矿井均压防灭火技术运用研究

武丕俭

山西焦煤集团汾西矿业集团新峪煤业有限责任公司 032302

引言

煤炭在生产过程中存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大自然灾害，其中矿井火灾在煤矿的灾害比例中占据最大，而矿井火灾的主要因素就是煤炭自燃。煤炭自燃的发生主要是由于通风管理不善，均压防灭火技术就是有效处理风和火关系的防治煤炭自燃的措施之一。

矿井均压防灭火技术是在20世纪50年代出现的，其主旨是“降压减风、管风防火、堵风防漏、以风治火。”均压防灭火技术最初是用于更快熄灭封闭火区内的大火，在20世纪60年代世界上一些采煤技术发达的国家逐渐采用均压灭火技术于矿井灭火，我国的淮南、辽源等矿区也最先试用这一防灭火技术，逐渐推广到徐州、平庄、六枝等矿区。最典型的是在1984年大同矿务局煤峪口煤矿用均压技术扑灭大面积自燃火灾。经过几十年的发展，均压灭火在理论与技术上都得到了进一步的发展。

1 矿井均压防灭火技术介绍

均压是指均衡漏风通道进出口两端的风压，来杜绝或者减少漏风量的措施，这样取消了煤炭自燃的条件之一，可以防火也可以防灭火，均压也称为调压。均压运用在封闭区可以防止煤炭自燃并且可以加速火灾熄灭，均压用于开区可以抑制工作面后部采空区遗煤自燃的发展。

均压防灭火技术的原理非常简单，在运用中不会对生产人员造成伤害，也不会影响到生产的正常进行，同时不受到水、土质等因素的制约，其原理是“以风治火”，比如当前我国采用较多的放顶煤开采技术，放顶煤开采中冒落高，采空区漏风量大，漏风范围比较广，遗煤较多容易引起自燃，虽然注浆等办法能够一定程度防灭火，但是由于不清楚自燃火源，运用注氮等方法成本较高，而运用均压技术则不受以上问题制约，取得了较好成效。

均压防灭火技术主要有开区均压和闭区均压。开区均压是在生产工作面建立均压系统，减少后部采空区漏风，抑制煤的自燃，防止有害气体超限或者向工作面涌出，进而保证回采工作面正常生产；闭区均压是在可能发生煤炭自燃并且封闭区域采取均压措施，防止发生火灾。

2 均压防灭火技术应用

2.1 开区均压防灭火

开区均压系统有较多形式，主要根据工作面不同漏风形式构成，不同的漏风形式要用不同的端点压差来实现开区均压，进而减少向后部采空区漏风，抑制遗煤自燃，防止有害气体向工作面涌出，保证工作面正常回采。

针对单一工作面漏风，单一工作面漏风主要指工作面后部采空区，形式比较简单，让漏风风流尽可能少的通过后部采空区。要减少风量，降低1—2间压差，比如在回风巷安装调节门来提高1点风压；同时要缩短工作面长度或者把长工作面通风方式改为“E”型，采用上下两巷进风，中间巷回风或者中间巷进风，上下两巷回风，调节工作面进回风端点压差，减少漏风采空区风量的调压措施。

针对分层开采、近距离煤层开采上下采空区连通防漏风的均压技术，这种漏风比较复杂，漏风渠道较多。首先需要查清漏风通道，探测漏风通道最新方法是采用示踪气体法，用SF6来检测井下漏风；然后在漏风裂隙密集并且范围较大、堵漏技术成效不好的地方设置调压气室。在进回风巷安设两道调节风门，减少风量，通风压差降低。进风巷安设调压风机接风筒到工作面，减少漏入上部小煤窑或者上分层的漏风量。

2.2 闭区均压防灭火

闭区均压防灭火是对可能发生煤炭自燃的封闭区域采取均压措施来防止火灾，成为闭区均压防火；或者在已经发生火灾的封闭区域通过均压技术来加速火区熄灭，称为闭区均压灭火。

首先压并联风路和调节风门联合均压，减少进回风口两点的压差，降低漏风量，消除自燃发火的危险，也能够加速熄灭原来封闭区的火源；然后调压风机和调节风门联合均压，消除原来防火墙内外压差，阻止漏风；最后要连通管均压，在可能发生煤炭自燃的封闭区回风侧密闭墙面，加筑密闭墙，穿过外部密闭墙安设管路直通地面，在管路出口安设调节阀门，让进回风两端压能相等，让漏风消失。

3 均压防灭火运用分析

3.1 运用矿井基本情况

攀枝花西区某小煤窑的开采方式是斜井分区式，两翼开采，中央并列抽出式通风，矿井瓦斯等级为低瓦斯，煤尘有爆炸危险性，煤层自燃发火期为2～3个月，最短30天，生产水平标高400m，回风水平标高390m，400m水平石门和水平石门都在煤层底板岩石中。发现某处密闭压差为16mmH20～22mmH20，确认氧化点在118～1系统中。

3.2 均压防灭火方案

通过现场调查分析制定均压防灭火方案：首先增加漏风阻力，降低漏风量并且减少向旧区供氧，对该处进行密闭重新加固、抹面；然后设置调量风门，调节通风压力，实现均压通风防灭火，让漏风通道和正常通风系统之间构成角联系统，进而降低该处的正压。

最后在发现一氧化碳浓度增加后，及时采取防灭火措施，让该处的压差调节到0～1mmH20，次日采煤工作面气体呈现下降趋势，一周后工作面一氧化碳浓度为0.002瓦斯浓度0.68/6，二氧化碳浓度0.1%，实现小煤窑工作面恢复安全生产需要的生产条件。

4 结语

矿井发生火灾，通常会有一个蓄育的过程，根据煤层自燃发火预兆一般能够在早期发现，但是在一些人们很难进去的采空区或者煤柱里面，由于火源隐蔽，很难准确找到自燃发火预兆，火灾往往很难扑灭并且持续时间较长，火灾范围会逐渐扩大并且冻结大量资源。所以对矿井火灾的治理整点还是要早发现、预防和治理。通过采取均压技术，能够有效消除矿井自然煤层的发火隐患，确保矿井的安全，为安全生产保驾护航，并且为生产创造更佳的环境，保障矿井各个工作面顺利完成生产任务，提高矿井生产效益。

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