郭君柳（太原煤炭氣化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山西　　太原　030024）

采空區(qū)“三帶”觀測(cè)及注氮防滅火研究

郭君柳
（太原煤炭氣化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山西太原030024）

摘要：我國(guó)煤炭資源非常豐富，煤炭是支撐人們?nèi)粘Ｉ?、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源之一。每天全國(guó)上下同時(shí)開工的煤礦不計(jì)其數(shù)，但是煤礦事故發(fā)生率也是一個(gè)令人頭疼的問題，雖然近年來我國(guó)對(duì)于煤炭開采行業(yè)進(jìn)行了大規(guī)模整頓，但是事故的發(fā)生總是讓人防不勝防?；馂?zāi)是煤炭最常見的事故，而且大多數(shù)都發(fā)生在“采空區(qū)”，本文旨在探討采空區(qū)“三帶”的觀測(cè)以及注氮防滅火的實(shí)用方法，提高煤炭開采的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：采空區(qū)；“三帶”觀測(cè)；注氮防滅火

我國(guó)的煤炭開采技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過不斷改良提升，但是每年仍然會(huì)發(fā)生煤炭事故，造成人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失，人們一直在研究預(yù)防煤炭事故的有效措施，也取得了一定的成果。因?yàn)榇蟛糠置禾渴鹿识紩?huì)引發(fā)火災(zāi)，而煤炭的性質(zhì)常常會(huì)引起自燃火災(zāi)，防不勝防。采空區(qū)“三帶”的機(jī)率最大，且滅火難度最大。為了有效的預(yù)防采空區(qū)“三帶”發(fā)生火災(zāi)，必須做好觀測(cè)工作，并做好火災(zāi)預(yù)防工作和滅火工作。

1　采空區(qū)“三帶”觀測(cè)的重要性

采空區(qū)“三帶”指的是“冷卻帶”、“氧化帶”以及“窒息帶”，由于開采工藝的缺陷，導(dǎo)致采空區(qū)“三帶”是煤炭開采過程中最容易出現(xiàn)火災(zāi)的部分，并且這種火災(zāi)不是人為因素導(dǎo)致，而是在一定因素的影響下發(fā)生的自然火災(zāi)，令人防不勝防。由于采空區(qū)一般情況下，人們難以到達(dá)，一旦發(fā)生火災(zāi)，滅火難度會(huì)劇增，并且在這個(gè)部分發(fā)生的火災(zāi)，滅火方法不同于一般地方。為了有效防止采空區(qū)“三帶”發(fā)生火災(zāi)，必須做好觀測(cè)工作，隨時(shí)檢測(cè)這些地區(qū)的溫度、氣體濃度等因素，做好記錄工作，分析是否存在異常因素。出現(xiàn)問題，快速做出反應(yīng)，采取有效的方法解決，爭(zhēng)取將事故在醞釀期妥善解決。

2　采空區(qū)“三帶”觀測(cè)方法

為了做好采空區(qū)“三帶”的觀測(cè)工作，首先要做的就是對(duì)采空區(qū)“三帶”進(jìn)行合理的劃分，根據(jù)不同地帶的特點(diǎn)，采取不同的監(jiān)測(cè)方法。在進(jìn)行采空區(qū)“三帶”劃分的時(shí)候，大部分是通過測(cè)量采空區(qū)自燃三帶的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)情況對(duì)采空區(qū)“三帶”進(jìn)行劃分。目前，我國(guó)在進(jìn)行采空區(qū)“三帶”觀測(cè)的時(shí)候，最常用的方法是局部束管檢測(cè)。傳統(tǒng)的觀測(cè)主要是測(cè)量采空區(qū)的含氧量，當(dāng)含氧量達(dá)到一定的范圍，可能會(huì)誘發(fā)自燃火災(zāi)。但是根據(jù)實(shí)踐操作發(fā)現(xiàn)，僅以含氧量來作為采空區(qū)“三帶”火災(zāi)的觀測(cè)指標(biāo)過于片面，也不夠科學(xué)，很多危險(xiǎn)因素?zé)o法檢測(cè)，通過人們的不斷探索探究發(fā)現(xiàn)，通過局部束管系統(tǒng)來進(jìn)行采空區(qū)“三帶”氣體的變化情況，并通過系統(tǒng)進(jìn)行一定的數(shù)值模擬，可以直觀的反應(yīng)采空區(qū)“三帶”氣體變化，為判斷是否尋在火災(zāi)誘發(fā)因素提供可靠地依據(jù)。

3采空區(qū)“三帶”注氮防滅火的實(shí)踐操作方法

氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)就是指將氮?dú)廨斎氩煽諈^(qū)或其它區(qū)域，使該區(qū)域內(nèi)空氣惰化，使氧氣濃度小于煤自然發(fā)火的臨界氧濃度，從而防止煤氧化自燃，或使已經(jīng)形成的火區(qū)窒息的防滅火技術(shù)。經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐探索，人們發(fā)現(xiàn)采空區(qū)“三帶”最常用的防滅火方法是通過對(duì)采空區(qū)氧化帶進(jìn)行注氮，來有效進(jìn)行放滅后工作，不僅可以快速滅火，而且可以有效的預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。但是在進(jìn)行注氮防滅火操作的時(shí)候，應(yīng)該采取科學(xué)的方法和合理的步驟，才可以最大程度上發(fā)揮作用。

3.1注氮方式的選擇和實(shí)踐操作過程

在進(jìn)行注氮操作的時(shí)候，首先是在地面快速建立制氮機(jī)房并鋪設(shè)管路，利用安裝的制氮機(jī)將產(chǎn)生的氮?dú)馔ㄟ^管道或鉆孔壓注至采空區(qū)或其它區(qū)域，達(dá)到使該區(qū)域內(nèi)空氣惰化，使氧氣濃度小于煤自然發(fā)火的臨界氧濃度，從而防止煤氧化自燃，或使已經(jīng)形成的火區(qū)窒息的目的。注氮方式從空間上分為開放式注氮和封閉式注氮；從時(shí)間上分為連續(xù)性注氮和間斷性注氮。注氮方式按氮?dú)鈧鬏敺绞娇煞譃槁窆茏⒌?、托管注氮、插管注氮和旁路注氮等。注氮方式?yīng)根據(jù)礦井綜合實(shí)際情況設(shè)計(jì)。在注氮的過程中，每一個(gè)釋放口都要做好保護(hù)工作，提高注氮工作的安全性。一些準(zhǔn)備工作就緒后，當(dāng)注氮釋放口開始進(jìn)入采空區(qū)冷卻帶與氧化帶的交界部位時(shí)，就可以進(jìn)行注氮。

3.2注氮防滅火管路設(shè)計(jì)和注氮量的確定

注氮防滅火的管路設(shè)計(jì)是注氮防滅火的重要內(nèi)容，合理的管路設(shè)計(jì)可以提高注氮工作的實(shí)用性。一般情況下管路的鋪設(shè)應(yīng)盡量減少拐彎，要求平、直、穩(wěn)，接頭嚴(yán)密不漏氣，管路分岔處應(yīng)設(shè)置三通、截止閥和壓力表。每節(jié)鋼管的支點(diǎn)不少于兩點(diǎn)，不允許在管路上堆放他物。低洼處應(yīng)設(shè)置放水閥或放水器，管路應(yīng)進(jìn)行防腐處理，表面涂漆。定期對(duì)注氮管路進(jìn)行試壓檢漏。注氮量的確定，要按照技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的原則進(jìn)行，選用的制氮能力既要滿足防火注氮流量的要求，又能充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的合理性。注氮防滅火可以有效的預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生，提高采空區(qū)“三帶”的安全性，將安全隱患掐滅在源頭，降低火災(zāi)發(fā)生的機(jī)率。

3.3注氮防滅火效果分析

經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)采空區(qū)“三帶”進(jìn)行合理的注氮操作，是有效預(yù)防采空區(qū)“三帶”發(fā)生火災(zāi)的有效措施，并且具有一定的科學(xué)依據(jù)。通過注入氮?dú)饪梢杂行У慕档筒煽諈^(qū)“三帶”的含氧量，并且可以讓含氧量呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，眾所周知，在含氧量很低的環(huán)境下不易發(fā)生火災(zāi)，而隔絕氧氣也是滅火的有效措施。為了讓這個(gè)方法更加實(shí)用，需要不斷改良注氮方法，提升注氮的實(shí)用性。采空區(qū)“三帶”環(huán)境復(fù)雜，各自具有一定的特性，在進(jìn)行注氮的過程中，一定要選擇合適的注氮方法，否則會(huì)適得其反。注氮的最終目的不是滅火，而是防火，通過將火災(zāi)危險(xiǎn)因素隔絕在源頭，提升采空區(qū)“三帶”的安全性，保護(hù)煤炭工人的生命安全，促進(jìn)我國(guó)煤炭開采事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

結(jié)語

一直以來，我國(guó)的煤炭事故發(fā)生率就是一個(gè)令人揪心的事情，雖然國(guó)家一直在出臺(tái)制度試圖提高煤炭開采行業(yè)的安全，減少事故的發(fā)生，但是事故發(fā)生往往是一個(gè)長(zhǎng)期累積的過程，量變引起質(zhì)變，問題發(fā)生后的后果、損失難以估算。為了提高我國(guó)煤炭開采事業(yè)的質(zhì)量和效率，保證工人的生命安全，必須做好采空區(qū)“三帶”的觀測(cè)工作和火災(zāi)預(yù)防工作，研究更加實(shí)用的防滅火方法。不斷提高注氮操作方法和技術(shù)，為煤炭行業(yè)的健康發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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