浅析急倾斜煤层防灭火方法

摘 要：经过长期急倾斜煤层防灭火工作的经验积累，总结了东林煤矿急倾斜煤层防灭火方法，预防煤矿煤层自燃发火事故。

关键词：矿井安全；急倾斜煤层；防灭火

前言

国内外统计资料表明，开采容易自燃和自燃煤层的矿井，在开采过程和采空区发生煤炭自燃的机率很高，一旦控制不好，将会引起矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸事故发生，给员工生命和国家财产造成损失，给社会造成极大影响。

煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类，暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70℃～80℃以后温度升高速度骤然加快，当达到煤的着火点（300℃～350℃）时引起燃烧，这种现象称为煤层自燃。煤的自燃一般要经过三个时期，即准备时期，又称潜伏期；自热期；最后进入燃烧期。潜伏时期，煤自燃的潜伏时期即煤的低温氧化过程，潜伏时期即准备阶段的长短取决于煤的变质程度和外部条件。自热期，经过潜伏期，煤的氧化速度增加，不稳定的氧化物先后分解成水、二氧化碳和一氧化碳。氧化产生的热量使煤的温度上升，当温度超过临界温度T=60～80℃时，煤的温度急剧增加，氧化加剧，煤开始出现矸馏，生成碳氢化合物、氢气、一氧化碳、二氧化碳等火灾气体，煤呈赤热状态，当到达着火温度以上时便燃着。燃烧期，这一时期是煤从低温氧化发展成自燃的最后的一个阶段。主要特征是：空气中氧含量显著减少，二氧化碳的数量倍增，同时由于燃烧不完全和二氧化碳的分解，而产生较多的一氧化碳，巷道中出现浓烈的火灾气味和烟雾，有时还出现明火，火源温度可达到1000℃左右。

1矿井概况

东林煤矿开拓方式为立井+斜井，采煤方法为走向长壁区内后退式，采煤工艺矿井南翼缓倾斜煤层采用综合机械化采煤，北翼急倾斜煤层采用俯伪斜柔性掩护支架炮采落煤，均采用全部垮落法管理顶板。井田煤系地层属二叠纪乐平煤系龙潭组，共含煤6层，由上而下分别为K6～K1煤层，其中仅K1、K3煤层可采，矿井北翼煤层倾角60°～80°，K1煤层平均1.24m，K3煤层平均2.38m。煤种有瘦煤（SM）、貧煤（PM）、焦煤（JM），现生产水平-100m～-350m，矿井生产能力45万t/a。

该矿属煤与瓦斯突出矿井，通风方式为两翼对角抽出式，煤尘具有爆炸危险性，自燃发火矿井，发火周期为3～6个月，矿井煤层自然发火标志性气体为一氧化碳和温度。

2自燃发火的征兆有：

（1）巷道中出现雾气或巷道壁出“汗”；

（2）出现火灾气味，如煤焦油味、松香味、煤油味等；

（3）当空气中有毒有害气体浓度增加时，人体不适有头痛、头晕、精神疲乏、闷热等不舒服的感觉。

（4）火区流出的空气和水温度增高。

3火灾防治方法

矿井防灭火的基本原则是：以预防为主，防灭并重。东林煤矿采取均压通风、灌浆、注氮的综合预防煤层自然发火的措施。

（1）消防水池和管路系统

设置有地面消防水池和井下消防管路系统，同时利用上部水平+110m水仓作为生产水平的消防水池。

（2）均压通风

选择合理的通风方式，采区实行分区通风，分区通风能降低矿井总阻力，扩大矿井通风能力，并易于调节风量，减少漏风，同时在火灾期间也便于稳定风流和隔绝火区。采煤工作面选择“U”型通风方式，减少采空区漏风量。

有专人定期观测与分析采空区的漏风量、漏风方向、空气温度、防火墙内外空气压差等状况，并记录在专用的防火记录簿内。改变矿井通风方式、主要通风机工况以及井下通风系统时，对均压地点的均压状况及时进行调整，保证均压状态的稳定。经常检查均压区域内的巷道中风流流动状态，并有防止瓦斯积聚的安全措施。

（3）预防性灌浆

采区设计明确规定巷道布置方式、隔离煤柱尺寸、灌浆系统、疏水系统、预筑防火墙的位置以及采掘顺序。当采煤工作面通风系统形成后，在进、回风巷道内，先砌好留有门硐的防火门墙，并储备足够数量的封闭防火门墙的材料，以便随时封闭。安排生产计划时，同时安排防火灌浆计划，落实灌浆地点、时间、进度、灌浆浓度和灌浆量。

黄泥浆能将残留的碎煤包裹起来，隔绝碎煤与空气的接触，阻止氧化；黄泥浆灌进后，增加了采空区的密实性，能减少漏风；黄泥浆起到了冷却、降温、吸热作用。

用黄泥浆作为灌浆材料，预防性灌浆是借助输浆设备把泥浆（水、黄土、砂子等按一定比例配制）等材料送到易发生自燃的地方，起到防火的作用。

（4）预防性注氮

在采煤工作面附近建立注氮泵站，安装1套专用的氮气输送管路系统及其附属安全设施，注入的氮气浓度不小于97%，专人定期进行检测、分析和整理有关记录、发现问题及时报告处理等规章制度。

（5）永久性密闭墙的管理：

及时构筑各类密闭并保证质量，采煤工作面回采结束后，在15天内进行永久性封闭。每个密闭墙附近设置有栅栏、警标，禁止人员入内，并悬挂说明牌。定期测定和分析密闭墙内的气体成分和空气温度。定期检查密闭墙外的空气温度、瓦斯浓度，密闭墙内外空气压差以及密闭墙墙体。发现封闭不严、有其他缺陷或者采空区有异常变化时，采取措施及时处理。所有测定和检查结果，记入防火记录簿。矿井做大幅度风量调整时，测定密闭墙内的气体成分和空气温度。井下所有永久性密闭墙都有编号，并在火区位置关系图中注明。

4结束语

经过不断的摸索，东林煤矿积累了急倾斜煤层防灭火方法，提高了煤矿煤层自燃发火防治技术水平，改善了煤矿安全状况。

参考文献：

[1]陈俊，吴康华，徐俊.急倾斜工作面综合防灭火技术研究与实践.矿业安全与环保，2013（04）：98-101.

[2]杨胜强，丁广骧与张吉禄，伪斜柔性支架工作面通风方式对采空区自然发火影响.阜新矿业学院学报（自然科学版），1997（02）：147-151.

[3]煤矿安全规程.北京：煤炭工业出版社，2016年.

作者简介：

王洪来，1974年9月出生，男，汉族，四川省眉山市，大专，中级职称；现任重庆能投集团渝新公司东林煤矿总工程师。