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淺談火災對煤礦安全生產的影響

來源:原創論文網 添加時間:2018-09-07

  摘要:火災事故嚴重威脅煤礦企業安全生產, 本文介紹煤礦火災的特點以及火災對煤礦安全生產的影響, 分析我國目前采用的不同類型的火災防治措施。

  關鍵詞:煤礦; 安全生產; 火災; 防治措施;

安全生產論文配圖

  礦井火災對于煤礦安全生產具有極大威脅。國家安監總局統計表明, 在煤礦五大災害引起的人員死亡事故中, 火災事故所占比例為1.6%, 在所有災害中排列第五位, 但在一次死亡3人以上的事故調查中, 按死亡人數進行計算, 火災事故所占比例為3.6%, 僅次于頂板垮落、瓦斯突出以及礦井水害引起的人員傷亡, 位列第四位。在煤礦井下, 火災態勢發展迅速, 控制難度大, 影響范圍廣, 一旦發生火災將會造成嚴重的人員傷亡和財產損失, 所以火災防治對于煤礦的安全生產來說具有重大意義。

  1 煤礦火災的特點

  礦井火災一般是指發生在井口附近或煤礦井下, 直接影響煤礦井下的安全生產并造成嚴重損失的非控制性燃燒。發生在煤礦井下和地面的火災有兩個明顯的不同點: (1) 煤礦井下發生火災時, 在進行通風選擇中難度大, 風量大小和風路選擇受火勢的嚴重制約; (2) 煤礦井下火災由于受空間限制, 火災發生后影響范圍大, 火勢發展迅速, 人員逃生難度大。

  發生煤礦井下火災必須滿足燃燒的三個條件: (1) 可燃物。在井下, 煤炭通常呈破碎狀態, 且具有自燃傾向性; (2) 燃燒所需要的空氣。為了滿足生產需求, 需要不斷向井下送入新鮮風流, 碎煤不斷被氧化; (3) 引起燃燒所需要的火源。煤炭在不斷被氧化過程中會積蓄大量熱量, 難以散失, 導致溫度不斷升高, 成為引發火災的火源。

  2 我國常用火災預測與防治措施

  2.1 煤自燃的預測方法

  (1) 測溫法。煤炭在被氧化過程中會不斷釋放出熱量, 引起空氣和圍巖溫度升高, 所以可以通過測定煤巖與環境溫度對煤層的自燃進行早期預報。這種方法通常用于煤層巷道異常點溫度的監測。

  (2) 氣體分析法。煤炭在被氧化過程中, 在釋放熱量的同時還會釋放出CO、C2H4、C2H2等碳氫類氣體, 所以可以通過檢測環境中碳氫氣體的含量, 對煤炭自燃進行早期預報, 并采取相應的防治措施[1]。

  此外, 煤炭自燃早期預報方法還有電離法、磁力預測法、光電法以及煙霧法等。

  2.2 火災防治措施

  煤礦在進行火災防治中應堅持“預防為主, 綜合治理”的原則。我國常用的防滅火措施包括:

  (1) 阻化劑技術。通過將無機鹽化合物溶液噴灑在煤上, 可以有效阻止煤炭被氧化而導致的自燃。

  (2) 膠體技術。將基料和銨鹽按照一定比例與水進行混合后, 通過壓注系統將混合溶液注入煤體, 煤層在注入凝膠之后會迅速凝結、固化, 從而達到阻止煤炭被氧化和降低煤炭的自燃傾向的目的。

  (3) 均壓防滅火。均壓滅火的原理是對自燃區域兩端采取通風來達到減少兩端壓差的目的, 從而阻斷自燃區域氧氣來源。均壓滅火可以在煤炭自燃區應用, 也可以在封閉火區中應用。

  (4) 預防性灌漿。把漿液注入易自燃區域, 可以在減緩煤塊被氧化的同時吸熱降溫, 從而達到阻止自燃的目的。注入漿液之后, 漿液可以把煤塊包裹起來, 隔絕煤塊與空氣的接觸, 阻絕煤塊被氧化, 減少自燃發火危險性。

  (5) 惰性氣體技術。通過將惰性氣體注入自燃危險區域, 降低氧氣濃度, 有效防止煤炭自燃[2]。

  3 案例分析

  3.1 柴家溝煤礦自燃火災防治技術

  柴家溝煤礦主采4號煤層, 該煤層極易自燃發火。最新形成的41006工作面長140m, 平均煤厚6.8m, 最厚可采煤層14.2m, 工作面開采方式為綜合機械化放頂煤開采, 煤層自燃發火期35天。由于自燃發火期短, 所以對礦井安全生產造成了極大的威脅。柴家溝煤礦通過實踐探索, 制定了有效的火災防治措施:

  (1) 建立可靠的自燃火災預測預報技術。柴家溝煤礦井下采用GC-4085型礦井火災預測預報束管監測系統, 該系統可以對41006工作面的煙氣流動和高溫點進行實時監控, 不僅可以對煤炭自燃進行早期預報, 而且可以檢測煤炭自燃發火周期的長短, 為井下火災防治工作提供依據。

  (2) 柴家溝煤礦采用的防治技術: (1) 注氮防滅火。煤礦井下要根據不同采煤工藝選擇注氮技術。柴家溝煤礦選取順槽埋管方式進行注氮防火。首先, 在工作面進風順槽外側巷道幫敷設管道, 然后將管道埋入采空區內。采空區內進行埋管時, 管路每隔一定距離預設氮氣釋放口, 其位置高于煤層底板20cm~30cm。此外, 為了避免因釋放口堵塞而造成不能注氮, 采用木垛保護釋放口。注氮防滅火主要適用于綜放開采工作面采空區自燃火災的預防和治理; (2) 注膠防滅火技術。煤礦利用“ZHJ-5/1.8G煤礦用注漿機”, 將1%凝膠通過調速器加入盛有水的料斗中混合均勻形成膠體, 膠體通過主泵經由分流器被注入煤層自燃區域, 從而達到防治目的。注膠防滅火技術一般用于對煤礦井下高溫點的處理和工作面火災的防治[2]。

  3.2 王莊煤礦自燃火災防治技術

  王莊煤礦主要采取的是均壓防滅火技術。根據煤礦井下的使用條件的不同以及作用原理的差異, 均壓防滅火技術可分為開區均壓防滅火技術和閉區均壓防滅火技術兩種。

  (1) 開區均壓防滅火技術。開區均壓防滅火技術的原理是在回采工作面建立均壓系統, 減少回采工作面向采空區的漏風量, 抑制采空區遺煤自燃, 保證工作面的正常回采。使用開區均壓防滅火技術的關鍵是查清漏風通道, 確定漏風范圍, 降低工作面兩端壓差。開區均壓防滅火措施包括: (1) 調節風門均壓。針對小區域的并聯漏風可以采取設立調節風門達到均壓目的。在設立風門時, 為了提高壓力向采空區方向的傳遞效率, 風門應設置在距離回采工作面向外60~110處, 設立在幫頂完好的原始煤層或巖巷中。調節風門應設置兩道, 兩道風門之間的距離應在3~5倍巷道斷面范圍內, 以保證兩風門之間風壓損失的穩定; (2) 改變工作面通風系統。改“U”形通風為“W”形通風, 使用“U”形通風的缺點是容易造成工作面兩端壓差增大, 采空區的易自燃帶變寬, 極易引發遺煤自燃。改為“W”形通風之后, 兩端壓差顯著降低, 采空區易自燃帶明顯減小, 窒息帶前移, 有效抑制了采空區遺煤自燃[3]。

  (2) 閉區均壓防滅火。閉區均壓防滅火指在已經因為火災而封閉的區域采取均壓措施, 從而達到快速滅火的目的。王莊煤礦閉區均壓防滅火采取的措施是:并聯風路與調節風門聯合均壓。閉區均壓方法還包括調節風門、連通管道、調壓風機以及調節主扇等。使用閉區均壓防滅火的特點是設備投資少, 工作量較小且防滅火效果顯著。

  4 結語

  火災嚴重影響煤礦的安全生產, 本文通過分析煤礦火災的危害與特點, 介紹了不同的防滅火技術, 并針對不同煤礦的防滅火技術進行具體分析, 對于促進煤礦的安全生產具有重要意義。

  參考文獻
  [1]郭玉森.礦井火災特性及火源分析[J].閩西職業大學學報, 2001, (3) .
  [2]孫忠強, 郭立穩.我國煤礦火災防治技術的研究現狀[J].河北理工學院學報, 2007, 29 (2) :3-4.
  [3]張軍亮, 欒鵬.煤炭自燃、預防措施分析和技術展望[J].山東煤炭科技, 2011, (1) :191-192.

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