＊劉俊平

（華陽新材料科技有限公司通風(fēng)部 山西 045000）

前言

在煤礦的防滅火流程當(dāng)中，最基本的要求是要有一套完整的防滅火體系，在面對緊急情況時(shí)，通過完善的體系安排，能夠快速的采取應(yīng)對措施。防滅火體系涉及到整個(gè)煤礦運(yùn)行的各個(gè)體系，在各個(gè)體系的運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，都需要為防滅火體系的運(yùn)轉(zhuǎn)留出空間，使緊急情況下的措施執(zhí)行更加順利。完善的防滅火體系能夠在發(fā)生火災(zāi)的情況下，最快速度組織火勢的蔓延，為工作人員的避險(xiǎn)提供時(shí)間，減少煤礦企業(yè)的損失，同時(shí)，防滅火體系的重點(diǎn)不僅在于滅火還在于防火，在日常生產(chǎn)過程中，能夠有效地規(guī)范工作人員的行為，使煤礦開采工作的安全性得到有效的提升。

1.當(dāng)前我國煤礦井下巷道防滅火工作存在的問題

研究數(shù)據(jù)表明，我國一半以上的重點(diǎn)煤礦存在不同程度的自燃火災(zāi)隱患，并且每年都會由于煤炭的自燃造成巨大的損失，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國過去每年在礦井當(dāng)中發(fā)生的火災(zāi)有將近400次，煤礦火災(zāi)，尤其是煤礦井下巷道發(fā)生的火災(zāi)，極大程度的威脅著煤礦開采工作人員的生命安全，也是對國家資源和經(jīng)濟(jì)的巨大威脅。煤礦井下巷道發(fā)火是井下自然發(fā)火的重要組成部分。由于巷道在掘進(jìn)過程中,對周圍煤體的擾動和巷道周邊支承壓力的作用超過巷道周圍煤體所能承受的最大負(fù)荷，進(jìn)而導(dǎo)致煤體出現(xiàn)破裂、松動等現(xiàn)象，增加了火災(zāi)發(fā)生的可能性。如果煤礦開掘的管理人員不及時(shí)采取得當(dāng)?shù)奶幚?，不?yán)格防范，將會導(dǎo)致自然發(fā)火，對煤礦生產(chǎn)和安全造成嚴(yán)重不良影響。

2.我國煤礦火災(zāi)防治技術(shù)的發(fā)展方向

(1)加強(qiáng)理論基礎(chǔ)建設(shè)，引入技術(shù)創(chuàng)新理念

由于煤礦發(fā)生火災(zāi)的原因同煤所處的環(huán)境以及開采技術(shù)具有很大的相關(guān)性，因此，煤礦開采時(shí)的巷道防護(hù)和對開采人員技術(shù)保障具有十分重要的作用。做好煤礦井下巷道的防滅火理論性研究，能夠幫助防火和滅火工作都取得巨大的發(fā)展。如今的煤礦井下巷道防滅火技術(shù)就十分依賴化學(xué)等專業(yè)性理論知識，并且發(fā)揮了較好的效果，在理論基礎(chǔ)研究工作方面，相關(guān)單位需要加大力度，為技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新提供基本的理論條件。

(2)突破關(guān)鍵技術(shù)增強(qiáng)新技術(shù)和裝備研發(fā)

當(dāng)煤礦井下巷道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，需針對火災(zāi)發(fā)生的原因進(jìn)行分析，根據(jù)不同類型的火災(zāi)選擇適當(dāng)?shù)臏缁鸱绞健Ｔ诨馂?zāi)防滅技術(shù)研究中，對不同類型的火災(zāi)進(jìn)行分析，了解其發(fā)生的誘因?qū)τ跍缁鸺夹g(shù)的研發(fā)具有重要的作用，可使滅火技術(shù)具有明顯的側(cè)重點(diǎn)和功能性，針對不同類型的火災(zāi)可迅速達(dá)到滅火的效果。

(3)做好應(yīng)對火災(zāi)的技術(shù)準(zhǔn)備，避免擴(kuò)大危害范圍

在煤礦地下巷道的防滅火工作當(dāng)中，防止和處理火災(zāi)產(chǎn)生的有毒有害氣體，是一項(xiàng)關(guān)鍵的工作。煤礦的井下巷道本身較為封閉，空氣流通依賴井下的通風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，井下巷道的通風(fēng)系統(tǒng)會受到嚴(yán)重的影響，嚴(yán)重威脅到工作人員的生命安全，還有可能由于高溫和煙霧，損壞通風(fēng)系統(tǒng)，產(chǎn)生故障引發(fā)其它事故。因此，通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該做好應(yīng)對煙霧和有毒有害氣體的準(zhǔn)備，防滅火技術(shù)在研究過程中，應(yīng)該重視起氣體處理和預(yù)防。

圖1 煤礦井下巷道

(4)應(yīng)用技術(shù)

煤礦生產(chǎn)過程中，防火和滅火最重要的是應(yīng)用技術(shù)，高標(biāo)準(zhǔn)的防滅火技術(shù)是保障日常生產(chǎn)和應(yīng)急措施的基礎(chǔ)。防滅火技術(shù)的應(yīng)用首先要求在采煤工藝的選擇上，首要選擇合理的采煤工藝，避免在采煤過程中造成煤礦燃燒引發(fā)火災(zāi)。其次，在采煤工作中，要注意工作面上存在的漏風(fēng)現(xiàn)象，在很多煤礦火災(zāi)當(dāng)中，工作面的漏風(fēng)成為了加劇火勢的重要原因。在火災(zāi)發(fā)生的情況下，可以通過注漿或注水的方式，對煤礦進(jìn)行包裹和降溫，避免煤礦快速氧化，減緩煤炭的升溫，避免煤炭燃燒。在對我國過往煤礦滅火經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)時(shí)發(fā)現(xiàn)，我國針對煤礦滅火的技術(shù)研發(fā)多種多樣，針對不同類型、不同環(huán)境的火災(zāi)都實(shí)現(xiàn)了多種滅火技術(shù)的選擇與使用，如均壓防滅火技術(shù)、阻化劑防滅火技術(shù)等，并且經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)踐，都可表明這些方法對火災(zāi)所發(fā)揮不同效果及作用，就實(shí)踐而言，均壓通風(fēng)防滅火技術(shù)所起到的作用最為顯著。

3.使用新材料、新技術(shù)參與煤礦井下巷道防滅火工作

(1)復(fù)合漿體材料的噴涂應(yīng)用

①配方及添加劑的使用。復(fù)合漿體材料主要有粘土、水泥、添加劑以及玻璃纖維等物質(zhì)組成，使用時(shí)將粘土、水泥、添加劑以及玻璃纖維等物質(zhì)混合攪拌即可得到復(fù)合漿體材料，水泥和粘土是基礎(chǔ)。其中，水泥能在復(fù)合漿體材料中提升其結(jié)石強(qiáng)度，提高材料結(jié)石率和結(jié)石強(qiáng)度。使用的水泥要具備以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：無硬塊、顆粒均勻、未過期、性能穩(wěn)定、未變質(zhì)，選用425#普通水泥。粘土則是復(fù)合漿體材料配制成功的另一項(xiàng)關(guān)鍵所在，由于其成本低廉、取材方便，所以在選用時(shí)有幾個(gè)要點(diǎn)值得關(guān)注：

A.有機(jī)物含量需小于3%；

B.塑性指數(shù)要大于15；

C.黏土粒徑需小于0.005mm。

添加劑作為促成復(fù)合漿體材料結(jié)構(gòu)成型的一部分，主要起到以下作用：

A.進(jìn)一步增加漿液的粘稠度；

B.使?jié){體的懸浮性更好，避免出現(xiàn)水泥、粘土在管道內(nèi)沉淀現(xiàn)象；

C.提升漿體材料在空隙處的滲入程度，使孔道堵塞更加充分，提高材料的強(qiáng)度及密度；

D.節(jié)省漿液噴涂的首次凝固時(shí)長。玻璃纖維添加和使用的作用是防止水泥漿凝固后出現(xiàn)開裂，起到拉筋作用，以增強(qiáng)隔風(fēng)效果。不同條件下復(fù)合漿體材料有不同的性能參數(shù)，主要有粘度、比重、析水率等，通過相關(guān)研究人員的研究可知，對漿體早期塑性強(qiáng)度及漿液粘度產(chǎn)生影響的參數(shù)主要有水泥用量、粘土漿比重及添加劑用量等，即影響最小的是水泥用量，影響較大的是粘土漿比重，影響最大的是添加劑。復(fù)合漿體材料配方原則：1m3復(fù)合漿體材料制備添加劑用量為5L～10L，水泥用量為0.3t～0.5t，并控制粘土漿比重在1.13～1.20之間，粘土:水泥:添加劑:水:玻璃纖維=1.5:1:0.02:2:0.003。

②復(fù)合漿體材料在煤礦巷道防滅火中的應(yīng)用。例如，有一礦井的煤層平均厚度為5m，采用傾向長壁后退式采煤法進(jìn)行煤礦采掘、全高全部跨落法進(jìn)行回采，煤柱寬度為3.5m，空側(cè)巷道向采空區(qū)域漏風(fēng)嚴(yán)重，利用復(fù)合漿體材料可具有較高的隔風(fēng)性，并且與其他混凝土材料相比具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)防滅火技術(shù)的應(yīng)用

首先，在采煤工藝的選擇上，學(xué)要選擇合理的采煤工藝，避免在采煤過程中造成煤礦燃燒引發(fā)火災(zāi)。

其次，在采煤工作中，要注意工作面上存在的漏風(fēng)現(xiàn)象，在很多煤礦火災(zāi)當(dāng)中，工作面的漏風(fēng)成為了加劇火勢的重要誘因。在火災(zāi)發(fā)生的情況下，可以通過注漿或注水的方式，對煤礦進(jìn)行包裹和降溫，避免煤礦快速氧化，減緩煤炭的升溫，避免煤炭燃燒。

最后，在防滅火技術(shù)上，還可以應(yīng)用注氮技術(shù)，氮?dú)饽軌蛴行У馗舯诎l(fā)生火災(zāi)的情況下，氮?dú)饽軌蚩焖俚叵♂屟鯕獾臐舛?，減少煤燃燒的輔助條件，做好以上準(zhǔn)備工作能夠使整個(gè)煤礦開采期間安全性得到加強(qiáng)，有效的防止火災(zāi)的發(fā)生。

(3)預(yù)防措施

對礦山進(jìn)行地質(zhì)勘查能夠便于在工作中，全面的了解井下巷道對火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)帶來的影響，提高礦山開采的安全性和工作效率。

因此，為了滿足礦山開采的質(zhì)量要求，在礦井的開采工作前，要對整個(gè)開采工作的各個(gè)工作環(huán)節(jié)做好提前的工作規(guī)劃，同時(shí)，針對地質(zhì)結(jié)構(gòu)當(dāng)中容易對溫度產(chǎn)生的影響因素進(jìn)行科學(xué)合理的評估，將評估結(jié)果作為參考，制定好出現(xiàn)緊急情況時(shí)的應(yīng)急措施，通過勘探工作中獲得的詳細(xì)勘探結(jié)果，作為制定措施和規(guī)劃的重要依據(jù)，探究各種因素的變化概率和對井下巷道安全性將會產(chǎn)生的影響。

在對煤礦進(jìn)行開采之前，需要做好充分的準(zhǔn)備工作。首先，由于礦山的地質(zhì)環(huán)境、地表溫度、地下溫度等條件都會對煤礦的開采起到影響作用，因此，開采前需要對該礦山進(jìn)行專業(yè)的地質(zhì)勘查。采用地質(zhì)勘查設(shè)備，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、煤礦所處位置、地層中空的位置、地下水位置等的分布情況進(jìn)行詳細(xì)的了解，并繪制地址分布圖，以便于進(jìn)行開采時(shí)能夠有效避免危險(xiǎn)區(qū)域。

做好煤礦開采的準(zhǔn)備工作后，還需對煤礦開采工作進(jìn)行規(guī)劃與統(tǒng)籌，結(jié)合對礦山地質(zhì)條件的了解，設(shè)計(jì)一條科學(xué)合理的開采路線，為保障安全，該路線需要避開地層松動的區(qū)域、避開演示堅(jiān)硬難以挖掘的區(qū)域以及地下水通過的區(qū)域。計(jì)劃好路線后，開采時(shí)還需一邊開采，一邊對地下巷道進(jìn)行加固，開采過程中還要使用尖端的設(shè)備對周圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)勘測，實(shí)時(shí)了解開采時(shí)巷道周圍巖層及煤體的變化情況，根據(jù)實(shí)際情況制定合理的安全防護(hù)措施，避免火災(zāi)出現(xiàn)。

4.結(jié)語

要想使煤礦開采工作的安全性得到可靠保障，對人員、技術(shù)、制度的改進(jìn)必不可少，只有優(yōu)先做好預(yù)防工作才能防患于未然。

不僅如此，在安全措施上，防火和整個(gè)煤礦開采工程的安全都是重要的內(nèi)容，目前我國這方面，更多依賴的是過去的處置經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)到的處置技術(shù)，在相關(guān)的管理人才培養(yǎng)工作上應(yīng)該加大力度培養(yǎng)專業(yè)能力更加強(qiáng)大的專業(yè)型人才，提升工作的科學(xué)性。還要建立起完善的防滅火體系，完善的防滅火體系能夠在發(fā)生火災(zāi)的情況下，最快速度組織火勢的蔓延，為工作人員的避險(xiǎn)提供時(shí)間，減少煤礦企業(yè)的損失。同時(shí)，防滅火體系的重點(diǎn)不僅在于滅火還在于防火，在日常生產(chǎn)過程中，能夠有效地規(guī)范工作人員的行為，使煤礦開采工作的安全性得到有效的提升。同時(shí)對于潛在的威脅，要防微杜漸，做好預(yù)防措施，避免各種誘因?qū)е旅旱V工程火災(zāi)或各種意外事故，保障工作人員的生命安全和煤礦開采的效益。