèi)，凝膠發(fā)生水解反應(yīng)，在發(fā)生水解反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)吸收采空區(qū)內(nèi)的大量熱量。根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，1m3 凝膠可以吸收的熱量最高可達(dá)4.5MJ。同時(shí)，凝膠混合液體為高水材料，含水量在90%以上，凝膠在采空區(qū)內(nèi)黏結(jié)散煤后，增加了采空區(qū)浮煤的含水量，煤體因?yàn)檠趸€原反應(yīng)升溫，溫度增加后，凝膠內(nèi)的水分蒸發(fā)，吸收煤炭的熱量，給煤炭降溫，將煤體的溫度控制在自燃發(fā)火溫度以下。其次堵漏風(fēng)。凝膠液體在成膠前容易流動(dòng)，擴(kuò)散滲透能力強(qiáng)，可以滲透至煤層內(nèi)的縫隙中，起到堵漏風(fēng)作用。液體凝膠成膠后，會(huì)將采空區(qū)內(nèi)松散的煤體黏結(jié)為一個(gè)整體，堵住煤中孔隙，使空氣無(wú)法進(jìn)入煤體內(nèi)部，隔絕了氧氣。凝膠屬于可塑性物質(zhì)，具有較高的穩(wěn)定性，增加了堵漏風(fēng)的時(shí)間。

二、煤礦防滅火安全技術(shù)措施

（一）建立一個(gè)完善的防滅火體系

在整個(gè)煤礦防滅火的過(guò)程中，建立和完善一個(gè)合理的方面和體系才是最重要的，只有一個(gè)完整的體系建立起來(lái)，才能夠?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程中提供各種各樣的幫助。而在這個(gè)過(guò)程中就將整個(gè)防滅火體系關(guān)涉到整個(gè)煤礦的生產(chǎn)過(guò)程中而相關(guān)的方面和體系，能夠?yàn)檎麄€(gè)煤礦的各種措施以及技術(shù)和人員的調(diào)配能夠達(dá)到一個(gè)十分合理的使用，將整個(gè)過(guò)程滅火過(guò)程變得十分順利，防止由于整個(gè)火災(zāi)到造成整個(gè)地區(qū)過(guò)于的被動(dòng)使資源得到大范圍破壞。所以，一個(gè)完善的方面和體系，對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)過(guò)程中來(lái)說(shuō)是十分重要的，只有建立的防火體系才能保證人員和技術(shù)的應(yīng)用，才能夠?yàn)檎麄€(gè)生產(chǎn)過(guò)程中提供一份安全保障。

（二）相關(guān)技術(shù)的使用

對(duì)于整個(gè)防火和滅火過(guò)程中，技術(shù)才是最重要的，只有技術(shù)達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，才能夠?yàn)檎麄€(gè)煤礦開(kāi)采過(guò)程中防火和滅火提供一個(gè)安全的保障。在這個(gè)過(guò)程中首先要采取合理的采煤工藝措施，防止由于采煤過(guò)程中，由于工藝的缺陷，導(dǎo)致煤礦發(fā)生燃燒造成火災(zāi)。其次要封堵工作面的漏風(fēng)，由于在工作面的過(guò)程中有風(fēng)源的過(guò)多導(dǎo)致，在整個(gè)過(guò)程中為火災(zāi)的進(jìn)一步擴(kuò)散提供了風(fēng)力基礎(chǔ)，導(dǎo)致火災(zāi)難以被控制。而在火災(zāi)發(fā)生的之后，可以注漿或注水，通過(guò)注漿注水是煤具有了包裹和降溫作用，使整個(gè)過(guò)程中煤與氧的接觸就較少，煤的氧化速度較慢，能夠使煤炭溫度不會(huì)過(guò)高，而導(dǎo)致煤炭燃燒，防止了煤炭生產(chǎn)過(guò)程中火災(zāi)的發(fā)生。最后可以使用注氮技術(shù)。其在防滅火的過(guò)程中十分的廣泛，由于氮?dú)饽軌蚋舯?，而且氮?dú)饽軌蛳♂屟鯕獾臐舛?，可以為整個(gè)工程中防火措施提供更多的幫助，能夠?yàn)檎麄€(gè)工程中。煤的燃燒減少了許多必要條件，所以通過(guò)以上的這些技術(shù)能夠使整個(gè)煤炭的開(kāi)采過(guò)程更加的安全，能夠有效的防止火災(zāi)的發(fā)生，以及火災(zāi)發(fā)生后有有效的技術(shù)和措施，能夠防止火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)散。

（三）預(yù)防性灌漿技術(shù)要點(diǎn)

將黃土按設(shè)定的量輸入到制漿機(jī)中，使之與水按比例均勻混合制成漿液，并向其中加入稠化懸浮劑制成稠化膠體（制漿料顆粒較細(xì)且均勻時(shí)，可不加懸浮劑），經(jīng)過(guò)濾漿機(jī)濾出其中的大顆粒物，灌漿液沿管路輸送到井下，在使用地點(diǎn)附近，利用礦用移動(dòng)式防滅火注漿裝置向管路中的漿液加入膠凝劑，然后灌入預(yù)定區(qū)域。打開(kāi)供水閥門(mén)，根據(jù)計(jì)劃注漿的流量和濃度調(diào)整水量；通水一段時(shí)間后使用裝載機(jī)將黃土加入到定量送料機(jī)料箱內(nèi)，定量送料機(jī)會(huì)按已設(shè)定的輸送量把黃土均勻送上輸送機(jī)，輸送機(jī)再把黃土送入制漿機(jī)；水也在制漿機(jī)的進(jìn)料口位置加入，制漿機(jī)將水與黃土混合、攪拌制成均勻濃度漿液，并將漿液中大于15mm 的顆粒濾出；由懸浮劑添加機(jī)在制漿機(jī)出口管加入懸浮劑，漿液與懸浮劑進(jìn)入濾漿機(jī)后進(jìn)行攪拌混合；漿液自流進(jìn)入濾漿機(jī)，濾漿機(jī)將漿液中大于8mm 的顆粒濾出，以免將輸漿管路沉淀堵塞；

總結(jié)：對(duì)于整個(gè)煤炭開(kāi)采過(guò)程中，火災(zāi)的產(chǎn)生和發(fā)展，只有通過(guò)對(duì)相關(guān)體系的完善，人員素質(zhì)的提高，以及技術(shù)的使用，才能夠有效的預(yù)防和處理火災(zāi)，才能夠?yàn)槊禾康纳a(chǎn)過(guò)程提供更好的幫助。