采空区“三带”观测及注氮防灭火研究

郭君柳（太原煤炭气化（集团）有限责任公司，山西　　太原　030024）

采空区“三带”观测及注氮防灭火研究

郭君柳
（太原煤炭气化（集团）有限责任公司，山西太原030024）

摘要：我国煤炭资源非常丰富，煤炭是支撑人们日常生活、促进经济发展的重要能源之一。每天全国上下同时开工的煤矿不计其数，但是煤矿事故发生率也是一个令人头疼的问题，虽然近年来我国对于煤炭开采行业进行了大规模整顿，但是事故的发生总是让人防不胜防。火灾是煤炭最常见的事故，而且大多数都发生在“采空区”，本文旨在探讨采空区“三带”的观测以及注氮防灭火的实用方法，提高煤炭开采的安全性和经济效益。

关键词：采空区；“三带”观测；注氮防灭火

我国的煤炭开采技术已经经过不断改良提升，但是每年仍然会发生煤炭事故，造成人员伤亡、经济损失，人们一直在研究预防煤炭事故的有效措施，也取得了一定的成果。因为大部分煤炭事故都会引发火灾，而煤炭的性质常常会引起自燃火灾，防不胜防。采空区“三带”的机率最大，且灭火难度最大。为了有效的预防采空区“三带”发生火灾，必须做好观测工作，并做好火灾预防工作和灭火工作。

1　采空区“三带”观测的重要性

采空区“三带”指的是“冷却带”、“氧化带”以及“窒息带”，由于开采工艺的缺陷，导致采空区“三带”是煤炭开采过程中最容易出现火灾的部分，并且这种火灾不是人为因素导致，而是在一定因素的影响下发生的自然火灾，令人防不胜防。由于采空区一般情况下，人们难以到达，一旦发生火灾，灭火难度会剧增，并且在这个部分发生的火灾，灭火方法不同于一般地方。为了有效防止采空区“三带”发生火灾，必须做好观测工作，随时检测这些地区的温度、气体浓度等因素，做好记录工作，分析是否存在异常因素。出现问题，快速做出反应，采取有效的方法解决，争取将事故在酝酿期妥善解决。

2　采空区“三带”观测方法

为了做好采空区“三带”的观测工作，首先要做的就是对采空区“三带”进行合理的划分，根据不同地带的特点，采取不同的监测方法。在进行采空区“三带”划分的时候，大部分是通过测量采空区自燃三带的各项数据，根据数据情况对采空区“三带”进行划分。目前，我国在进行采空区“三带”观测的时候，最常用的方法是局部束管检测。传统的观测主要是测量采空区的含氧量，当含氧量达到一定的范围，可能会诱发自燃火灾。但是根据实践操作发现，仅以含氧量来作为采空区“三带”火灾的观测指标过于片面，也不够科学，很多危险因素无法检测，通过人们的不断探索探究发现，通过局部束管系统来进行采空区“三带”气体的变化情况，并通过系统进行一定的数值模拟，可以直观的反应采空区“三带”气体变化，为判断是否寻在火灾诱发因素提供可靠地依据。

3采空区“三带”注氮防灭火的实践操作方法

氮气防灭火技术就是指将氮气输入采空区或其它区域，使该区域内空气惰化，使氧气浓度小于煤自然发火的临界氧浓度，从而防止煤氧化自燃，或使已经形成的火区窒息的防灭火技术。经过长期的实践探索，人们发现采空区“三带”最常用的防灭火方法是通过对采空区氧化带进行注氮，来有效进行放灭后工作，不仅可以快速灭火，而且可以有效的预防火灾的发生。但是在进行注氮防灭火操作的时候，应该采取科学的方法和合理的步骤，才可以最大程度上发挥作用。

3.1注氮方式的选择和实践操作过程

在进行注氮操作的时候，首先是在地面快速建立制氮机房并铺设管路，利用安装的制氮机将产生的氮气通过管道或钻孔压注至采空区或其它区域，达到使该区域内空气惰化，使氧气浓度小于煤自然发火的临界氧浓度，从而防止煤氧化自燃，或使已经形成的火区窒息的目的。注氮方式从空间上分为开放式注氮和封闭式注氮；从时间上分为连续性注氮和间断性注氮。注氮方式按氮气传输方式可分为埋管注氮、托管注氮、插管注氮和旁路注氮等。注氮方式应根据矿井综合实际情况设计。在注氮的过程中，每一个释放口都要做好保护工作，提高注氮工作的安全性。一些准备工作就绪后，当注氮释放口开始进入采空区冷却带与氧化带的交界部位时，就可以进行注氮。

3.2注氮防灭火管路设计和注氮量的确定

注氮防灭火的管路设计是注氮防灭火的重要内容，合理的管路设计可以提高注氮工作的实用性。一般情况下管路的铺设应尽量减少拐弯，要求平、直、稳，接头严密不漏气，管路分岔处应设置三通、截止阀和压力表。每节钢管的支点不少于两点，不允许在管路上堆放他物。低洼处应设置放水阀或放水器，管路应进行防腐处理，表面涂漆。定期对注氮管路进行试压检漏。注氮量的确定，要按照技术合理、经济可行的原则进行，选用的制氮能力既要满足防火注氮流量的要求，又能充分体现经济技术上的合理性。注氮防灭火可以有效的预防火灾的发生，提高采空区“三带”的安全性，将安全隐患掐灭在源头，降低火灾发生的机率。

3.3注氮防灭火效果分析

经过调查研究发现，对采空区“三带”进行合理的注氮操作，是有效预防采空区“三带”发生火灾的有效措施，并且具有一定的科学依据。通过注入氮气可以有效的降低采空区“三带”的含氧量，并且可以让含氧量呈现递减趋势，众所周知，在含氧量很低的环境下不易发生火灾，而隔绝氧气也是灭火的有效措施。为了让这个方法更加实用，需要不断改良注氮方法，提升注氮的实用性。采空区“三带”环境复杂，各自具有一定的特性，在进行注氮的过程中，一定要选择合适的注氮方法，否则会适得其反。注氮的最终目的不是灭火，而是防火，通过将火灾危险因素隔绝在源头，提升采空区“三带”的安全性，保护煤炭工人的生命安全，促进我国煤炭开采事业的进一步发展。

结语

一直以来，我国的煤炭事故发生率就是一个令人揪心的事情，虽然国家一直在出台制度试图提高煤炭开采行业的安全，减少事故的发生，但是事故发生往往是一个长期累积的过程，量变引起质变，问题发生后的后果、损失难以估算。为了提高我国煤炭开采事业的质量和效率，保证工人的生命安全，必须做好采空区“三带”的观测工作和火灾预防工作，研究更加实用的防灭火方法。不断提高注氮操作方法和技术，为煤炭行业的健康发展打下坚实的基础。

参考文献

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中图分类号：TD75

文献标识码：A