综合防灭火安全技术在杂地质条件下综采工作面中的应用

综合防灭火安全技术在杂地质条件下综
采工作面中的应用
摘要：矿井自然发火时，会释放出大量的毒气和毒气，对矿井内的人身和财产造成威胁；煤层煤尘常引发瓦斯、煤尘爆炸，危害更大，因此，开展煤尘自燃成因及防治措施与措施，是防治煤尘自燃的关键。

本文根据淮南煤矿综采工作面的具体条件，介绍了对综采工作面进行的几种防治措施，并介绍了对综采工作面进行的几种防治措施，从而有效地防止了综采工作面发生的火灾。

关键词：综采工作面；复杂地质条件；综合防灭火技术
在综放开采过程中，由于穿越断裂等导致的采空区漏煤和收作时间远超天然火区，极容易引发煤层天然火险。

煤炭自燃发火的三个因素，由于煤炭的赋存状态、开采状态、通风状况等因素的共同作用，导致了煤炭自燃发火的发生。

1.延长煤层自然发火期的途径
1.1降低煤的氧化速度和氧化生热
减小了空气泄漏，使加热区域氧气含量下降；选择具有较小分子量和良好效果的阻化剂或固态浆料，对破碎的煤层或将其注入煤层中以填充煤层的裂缝中，以防止氧气的渗入。

1.2增加散热强度，降低升温速度
提高残留煤层的分散程度，提高地表散热；在温度较低阶段，自热煤可以通过增大排烟密度和增大煤层含水率等措施来达到提高放热量和提高煤层含水率的目的。

2.综合防灭火技术在复杂条件下综采工作面中的应用
煤炭自燃发火过程中，煤体表面活性结构、含氧量、温度等因素对煤炭自燃
发火过程具有重要作用。

所以，灭火的方法有三种：一是切断煤炭与氧气的联系，抑制自然燃烧；二是通过降温，减小煤的氧化性释放热量，从而达到灭火的目的。

三是通过对煤层进行钝化，减缓煤与氧气的结合速率，达到抑制煤炭自燃着火的
目的。

当前常见的防灭火技术有：惰化、堵漏、降温等以及这两种技术的综合，
一起起到灭火作用，从而达到防灭火的目的。

2.1建立健全防火系统
鉴于采空区中存在着很难进行注浆，因此，本项目拟在上隅角处预先埋设两
条注浆管线，距离采空区40—80米，并进行持续地注浆，同时在下隅角处埋设
两条氮气管线，保证氮气管线的出口处距离采空区20—40米。

在回采面上设一
台喷浆机，在回采后每隔一段时间向回喷一次浆液。

此外，在地表注浆站场中添
加阻燃剂 MEA，可使其与煤壁上产生较强的黏滞作用，并可将其与煤壁上的黏滞
作用进行长时间的缠绕与吸附，达到降温、隔离氧气与气体的目的。

将液体CO2
注入站设于工作面下顺槽的出口，通过一条φ25 mm的高压橡胶管道将液体CO2
注入采空区中，并将液体CO2注入下顺槽中。

2.2上隅角埋管灌浆
采场上隅注浆时，容易在煤岩体的裂缝中产生固化的浆液，无法达到注浆灭
火的目的。

为此，采用隔茬埋设注浆管道的办法。

在开采初期，在开采过程中，
将三个铁管子预先埋设在采空区中。

有十米，二十米，三十米。

这种注浆方式还
能有效地解决大倾斜煤层开采过程中上隅角容易聚集热量的问题。

2.3堵漏技术防灭火
封闭空气技术是指通过多种技术手段，来减小或消除对煤层和采空区的空气
泄漏，从而达到防止煤炭自燃燃烧的目的。

目前，国内已先后研发出了适合于巷
顶高冒封堵的耐压水泥浆和胶体封堵技术与材料，适于巷面封堵的水泥浆、高水
分速凝剂和胶体封堵技术与材料，马利散、艾格劳尼、聚氨酯等适合采空区封堵
的均压、耐泡、胶体和尾砂等技术，这些技术都有各自的应用场合和优点。

而在
这些技术中，无论是均压防灭火还是凝胶防灭火，都不需要太多的技术，而且它
们的特点是对环境没有任何影响，对环境没有任何影响，需要的投资也比较小，
技术也比较成熟。

2.4均压防灭火
均压防灭火的实质是通过安装调节压力设备或调节通风设备，减小漏风风路
两端空气的压差，使得风风路的两个端面空气的压强保持在相同的水平，也就是
压强接近于零。

因而，通过对氧气进行泄漏空气的供应，可以更迅速地让火焰自
己停止燃烧，从而消灭自燃。

在实施压力平衡式防火时，要时刻注意风压差、空
气流量和空气组分的改变和火灾发生的预兆，并依据现场的实际状况，随时调节
压力差，并有针对性地进行防范。

此外，还要加大对通风设备的日常检测和维护
力度，确保通风设备的良好运转。

2.5注水和灌浆技术
水是一种最经济和最普遍的救火物质。

水的热能非常高，1升的水在变成水
蒸气的时候，会吸收2256.7 kJ的热量，并且会产生1.7m3的水蒸气，这些水蒸
气可以迅速地将煤炭的温度下降，稀释了氧气的浓度，起到包围、隔离和熄灭火
源的效果。

注浆灭火技术已在国内得到广泛地使用，并已收到很好的成效，是矿
井内部火灾防治的重要手段。

浆液可以将煤层包裹起来，其中的水分可以增加水分，降低氧化速率，浆液可以填充煤体内的裂隙，从而达到堵漏、防止氧化的目的，根据开采过程与开采过程的联系，可以将其划分为“随采随灌”“采前预灌”和“采后注浆”两种方式，对于采空区的防治具有重要的意义。

2.6惰性气体防灭火技术
80年代后期，我国抚顺煤田煤矿第一次采用了氮气作为瓦斯治理煤层瓦斯灾
害的技术，并于80年代后期在龙凤煤矿进行了瓦斯治理试验。

这一技术在扑救
过程中，对煤巷顶板、下层采面前部、上层采空区浮煤、采空区易燃煤层遗煤等
方面，均无较好扑救作用。

2.7胶体防灭火技术
所谓胶体防火，就是在一定的时间和一定的区域里，将一种不流动的半固态
的胶状物质包住了一种特殊的温度，从而达到防火的目的。

胶体材料有无机胶体
材料、胶体泥浆材料、增稠剂胶体材料、复合剂胶体材料等。

因为凝胶的成胶是一个吸热量的化学反应，所生成的凝胶对水分起到了固化
的效果，因而具有良好的冷却和扑救效果；在胶凝过程中，胶凝材料的形态发生
了改变，表现出了一定的渗流、堵漏和填充作用。

采用胶体材料的缺点是流动能
力小，功能有限；在含水量蒸发后，胶体易开裂，价格昂贵；有些物质（例如一
般的硅酸胶）在形成胶体后会产生毒性和危害的气体。

3.矿井防灭火的其他要求
3.1完善束管监测系统
通过在工作面中埋设一根监视管束，并对采空区中CH4, CO,C2H4,C2H2,C2H6
等火灾指数进行识别和检测，并制作相应的火灾指数，从而为火灾防治工作提供
可靠的资料，达到实时监视和监视的目标。

3.2提高工作面回采率
空区内残留的煤愈多，引燃的风险愈大，作业中应尽量将空区内漂浮的煤尽
量清理干净，并在最短时间内将底部漂浮的煤排出，以最大程度地避免引燃。

3.3合理控制工作面通风
在采煤过程中，应按照采煤面上的瓦斯含量，将采煤面上的空气流量控制在
最低限度，以保证整个采煤体系的稳定性，并避免出现“拉风”现象。

随着工作
面空气流量的下降和漏风压差的下降，在一定程度上可以达到减小采空气流的目的。

如果继续加速，就可以减小煤层自燃的发生概率。

3.4抓好工作面设计
在进行综采工作面的规划时，要结合采场的实际情况，对其进行合理的规划。

并针对不同的作业条件，选择不同的综合防火技术。

制定实施措施的科学化实施
计划，并将实施计划落实到每位员工身上。

4 结束语
煤矿天然火灾的防控，要求在煤炭自燃机理、火灾早期预测预报、自燃危险
区的判断与处理、有针对性地防火和综合整治等几个方面做出努力。

要结合每个
煤矿的具体情况，选用适当的技术和方法，并对新技术、新材料进行推广应用，
只有这样，才可以消除或降低发火隐患的产生，确保煤矿的安全生产。

参考文献：
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