关于煤矿火区封闭与管理的探讨

任振宇

（西山煤电集团公司杜儿坪矿，山西 太原 030022）

·专题综述·

关于煤矿火区封闭与管理的探讨

任振宇

（西山煤电集团公司杜儿坪矿，山西 太原 030022）

在我国每年都会因为火灾事故而使得许多采区被封闭，因而也导致大量资源被冻结。作者总结多年的现场管理经验，对火区封闭、火区管理及封闭火区的启封进行了论述，强调了在火区管理中《煤矿安全规程》及《矿井密闭防灭火规范》的纲领性作用，对矿井现场火区的管理人员均有一定的参考价值。

火区封闭；火区启封；火区管理

近年来，我国广泛采用的综采放顶煤技术，在生产效率大幅度提高的同时，造成了采空区遗煤多、漏风严重等问题，使得自燃火灾发生频繁，许多火区在直接灭火无法达到预计效果的情况下，往往会采用封闭火区的办法。我国每年由于火灾而导致封闭的工作面近百个，因封闭造成的冻结煤量达千万吨以上［1］。矿井火区封闭之后，在加强火区管理的同时，最重要的是通过对火区状态的判断，确定火区启封的时间及启封方法，以便早日恢复生产。

1 火区封闭

当煤矿火灾发生后，若灭火工具不足，消除火源不便，火势发展很快，或者是温度很高，不能进行直接灭火，或者直接灭火难以达到理想效果时，就需要及时采取封闭火区的方法。其实质就是利用防火墙把进、回风侧及所有容易向火区漏风的巷道予以封闭，避免空气向火区流动。但是这种灭火方法时效性较差，一般需要较长时间。

1．1 火区封闭的原则

矿井条件极其复杂，火势的发展受到各种扰动因素的制约，火灾具有随时扩大的可能性，极有可能会发展成为各种灭火技术都无法有效控制的态势，所以，必须要有随时封闭火区的准备。《煤矿安全规程》第240条规定：“当采煤工作面投产和通风系统形成后，必须按设计选定的防火门位置构筑好防火门墙，并储备足够数量的封闭防火门的材料”，所以，不管采用何种方法，都应及时提前做好封闭火区的准备。

火区的封闭范围一定要小，封闭一定要严。火区范围大，一方面增加了防火墙的数量，而且也会延长灭火的时间。尤其是在高瓦斯矿井，由于进风防火墙的设置使得防火墙靠近火源一侧压力降低，防火墙与火源位置越接近，瓦斯积聚的就越少。所以，在保证安全的情况下，尽量使防火墙位置靠近火源。

封闭火区时，要有专人检查一氧化碳、瓦斯、氧气等气体的浓度和风流变化情况等。防止煤尘爆炸、瓦斯爆炸等次生灾害的发生。

1．2 防火墙位置的选取

有关技术规范指出“必须正确选择密闭的位置、结构的施工方法，尽可能缩小封闭范围，减少密闭数量，控制漏风，保证密闭的施工安全和工程质量，提高密闭防灭火的窒息效果”。因此，防火墙要求设置在距离火源近，且支护条件较好的地段。但有时为避免把防火墙设置在松软巷道内，使得防火墙的位置较远，为以后火区的启封带来困难。防火墙位置的选取应根据实际情况综合考虑。

在防火墙与火源之间不能存在联通火源前后的巷道，这种巷道极易造成火烟的循环，引发次生灾害。防火墙建成之后将形成一段距离的盲巷，很容易造成瓦斯积聚，对检查人员造成伤害，所以防火墙的位置也不易距离贯穿风流过远，对远距离的盲巷要建导风装置稀释瓦斯。同时为便于及时密闭，一般会把防火墙建在靠近运输巷的位置。

1．3 防火墙的类型

防火墙根据用途分为临时防火墙、永久防火墙和耐爆防火墙。

1）临时防火墙。临时防火墙设置的目的是，临时阻断向火区的供风，临时控制火势的发展。在设置时要求快速。最常见的临时防火墙主要有两种，风帐临时防火墙、木板临时防火墙，另外还有伞形临时防火墙和充气式临时防火墙。

2）永久防火墙。永久防火墙用于长期封闭火区，构筑时既要求密闭又要坚固。根据所用材料不同，分为木段、料石、砖和混凝土等形式。在地压不大、顶板稳定的巷道内适合使用料石和砖构筑的防火墙，当地压较大时适合用混凝土构筑。

3）耐爆防火墙。耐爆防火墙是在瓦斯较大的地区封闭火区时，为防止发生因火灾引发的瓦斯爆炸而构筑的一种防火墙。根据现场要求其必须能承受一定的压力，各国要求不一样。常用隔爆防火墙主要有沙袋耐爆防火墙和石膏耐爆防火墙，沙袋防火墙一般为巷道的2倍厚，石膏防火墙墙厚通常为2～3．5 m。

1．4 火区封闭顺序

在非瓦斯矿井中，要先构筑和封闭进风侧的防火墙，然后由救护队员再构筑回风侧的防火墙。封闭进风侧的防火墙首先封闭主风流，而后封闭向火区供风的旁侧风流。这种方法由于控制了进入火区的风量，所以可减弱火势，减少回风侧的火烟量，有利于回风侧密闭的施工。

在高瓦斯矿井中，由于防火墙的设置会使得墙前升压、墙后降压，如果先构筑进风侧防火墙，很可能在防火墙的构筑工程中，流向火源的风量逐渐下降，在局部负压的作用下，采空区会涌出大量的瓦斯气体，易引发瓦斯爆炸。所以高瓦斯矿井中，在火区进风侧设置的防火墙要留有通风孔，然后约定好时间同时密闭进、回风侧的防火墙。根据瓦斯爆炸时间，加固与建筑永久性防火墙的工作一定要在瓦斯爆炸的时间段过后再进行。

对于大量瓦斯逸出的火区进行密闭时，一定要预计瓦斯爆炸的可能程度，同时火区的封闭要遵循以下原则：

1）防火墙上要留有防爆门，一切就绪后立即封闭防火门，撤退人员。

2）风流的逆转到爆炸，需要一定的时间。要在瓦斯爆炸时间一段时间后，再对防火墙进行彻底的密封。

3）封闭火区期间及时掌握火区内部可燃性气体的变化情况，尤其是瓦斯的变化情况。

2 火区的管理

火区管理主要是指火区在密闭期间的管理，包括防火墙的管理和火区内气体状态的监测。

2．1 防火墙的管理

火区封闭以后，虽然可认为火已经被控制。但是，只要火源没有被彻底消灭，潜在的威胁是始终存在的，因此，必须要对火区进行加强管理。规程要求：“煤矿企业必须绘制火区位置关系图，注明所有火区和曾经发火的地点，每一处火区都要按形成的先后顺序进行编号，并建立火区管理卡片，火区位置关系图和火区管理卡片必须永久保存”［2］。

在做好上述工作的同时，最重要的是永久性防火墙的管理，要遵循以下规定：

1）必须在所有防火墙附近设置栅栏、警标，禁止人员入内，并悬挂说明牌，标明防火墙内外的气体成分、温度、空气压差、测定日期和测定人员。

2）防火墙外的温度、瓦斯以及空气压差必须每天检查一次，对防火墙也必须每天检查一次，发现急剧变化情况时，每班至少检查一次。

3）所有测定和检查结果，必须记入防火记录簿，矿井通风区长应按时审阅，发现封闭不严或有其他缺陷，火区内有异常变化时，必须采取措施及时处理，并上报矿领导。

定期检查防火墙外的空气温度、瓦斯浓度，防火墙内外空气压差以及防火墙墙体。发现封闭不严或有其他缺陷或火区有异常变化时，必须采取措施及时处理。

4）加强防火墙管理，一定要加强防火墙的严密性检查。经常给防火墙刷面，以利于发现漏风之处。靠近巷道边角的地方也要涂一层白灰，必要时如有裂缝，还应采取压住水泥的方法进行堵塞裂缝。若发出嘶嘶声，则说明防火墙有漏风，应立即将之抹严。

2．2 火区内火灾状态判定

对火区内的火灾状态进行有效的监测是火区管理的重要内容之一。目前，主要根据气体成分的变化进行综合定量分析，判定火区内火灾是否燃烧、趋于熄灭或者是已经熄灭，从而制定出相应的措施。

火区内气体是一种混合性气体，其主要成分有氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳、氢气及碳氢化合物等。按照是否发生爆炸，火区内气体分为可爆气体、助爆气体和阻爆气体；按照气体的形成过程分为空气分、可燃气体分和惰性气体分。

火灾状态的判定实质是对火灾区内各种气体的混合量在不同的外界条件影响下，随时间变化增加或减少以及成分的变化是否引起爆炸等灾变状态和灾变在外界条件影响下的发展的判别。当前普遍采用混合可燃气体爆炸三角形和爆炸危险系数法及火灾瓦斯压力判定法进行分析［1，3］。

3 火区启封

火区的启封和注销，特别是煤的自燃火区，对于熄灭状况的判断是十分重要的，需要十分谨慎。过早启封会引起火区复燃，要熄灭这种火灾有时候是非常困难的，会延误更多时间，花费更多费用，甚至可能引起爆炸。在火区的管理中，封闭火区只是手段，而火区启封使得被冻结的资源早日得到回采才是目的［4］。

3．1 火区启封的条件

火区的启封和注销，对于熄灭状态的判定十分必要，必须严格按照相关规定严格执行。

过早启封会引起火区复燃，再次熄灭会很困难。《煤矿安全规程》第248条规定：“封闭的火区，只有经取样化验证实火已熄灭后，方可启封或注销。火区同时具备下列条件时，方可认为火已熄灭：1）火区内的空气温度下降到30℃以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。2）火区内空气中的氧气浓度降到5．0%以下。3）火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0．001%以下。4）火区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。5）上述4项指标持续稳定的时间在1个月以上。”

为避免其他因素的影响，从火区采集气体时，应该选在大气压力正常或下降的时间内。每一个取样防火墙是进风还是排风都应该判断清楚，要力求使气样能真实地反映火区的内部情况。

3．2 火区启封

火区启封一定要做好准备，在《煤矿安全规程》的指导下严格按照有关安全规定执行，基本原则如下：

1）启封火区必须事先制定专门措施。

2）在启封之前，应准备把火区的回风直接引入回风巷，火区回风所通过的巷道内不许有人停留。

3）瓦斯矿井中，在火区相连的巷道内，应采取其他措施。

4）在启封火区恢复通风前，应切断启封防火墙附近的供电线路，尤其应注意回风侧的切断电源工作。

5）启封火区和火区初期通风工作，都要由矿山救援队负责。

火区启封的方法有通风启封火区法和锁风启封火区法。通风启封火区法是在保持正常通风情况下启封火区的一种方法，一般使用于封闭火区范围不大，并确认火源已经熄灭的火区；锁风启封火区法也称为分段启封火区，适用于火区范围较大、难以确认火源是否彻底熄灭或火区内积存有大量爆炸气体，一旦与残留的火源接触，有发生爆炸危险的火区［5］。无论采取何种方法，工作中都要经常检查火区气体，如果发现有复燃征兆，立即采取相应备案措施。

4 结 论

随着煤炭开采量的增大及机械化程度的提高，火灾事故也在大量的出现。笔者对火区封闭、火区管理及火区启封进行了论述，重点强调了防火墙的封闭原则、火区内火灾状态判断及火区启封的原则，力争通过有效的管理确保矿井的安全生产。

［1］ 王德明．矿井火灾学［M］．徐州：中国矿业大学出版社，2008：1-2．

［2］ 国家安全生产质量监督管理总局，国家煤炭安全监察局．煤矿安全规程［M］．北京：煤炭工业出版社，2006：29-30．

［3］ 国家安全生产质量监督管理总局，国家煤炭安全监察局．矿井密闭防灭火技术规范［M］．北京：煤炭工业出版社，2007：3-4．

［4］ 李金海，周福宝．关于封闭火区启封条件在实践应用中的探讨［J］．煤矿安全，2009（12）：85-88．

［5］ 贾学勤，周军民．矿井封闭火区的灭火治理与缩风恢复［J］．中州煤炭，2002（1）：37-38．

Investigate on Fire Zone Sealing and Management in Coal Mine

Ren Zhen-yu

In our country every year because of fire accidents make many of the mining area are closed，and thus lead to a large number of resources are frozen．The author summarize site management experience for many years，discuss fire zone sealing，fire zone management and closed fire zone unsealed，emphasize the programmatic role of the＂coal mine safety regulations＂and＂mine sealing fire preventing and extinguishing specification＂in fire zone management and have a certain reference value for management personnel of the mine fire zone．

Fire zone sealing；Fire zone unsealed；Fire zone management

TD75+2

A

1672-0652（2013）09-0046-03

2013-06-08

任振宇（1973—），男，山西大同人，1997年毕业于阜新矿业学院，工程师，主要从事煤矿生产及安全管理工作（E-mail）rzy_1973＠163．com