东荣三矿防灭火技术研究“一通三防”火灾防治技术研究

东荣三矿防灭火技术研究“一通三防”火灾防治技术研究

高成龙

龙煤双鸭山公司东荣三矿 黑龙江 双鸭山 155100

摘要：东荣三矿东一采区14层三片是该采区的首采面。该面属于一类容易自燃发火煤层，一氧化碳高。本文主要分析影响工作面安全生产的火灾因素，制定切实可行的火灾治理措施，为防治火灾和安全回采提供理论依据。

关键词：火灾治理一氧化碳升高防治火灾

1.引言

东一采区14层三片为综采工作面。该面属于一类自燃发火煤层。回采前，每天由安瓦员监测该工作面区域范围空气温度、水温和CO气体变化情况。在按规定检查时，发现一氧化碳必须立即汇报矿调度，矿要安排人员查明原因，超24ppm时，立即采取措施进行处理，为工作面火灾防治措施的制定奠定了基础。

2.工作面概况

2.1工作面位置及井上下关系

东一采区14层三片采煤工作面，煤厚1.5米，采高1.5米，标高在-408—-486，温度在17°左右，东一采区14层三片工作面走向长度400米，切眼长度115米，该煤层属于I类容易自燃发火煤层，东一14层三片为沿空留巷“110工法”回采面。

3.防灭火监测监控

我矿煤层火灾的监测主要有矿井火灾束管采样监测系统、煤矿安全监控系统和人工检测三种手段。

3.1东一14层三片沿空留巷码的袋墙，在袋墙内每50米埋设1根1米长的4寸管，4寸管用木楔堵严，木楔内插入1根束管，保证在袋墙外随时能够采集采空区内气体，该4寸管作为防火监测点及灭火注水孔使用。

3.2每周防火检查点采集两次三片采空区内气体，利用实验室的气相色谱检测装置对利用气球采集的井下气样进行分析。其检测结果需做好记录，存档，以便今后对某种气体含量的变化趋势分析，从而实现对矿井自燃火灾的早期预测预报。

3.3每班由安瓦员在三片下料道（沿空留巷）对采空区内、外部的空气温度进行观测，并在三片皮带道观测采空区内淌出的水温进行记录，一旦发现气温和水温有所升高，立即汇报。

3.4安全监控系统可以连续监测CO等参数，根据这些参数的变化进行煤层火灾的预测预报。
监测点布置在工作面回风巷，安设CO传感器、温度传感器和CH4传感器，其中CO传感器、温度传感器监测数据用于防灭火预测预报。
3.5人工检测一直作为煤层火灾的主要监测手段，人工气体监测主要采用O2、CO、CH4等光学理研和便携式气体分析仪，由人工直接在各测点进行气体检测。

4.综合防灭火措施

4.1每天由安瓦员监测该工作面区域范围空气温度、水温和CO气体变化情况。在按规定检查时，发现一氧化碳必须立即汇报矿调度，矿要安排人员查明原因，超24ppm时，立即采取措施进行处理。

4.2通风区准备温度计，便携式CO报警仪，专用于该区域检测，同时，加强对安瓦员使用的仪器检修与调校，确保准确。

4.3严格要求沿空留巷巷道施工质量，减少采空区漏风，三片回采时受采动影响，发现码的袋墙有张开导通的地方，由安瓦员监督，采煤队及时进行填堵。

4.4工作面每推进一个生产循环，必须将工作面的浮煤清净，尽量减少空区遗煤。安瓦员每班负责对上、下端头采取人工喷、洒阻化剂，喷洒的范围及时间要做好记录。

4.5煤自然发火预报技术能否保障煤矿的安全生产，关键在于早期识别和预警。现阶段的预报技术，大多是根据参数是否达到自然发火的阙值来进行报警，而此时火灾状况已很严重，因此，发展一种能在煤自燃初期即对煤的自然发火危险程度进行识别的技术手段是非常必要的。

5.防灭火管理措施：

5.1所有入井人员严禁携带易燃物品。

5.2工作面检修时使用的棉纱、布头和纸等废弃物必须存放铁桶内盖严，并及时运送升井，不准在井巷内乱放。

5.3严禁井下敲打、拆开、撞击矿灯。

5.4工作面严禁进行风、电焊作业。

5.5工作面遇有黄铁矿等坚硬夹矸时，必须用爆破方法，不得用采煤机强行割岩，以免产生火花。

5.6加强火工品的管理，严格执行“一炮三检”和连锁放炮制度。

5.7工作面爆破前后必须进行洒水降尘，爆破时使用炮泥和水炮泥。

5.8上下两巷每隔50米上齐防尘三通，并安装风流净化装置。

5.9工作面上下巷出口外50米处，各存放2台干式灭火器，所有工作面人员必须熟悉灭火器使用方法。

5.10工作面上下巷隔爆水棚，定期由专人检查。

5.11工作面回采结束后，必须在45天内将上巷进行永久封闭，下巷及时喷浆。

5.12当采空区出现发火征兆时，现场工作人员立即报告通风区和矿调度室，并采取措施及时处理。

5.13胶体防灭火技术。胶体防灭火技术是近年来发展起来的新型防灭火技术。胶体材料在设定时间和范围内发生胶凝作用，包裹高温煤体，有效地钝化煤表面活性基团，隔绝氧气，吸热降温，终止氧化反应，并能降低水煤气爆炸伤人危险。目前在胶体防灭火技术主要有无机凝胶、稠化胶体和复合胶体等多种胶体，针对矿井不同自燃火灾状况和煤矿的实际条件，可选择采用不同的胶体防灭火技术，通常复合胶体和稠化胶体成本相对较低，而无机凝胶成本相对较高。

在该技术的现场使用和推广过程中，先后研制开发出了井下移动式、管网式、地面移动式和多功能灌浆注胶防灭火系统等多种应用工艺，可根据矿井实际条件进行灵活地设计与使用。胶体防灭火技术的主要特点为：①固水。水被固结在胶体中，能充分发挥水的防灭火作用；②降温。成胶过程是吸热反应，煤温上升使胶体中的水汽化，也将吸收大量热；③堵漏。胶凝前能够渗透到煤层缝隙中；胶凝后能堵住漏风通道；④阻化。胶体具有通用阻化剂的性能；⑤耐高温。在1000多度的高温下胶体不熔化、不破裂，只是慢失水干裂；⑥在井下正常情况下，胶体可长期保存在煤层中。

6.工作面一次喷洒量阻化剂溶液量

我矿使用的阻化剂主要是MgCl2和CaCl2混合物，在采煤工作面喷洒药剂能够有效预防采煤的自燃发火。
1、阻化剂浓度配比
阻化剂的药液浓度是阻化剂防火的一个重要参数，它决定防灭火效果，本工作面采用的为15%-20%浓度的阻化剂溶液，其阻化率较高，防火效果较好。
2、阻化剂喷洒的次数
阻化剂喷洒的次数按照每推进一个循环喷洒一次实行。
3、阻化剂喷洒的量
阻化剂喷洒的量按照每割一刀煤喷洒4.2kg实行。

每割一刀煤喷洒阻化剂计量按下式计算。

V1=K1·K2·L·S·h1·A1/g

式中：

V1—采煤工作面一次喷洒药液量，m3；

K1—一次喷洒富余系数，取1.2；

K2—浮煤的密度，t/m3，取1.35t/m3；

L—工作面长度，m，工作面为115m；

S—一次喷洒宽度，取0.8m，即每割一刀煤喷洒一次；

h1—遗煤厚度，取0.02m；

A1—原煤（浮煤）对阻化剂溶液的吸取量，设计取10kg/t(0.01t/t)；

g—阻化剂溶液密度，取1.06t/m3；

V1=1.2×1.35×115×0.8×0.02×0.01/1.06=0.028m³

经计算，采煤工作面每割一刀喷洒药液量0.028m^3，

采煤工作面每割一刀喷洒阻化剂量：0.028*0.15=0.0042m³=4.2kg

根据喷洒工艺设计，每班施工几个循环就喷洒阻化剂几次，采用溶液浓度为15%溶液。

7.结束语

在公司通风管理部和东荣三矿共同努力下，通过制定周密的防灭火防治措施，由专门的防灭火防治工作小组负责监督落实，工作面实现了安全回采，共计采出煤量14.8wt，经济效益和安全效益巨大。

参考文献

[1]蒋磊.关于煤矿一通三防安全管理体系的研究[J].能源与节能，2018(08)：30-31.

[2]蒋军.煤矿一通三防技术的应用及发展研究[J].山东：工业技术，2018(8)：69.