均壓防滅火技術(shù)在煤礦的實(shí)踐與應(yīng)用探討

劉巖 周振偉 平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十三礦通風(fēng)科

礦井火災(zāi)是煤礦井下的重大自然災(zāi)害之一，要采用均壓防滅火技術(shù)和方法，利用平衡漏風(fēng)壓差技術(shù)實(shí)現(xiàn)防滅火目的，較好地防治煤炭自然發(fā)火的現(xiàn)象，通過(guò)均衡通風(fēng)進(jìn)出口兩端的風(fēng)壓，減少漏風(fēng)量，避免煤炭自然發(fā)火的現(xiàn)象。

一、礦井主要防滅火技術(shù)概述

（1）注漿防滅火技術(shù)。將黏土、粉煤灰、矸石和砂等固體材料進(jìn)行細(xì)化，使之成為不燃性注漿原料，與水進(jìn)行適當(dāng)比例的配制，使其成為懸浮液，通過(guò)靜壓或動(dòng)壓的作用，將其通過(guò)管路或孔道進(jìn)行水力輸送，遏制煤炭氧化的現(xiàn)象，對(duì)已經(jīng)自燃的煤體進(jìn)行撲滅搶救。從該技術(shù)的應(yīng)用原理來(lái)看，主要是通過(guò)漿體材料包裹煤體，通過(guò)隔氧和降溫等措施防止煤的氧化，并對(duì)已經(jīng)自燃的煤炭進(jìn)行降溫和滅火。（2）采空區(qū)灑水防火技術(shù)。可以在回采工作面放頂前用水遍灑放頂步距條帶，也可以在放頂后向采空區(qū)注水，適用于分層開(kāi)采厚或特厚易燃煤層的防火，使坍落的矸石潤(rùn)濕膨脹之后形成再生頂板，有效覆蓋浮煤，減少漏風(fēng)和氧化的現(xiàn)象。（3）充填堵漏防滅火技術(shù)。將不燃性材料的水溶液注入破碎煤體，在靜壓或充填泵提供的動(dòng)壓條件下，使之產(chǎn)生化學(xué)物理變化，形成黏稠的漿液或膠體，對(duì)煤體縫隙進(jìn)行密實(shí)充填，避免煤層漏風(fēng)氧化。同時(shí)，在該技術(shù)的應(yīng)用下，還可以利用化學(xué)物質(zhì)的滲透作用，采用高強(qiáng)度復(fù)合硅酸鹽發(fā)泡材料進(jìn)行快速堵漏，使之與破碎煤體進(jìn)行黏附，形成阻氧膜，惰化煤炭的氧化性能，達(dá)到防滅火的效果。（4）惰氣防滅火技術(shù)。主要是在現(xiàn)場(chǎng)采用純度高、安全性好的氮?dú)猓貌荒苤嫉臍怏w進(jìn)行礦機(jī)防滅火，有效防止煤炭自然發(fā)火的現(xiàn)象。（5）阻化劑防滅火技術(shù)。阻化劑也即阻氧劑，通常采用氯化鈣、氯化鈉、氯化鎂、水玻璃等無(wú)機(jī)鹽類化合物，將其噴灑于采空區(qū)的浮煤上，吸附空氣中的水分，阻塞煤體表面的孔隙，阻止煤炭氧化和自燃的現(xiàn)象。（6）凝膠防滅火技術(shù)。可以利用凝膠混合液體進(jìn)行煤礦采空區(qū)的防滅火，利用其降溫吸熱、堵漏風(fēng)、阻化作用和良好的滲透性，傾注于有自燃傾向的煤層之中，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)高、中、低位火源或浮煤的大范圍、全方位覆蓋，形成固結(jié)的凝膠層，有效隔絕氧氣，防止煤體出現(xiàn)氧化。

二、均壓防滅火技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

（一）均壓防滅火技術(shù)在煤礦開(kāi)區(qū)中的應(yīng)用

在均壓防滅火技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，開(kāi)區(qū)均勻系統(tǒng)的形式比較繁雜，所以當(dāng)工作面漏風(fēng)狀況不同時(shí)，開(kāi)區(qū)的均壓方式也隨之改變，要求運(yùn)用不同的端點(diǎn)壓差完成開(kāi)區(qū)的均壓工作，從而降低均壓處面向開(kāi)采區(qū)后部空區(qū)漏風(fēng)現(xiàn)象出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防燃煤自燃目標(biāo)。與此同時(shí)，在開(kāi)區(qū)均壓防滅火技術(shù)應(yīng)用后，還能夠確保開(kāi)采工作面的正常使用，防止有害氣體溢出影響采礦安全。（1）單一工作面漏風(fēng)處理。進(jìn)行單一工作面的漏風(fēng)處理時(shí)，首先需要了解單一工作面漏風(fēng)原因，其主要面向工作面后部采空區(qū)漏風(fēng)，在漏風(fēng)的形式上比較簡(jiǎn)單。采用均壓防滅火技術(shù)應(yīng)用，能夠促使漏風(fēng)的風(fēng)流最大程度避開(kāi)后部采空區(qū)，將減少的風(fēng)量控制在降低1.2壓差左右。（2）分層開(kāi)采工作面防漏風(fēng)處理。在煤礦工程的分層開(kāi)采過(guò)程中，近距離煤層開(kāi)采期間出現(xiàn)的上、下采空區(qū)出現(xiàn)聯(lián)通性的漏風(fēng)問(wèn)題解決時(shí)，由于此種問(wèn)題的漏風(fēng)渠道比較多，所以相應(yīng)的均壓防滅火技術(shù)應(yīng)用難度也隨之提升。一方面，技術(shù)人員需要運(yùn)用示蹤氣體法將漏風(fēng)渠道查清，借助六氟化氯氣體去檢測(cè)井下漏風(fēng)情況。隨后，針對(duì)煤礦井下漏風(fēng)裂縫分布比較密集、漏風(fēng)范圍比較大或是漏風(fēng)堵漏技術(shù)應(yīng)用效果不佳的采礦區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的調(diào)壓氣室，同時(shí)將兩道調(diào)節(jié)風(fēng)門安裝設(shè)置在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷內(nèi)，借此降低風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)礦下風(fēng)壓差降低的目標(biāo)。另一方面，執(zhí)行進(jìn)風(fēng)巷安裝兩道調(diào)壓風(fēng)機(jī)施工時(shí)，需要直接將風(fēng)筒連接至采礦工作面，借以最大程度降低漏風(fēng)進(jìn)入上部小煤窯的幾率，同時(shí)減少上分層采礦期間的漏風(fēng)量。

（二）均壓防滅火技術(shù)在煤礦閉區(qū)中的應(yīng)用

（1）在煤礦工程礦下回采工作開(kāi)展期間，煤層會(huì)伴隨著開(kāi)采工作的深入出現(xiàn)傾角變大的問(wèn)題，容易導(dǎo)致煤礦井下回風(fēng)道煤柱遭受壓力而損壞，此時(shí)，如果上部采空區(qū)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)的氧化浮煤，被灌入到下一階段的新采空區(qū)中持續(xù)氧化反應(yīng)，很容易導(dǎo)致采空區(qū)出現(xiàn)火災(zāi)危害。在此期間，回風(fēng)道中的一氧化碳濃度必然會(huì)快速增長(zhǎng)，進(jìn)行火情的控制時(shí)，就必須在采空區(qū)的上巷和下巷中建立兩道密封墻，借以將火情隔絕，進(jìn)行滅火。在這一滅火過(guò)程中，受到采空區(qū)巷內(nèi)壓力過(guò)大的影響，巷道密閉難度將會(huì)增加，甚至出現(xiàn)巷道封閉后一氧化碳濃度依舊很高的現(xiàn)象。解決此類問(wèn)題時(shí)，為了保障生產(chǎn)安全，可以利用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行局部閉區(qū)均壓處理，促使風(fēng)巷兩側(cè)的密閉壓差減小，預(yù)防火災(zāi)有害氣體溢回風(fēng)巷中，對(duì)其內(nèi)的采礦人員生命安全構(gòu)成威脅。（2）為了能夠最大程度降低進(jìn)風(fēng)口與回風(fēng)口之間的壓強(qiáng)差，需要將風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行聯(lián)合均壓，借此降低漏風(fēng)量，降低礦下自燃火災(zāi)發(fā)生幾率，同時(shí)也是為了能夠促進(jìn)原有封閉區(qū)火源熄滅效率增加。隨后，進(jìn)行原有防火墻內(nèi)外的壓強(qiáng)差時(shí)，預(yù)防漏風(fēng)，需要聯(lián)合調(diào)壓風(fēng)機(jī)和調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行使用和處理。期間，針對(duì)礦下出現(xiàn)自燃火災(zāi)幾率比較大的封閉區(qū)進(jìn)行火災(zāi)預(yù)防時(shí)，還應(yīng)該做好密閉墻的厚度加筑施工，并在管路出口位置安裝調(diào)節(jié)總閥，保障進(jìn)風(fēng)量與回風(fēng)量相一致，徹底解決漏風(fēng)問(wèn)題。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要分析和把握影響均壓防滅火技術(shù)在煤礦的影響因素，合理選用均壓防滅火措施和方法，分析工作面漏風(fēng)情況、風(fēng)流穩(wěn)定性、安全推進(jìn)速度和采空區(qū)氣體，有效保證覆火區(qū)工作面的安全回采。