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火灾对煤矿安全生产的影响

摘要:火灾事故严重威胁煤矿企业安全生产,本文介绍煤矿火灾的特点以及火灾对煤矿安全生产的影响,分析我国目前采用的不同类型的火灾防治措施。

关键词:煤矿;安全生产;火灾;防治措施

矿井火灾对于煤矿安全生产具有极大威胁。国家安监总局统计表明,在煤矿五大灾害引起的人员死亡事故中,火灾事故所占比例为1.6%,在所有灾害中排列第五位,但在一次死亡3人以上的事故调查中,按死亡人数进行计算,火灾事故所占比例为3.6%,仅次于顶板垮落、瓦斯突出以及矿井水害引起的人员伤亡,位列第四位。在煤矿井下,火灾态势发展迅速,控制难度大,影响范围广,一旦发生火灾将会造成严重的人员伤亡和财产损失,所以火灾防治对于煤矿的安全生产来说具有重大意义。

1煤矿火灾的特点

矿井火灾一般是指发生在井口附近或煤矿井下,直接影响煤矿井下的安全生产并造成严重损失的非控制性燃烧。发生在煤矿井下和地面的火灾有两个明显的不同点:①煤矿井下发生火灾时,在进行通风选择中难度大,风量大小和风路选择受火势的严重制约;②煤矿井下火灾由于受空间限制,火灾发生后影响范围大,火势发展迅速,人员逃生难度大。发生煤矿井下火灾必须满足燃烧的三个条件:①可燃物。在井下,煤炭通常呈破碎状态,且具有自燃倾向性;②燃烧所需要的空气。为了满足生产需求,需要不断向井下送入新鲜风流,碎煤不断被氧化;③引起燃烧所需要的火源。煤炭在不断被氧化过程中会积蓄大量热量,难以散失,导致温度不断升高,成为引发火灾的火源。

2我国常用火灾预测与防治措施

2.1煤自燃的预测方法。(1)测温法。煤炭在被氧化过程中会不断释放出热量,引起空气和围岩温度升高,所以可以通过测定煤岩与环境温度对煤层的自燃进行早期预报。这种方法通常用于煤层巷道异常点温度的监测。(2)气体分析法。煤炭在被氧化过程中,在释放热量的同时还会释放出CO、C2H4、C2H2等碳氢类气体,所以可以通过检测环境中碳氢气体的含量,对煤炭自燃进行早期预报,并采取相应的防治措施[1]。此外,煤炭自燃早期预报方法还有电离法、磁力预测法、光电法以及烟雾法等。2.2火灾防治措施。煤矿在进行火灾防治中应坚持“预防为主,综合治理”的原则。我国常用的防灭火措施包括:(1)阻化剂技术。通过将无机盐化合物溶液喷洒在煤上,可以有效阻止煤炭被氧化而导致的自燃。(2)胶体技术。将基料和铵盐按照一定比例与水进行混合后,通过压注系统将混合溶液注入煤体,煤层在注入凝胶之后会迅速凝结、固化,从而达到阻止煤炭被氧化和降低煤炭的自燃倾向的目的。(3)均压防灭火。均压灭火的原理是对自燃区域两端采取通风来达到减少两端压差的目的,从而阻断自燃区域氧气来源。均压灭火可以在煤炭自燃区应用,也可以在封闭火区中应用。(4)预防性灌浆。把浆液注入易自燃区域,可以在减缓煤块被氧化的同时吸热降温,从而达到阻止自燃的目的。注入浆液之后,浆液可以把煤块包裹起来,隔绝煤块与空气的接触,阻绝煤块被氧化,减少自燃发火危险性。(5)惰性气体技术。通过将惰性气体注入自燃危险区域,降低氧气浓度,有效防止煤炭自燃[2]。

3案例分析

3.1柴家沟煤矿自燃火灾防治技术。柴家沟煤矿主采4号煤层,该煤层极易自燃发火。最新形成的41006工作面长140m,平均煤厚6.8m,最厚可采煤层14.2m,工作面开采方式为综合机械化放顶煤开采,煤层自燃发火期35天。由于自燃发火期短,所以对矿井安全生产造成了极大的威胁。柴家沟煤矿通过实践探索,制定了有效的火灾防治措施:(1)建立可靠的自燃火灾预测预报技术。柴家沟煤矿井下采用GC-4085型矿井火灾预测预报束管监测系统,该系统可以对41006工作面的烟气流动和高温点进行实时监控,不仅可以对煤炭自燃进行早期预报,而且可以检测煤炭自燃发火周期的长短,为井下火灾防治工作提供依据。(2)柴家沟煤矿采用的防治技术:①注氮防灭火。煤矿井下要根据不同采煤工艺选择注氮技术。柴家沟煤矿选取顺槽埋管方式进行注氮防火。首先,在工作面进风顺槽外侧巷道帮敷设管道,然后将管道埋入采空区内。采空区内进行埋管时,管路每隔一定距离预设氮气释放口,其位置高于煤层底板20cm~30cm。此外,为了避免因释放口堵塞而造成不能注氮,采用木垛保护释放口。注氮防灭火主要适用于综放开采工作面采空区自燃火灾的预防和治理;②注胶防灭火技术。煤矿利用“ZHJ-5/1.8G煤矿用注浆机”,将1%凝胶通过调速器加入盛有水的料斗中混合均匀形成胶体,胶体通过主泵经由分流器被注入煤层自燃区域,从而达到防治目的。注胶防灭火技术一般用于对煤矿井下高温点的处理和工作面火灾的防治[2]。3.2王庄煤矿自燃火灾防治技术。王庄煤矿主要采取的是均压防灭火技术。根据煤矿井下的使用条件的不同以及作用原理的差异,均压防灭火技术可分为开区均压防灭火技术和闭区均压防灭火技术两种。(1)开区均压防灭火技术。开区均压防灭火技术的原理是在回采工作面建立均压系统,减少回采工作面向采空区的漏风量,抑制采空区遗煤自燃,保证工作面的正常回采。使用开区均压防灭火技术的关键是查清漏风通道,确定漏风范围,降低工作面两端压差。开区均压防灭火措施包括:①调节风门均压。针对小区域的并联漏风可以采取设立调节风门达到均压目的。在设立风门时,为了提高压力向采空区方向的传递效率,风门应设置在距离回采工作面向外60~110处,设立在帮顶完好的原始煤层或岩巷中。调节风门应设置两道,两道风门之间的距离应在3~5倍巷道断面范围内,以保证两风门之间风压损失的稳定;②改变工作面通风系统。改“U”形通风为“W”形通风,使用“U”形通风的缺点是容易造成工作面两端压差增大,采空区的易自燃带变宽,极易引发遗煤自燃。改为“W”形通风之后,两端压差显著降低,采空区易自燃带明显减小,窒息带前移,有效抑制了采空区遗煤自燃[3]。(2)闭区均压防灭火。闭区均压防灭火指在已经因为火灾而封闭的区域采取均压措施,从而达到快速灭火的目的。王庄煤矿闭区均压防灭火采取的措施是:并联风路与调节风门联合均压。闭区均压方法还包括调节风门、连通管道、调压风机以及调节主扇等。使用闭区均压防灭火的特点是设备投资少,工作量较小且防灭火效果显著。

4结语

火灾严重影响煤矿的安全生产,本文通过分析煤矿火灾的危害与特点,介绍了不同的防灭火技术,并针对不同煤矿的防灭火技术进行具体分析,对于促进煤矿的安全生产具有重要意义。

参考文献:

[1]郭玉森.矿井火灾特性及火源分析[J].闽西职业大学学报,2001,(3).

[2]孙忠强,郭立稳.我国煤矿火灾防治技术的研究现状[J].河北理工学院学报,2007,29(2):3-4.

[3]张军亮,栾鹏.煤炭自燃、预防措施分析和技术展望[J].山东煤炭科技,2011,(1):191-192.

作者:王荣春 单位:景德镇市安全生产应急救援指挥中心

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