龐清華

鐵法能源有限公司大隆礦 遼寧調(diào)兵山 112700

煤炭的開(kāi)采工作難度大，危險(xiǎn)性高，特別是易自燃突出煤層，由于引發(fā)火災(zāi)的可能性大，在井下處理和控制火災(zāi)的難度大，會(huì)給開(kāi)采人員帶來(lái)更大的危險(xiǎn)。無(wú)煤柱技術(shù)改變了以往對(duì)巷道維護(hù)的方式，去除了采煤工作面間區(qū)段煤柱，在煤層開(kāi)采方面具有更多優(yōu)點(diǎn)，能合理開(kāi)發(fā)煤炭資源，改善巷道維護(hù)，減少巷道掘進(jìn)量，有利于礦井安全生產(chǎn)和改善礦井技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

1 礦井煤層自然發(fā)火的影響因素

煤層采掘中，有以下情況之一者，即為煤的自然發(fā)火：（a）煤層出現(xiàn)了明火、煙霧等；（b）CO等各種煤自燃產(chǎn)生的氣體超過(guò)了一定的濃度；（c）因?yàn)槊貉趸艧?，使周邊的溫度超過(guò)了70℃。煤層自然發(fā)火的影響因素為：（a）煤化程度。總體來(lái)看，煤的煤化程度越高，越容易自然發(fā)火[1]。但即使是同樣的煤化程度，在不一樣的地區(qū)環(huán)境下，其自燃性也會(huì)表現(xiàn)出比較大的差異；（b）煤巖成分。各種煤中的煤巖成分不同，因?yàn)椴煌拿簬r有不同的氧化性，所以煤的自燃性在一定程度上會(huì)受到這種因素的影響；（c）水分。水的作用相對(duì)比較復(fù)雜，既有促進(jìn)自燃的作用，同時(shí)也有阻燃的作用；（d）煤中S等礦物質(zhì)。根據(jù)研究結(jié)果，當(dāng)煤層的含硫量超過(guò)一定的程度后，就成為了容易自然發(fā)火的煤層；（e）開(kāi)采技術(shù)會(huì)對(duì)煤的自然發(fā)火有很大影響，如果回采率過(guò)低，那么遺留下來(lái)的煤會(huì)較多，這些比較松散的遺留煤極有可能自然發(fā)火。

2 自然發(fā)火的預(yù)防措施

（1）井下巷道必須做到設(shè)計(jì)合理，通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、簡(jiǎn)單，從設(shè)計(jì)上滿足防滅火要求，不尾隨采煤工作面掘進(jìn)。（2）實(shí)施均壓通風(fēng)措施。工作面停采封閉后及時(shí)采取均壓措施，使工作面上、下順槽兩密閉的風(fēng)壓差減小，進(jìn)而減小漏風(fēng)達(dá)到防止向采空區(qū)供氧的目的，防止采空區(qū)的煤炭自燃。（3）綜放順槽掘進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的頂煤破碎、冒落區(qū)域、地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，沿空掘進(jìn)過(guò)程中因片幫、躲避硐、聯(lián)絡(luò)巷、裂隙等與采空區(qū)溝通的區(qū)域，必須及時(shí)采取噴漿等堵漏措施，必要時(shí)可直接壓注凝膠或其他無(wú)機(jī)充填材料。（4）綜放工作面停采后，必須及時(shí)對(duì)工作面頂煤破碎區(qū)、高冒區(qū)、支架后尾梁上部浮煤及存在自燃隱患區(qū)域壓注凝膠。（5）加強(qiáng)自然發(fā)火的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，充分利用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、色譜分析、紅外探測(cè)和分析可疑地點(diǎn)的氣體成分和溫度變化情況，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。（6）工作面開(kāi)切眼、回采期間推進(jìn)速度慢或工作面停采時(shí)堅(jiān)持預(yù)埋注漿管路，進(jìn)、回風(fēng)隅角定期施工隔離段，并對(duì)隔離墻壓注凝膠，減小向采空區(qū)的漏風(fēng)。（7）堅(jiān)持對(duì)綜放工作面實(shí)施采后注漿（仰采工作面）或注氮（俯采工作面）措施。在條件允許的情況下，最大限度地增大注漿數(shù)量，消除火災(zāi)隱患；尤其是工作面開(kāi)切眼、停采線要加大注漿量，盡量將其上、下兩頭三角充實(shí)。（8）充分利用安全監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)礦井環(huán)境參數(shù)實(shí)施連續(xù)監(jiān)測(cè)，特別是監(jiān)測(cè)到CO、CH4和溫度異常時(shí)，必須查明原因，采取措施，消除隱患。（9）對(duì)于因生產(chǎn)接續(xù)原因造成不能及時(shí)回撤的工作面，停采后在工作面安設(shè)監(jiān)測(cè)束管，并做到及時(shí)封閉，封閉后對(duì)其封閉區(qū)域內(nèi)壓注惰氣。

3 井工礦井煤層自然發(fā)火預(yù)測(cè)分析

3.1 井工礦井煤層自然發(fā)火預(yù)測(cè)方法

如果能在發(fā)火之前就判斷出煤的自燃趨勢(shì)，對(duì)于礦井火災(zāi)的防治將會(huì)起到巨大的作用。目前應(yīng)用得比較好的一種方法是自燃傾向性預(yù)測(cè)法，這種方法通過(guò)模擬煤層的客觀存在環(huán)境進(jìn)行理論分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)結(jié)果做出預(yù)測(cè)。這種方法的預(yù)測(cè)結(jié)果可靠性比較高，能在實(shí)際中應(yīng)用[2]。

3.2 井工礦井煤層自然發(fā)火預(yù)報(bào)技術(shù)

煤層自燃后會(huì)產(chǎn)生各種氣體并且環(huán)境溫度也會(huì)升高，通過(guò)井下人工提取試樣進(jìn)行成分分析，即可判斷是否有自燃現(xiàn)象發(fā)生。目前來(lái)看，比較先進(jìn)的井工礦井煤層自然發(fā)火預(yù)報(bào)技術(shù)就是在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。及早識(shí)別自然發(fā)火對(duì)于礦井安全生產(chǎn)至關(guān)重要。

4 井工礦井煤層自燃防治技術(shù)

4.1 調(diào)節(jié)風(fēng)壓

前面提到壓力穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)入礦區(qū)的風(fēng)量大小跟風(fēng)的阻力值成反比，而在同樣的環(huán)境中，阻力值一定，可以通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)壓來(lái)控制進(jìn)入礦區(qū)的風(fēng)量大小。根據(jù)開(kāi)采需要，在著火危險(xiǎn)性大時(shí)，比如在推進(jìn)的中期階段，風(fēng)量和熱量都最可能達(dá)到著火條件，所以可以增加風(fēng)壓，減少進(jìn)風(fēng)量，破壞著火所需條件，降低危險(xiǎn)性。

4.2 阻化劑防滅火技術(shù)

煤炭自然發(fā)火是煤與空氣中的O2相互作用的結(jié)果，在漏風(fēng)不可避免的情況下，在煤的表面噴灑1層隔氧膜，能阻止或延緩煤的氧化進(jìn)程。阻化劑主要是由其成分中的鹵化物起到防滅火的作用，這些鹵化物能大量吸水，使煤體周?chē)乃衷龆?，水分本身吸熱而阻燃，那么它就能起到很好的滅火效果。使用這種防滅火方法的優(yōu)勢(shì)在于其技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，新投資設(shè)備也比較少，在一些少土的地方可以使用這種方法。

4.3 注氮方式

防滅火注氮分為連續(xù)注氮和間歇注氮。連續(xù)注氮方法是從工作面開(kāi)始回采至回采結(jié)束連續(xù)注氮，主要適合于工作面采空區(qū)發(fā)火特別嚴(yán)重（如火區(qū)下采煤）且推進(jìn)度較慢的工作面。間歇注氮的方法是在工作面出現(xiàn)發(fā)火征兆時(shí)或工作面停產(chǎn)時(shí)進(jìn)行注氮[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

礦井火災(zāi)防治技術(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)是消除煤自然發(fā)火的基本條件，由于出發(fā)點(diǎn)不同，相應(yīng)的防滅火技術(shù)措施也不同。選擇具體的防滅火技術(shù)措施前，應(yīng)系統(tǒng)地分析礦井火災(zāi)的可能原因，貫徹“預(yù)防為主，防滅結(jié)合”的防滅火方針，從預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、設(shè)備管理、規(guī)章制度等方面制訂詳細(xì)的防滅火措施。