煤矿防灭火技术发展及应用

煤矿防灭火技术发展及应用

李春元

（山西保利裕丰煤业有限公司 山西 临汾 042100）

【摘要】矿井一旦发生火灾，很难对人员进行疏散，可能造成重大损失。所以务必要重视煤矿防灭火工作。而这就需要合理应用煤矿灭火技术，从而最大程度的保证工作人员的安全，避免遭受严重的经济损失。

【关键词】煤矿防灭火技术；发展；应用

在资金的投入和科技发展的支持下，煤矿火灾防治效果显著，发火次数明显降低。不过煤矿火灾事故依然严重威胁着工作人员的生命安全。所以需要对煤矿防灭火技术进行合理的应用，从而最大程度的保证工作人员的安全，避免遭受严重的人身及经济损失。

一 发展煤矿防灭火技术的必要性

煤炭属于不可或缺的能源，关乎到人们的日常生活和经济建设。这些年，我国的煤炭产量呈现出了上升的趋势，但与此同时也要重视煤矿安全问题。若想顺利的进行煤矿生产，前提就是要做好煤矿火灾的预防工作。而之所以会发生煤矿火灾，与煤炭自燃有着直接的关系。经统计，每年所发生的所有煤矿火灾当中，因煤炭自燃而引起的火灾占到了90%的比例。而伴随煤矿防灭火技术的普及应用和快速发展，煤矿火灾所造成的损失正在逐步减轻，但还是会出现工作面采空区漏风、遗煤等一系列影响煤炭自燃的问题，依旧威胁着矿井生产安全。

煤炭自燃后会产生大量的有害气体，不仅会对环境造成污染，并且还会破坏植被，导致土地沙漠化。采煤工作面距离地表较浅的存在采空区与地面沟通，形成漏风从而导致采空区自然发火。一旦矿井发生自然发火现象，除了会对生产造成隐患以外，有可能引发爆炸，从而对井下工作人员的生命造成严重威胁。因此，务必要对煤矿自然发火所引发的火灾采用合理的防灭火技术，从而降低煤矿自燃发火机率，保障职工生命安全和矿井安全生产。

二、煤矿企业防灭火研究与应用

做好煤矿防灭火的基础是要确定煤种特性，包括煤层是否自燃、最短自然发火期、煤层三带划分报告等相关报告，了解煤层自燃发火严重程度，针对煤层特性作出针对性的防灭火措施。

三、煤矿防灭火技术的应用

（一）三相泡沫防灭火技术

三相泡沫防灭技术主要是集传统灭火技术、注阻化剂和注浆技术于一身。该项技术是往黄泥浆里放进一定的稳泡剂和氮气，在通过物理设备的处理后实现发泡，可让黄泥浆匀称的附着到气泡壁多相体系当中。同时凭借固态不易燃烧的特点制作三相泡沫发泡剂，该材料与三相泡沫具有差别，不仅发泡倍数高，而且发泡稳定。而三相泡沫只能让浮选颗粒附着到泡沫当中，绝非全部的水都会成为液膜，一般会造成上层的泡沫里含有颗粒，而下层则包含水。

使用三相泡沫灭火，要让全部的水都转化为泡沫液相成分，借助水的灭火功能，让气体、液体都能够处于三相泡沫体系里。三相泡沫里含有的黄泥可全面覆盖可燃物，并在通过氮气的窒息和水的降温后，成功实现灭火。目前已经在煤矿灭火工作当中得到了普遍的使用，并且达到了理想的效果，最大程度的保证了工作人员的生命财产安全。

（二）运用惰化物质和阻燃物质防灭火

     该项技术主要是把适量的惰性或阻燃物质转移进处理区，避免与煤的接触，由此对煤的自燃造成一定的限制，从而达到防火的效果。惰性物质是以阻化剂、液态N2等为主，前者主要是应用硅凝胶、无机盐吸水液。目前是以粉煤灰和阻化剂为主。这主要是因为这些材料是从无明显价值的物质里提取，并不会破坏环境，也不会对土地资源造成浪费。不过也存在一些缺陷，具体表现在无法匀称的附着到煤当中，而且喷洒难度较大；不仅如此，还会破坏井下的设备，液态N2在转化为气态时会吸取充足的热量，导致气温下降，并且O2量会逐步下降，进而影响井下施工人员的身体健康。不过此项技术无需投入较多的成本、工艺简单，因此得到了普遍的使用。

（三）堵漏风防灭火技术

该项技术主要是以最快的速度将漏风处堵住，以免煤在充足02中产生自燃。此项技术主要是借助不同位置所产生的静压，把水溶液添加进煤缝里，形成化学反应，由此使浓稠的奖状物质填充裂缝，防止O2渗入。此外水溶液添加到煤里，可使煤延长自燃时间。此项技术的主要类型包括固态泥浆堵漏技术、化学凝胶堵漏技术等。

（四）均压防灭火技术

在使用均压防灭火技术的时候要创建出具体的使用方案，在获取到相关负责人的同意后才可以进行使用。在使用完后，还要由相应的机构进行验收。使用均压防灭火对火灾区域附近进行灭火的时候，要设置防火煤柱，和相关的设施与监测点，为避免污染空气，有害物质量不可超过《煤矿安全规程》中所提出的标准。目前，辽源地区的使用率较高，并逐步深入到了平庄、徐州等地区。

（五）新型防灭火材料防治技术

高分子防灭火材料、FHJ16型胶体防灭火材料等是新型防灭火材料的主要组成部分，这类材料不易燃烧，不会对环境造成破坏，并且气味也不明显，更为重要的是具有很强的吸水性，可达到理想的灭火效果。这类材料使用起来比较简单，可实现大范围的使用。FHJ16型胶体不会产生明显的流动阻力，不大可能将管路堵住，从而可顺利的进行管道运送。在煤矿火灾现场附近，越强的胶体流动阻力越有可能断绝火源，从而就可达到理想的灭火效果。同时胶体材料热容高，可以最快的速度对煤层进行降温，并且还可将火源隔离开，具有理想的耐高温性，对于煤矿防火具有显著的效果。

三 中国煤矿火灾防治技术的发展趋势

（一）重视理论基础研究，创造研发创新条件

由于煤矿研发基地相当复杂，导致防火工作具有相当大的难度，而为使防火达到理想的效果，就要不断对防火技术进行优化和创新，创造研发创新条件。因此这就需要加大理论基础研究。

（1）研究煤低温氧化自燃机理，分析煤自燃演化过程微观结构特点的变化规律，明确耦合状况中煤低温氧化热物理场效特点。

（2）研究煤层自燃的前兆信息演变特点，分析煤自燃活化性能测试方式，深入掌握煤自燃发火期迅速测试法。

（3）研究瓦斯和煤自燃灾害耦合致灾和演变规律。分析在出现瓦斯爆炸后，致灾性气体的生成动力学机制。

（二）关键技术和装备研发

（1）煤矿火灾预警与预防：加大对宽量呈定量光谱分析技术、在缺氧状况下，甲烷单波长光谱定量检测技术、超低浓度目标气体光电离检测技术；同时构建基于光谱技术的煤矿自燃火灾监测预警系统、远程在线监管预警系统

（2）煤矿隐蔽火源探测技术：着重分析煤炭自燃隐蔽火区热辐射物理参数耦合特点、研究火区温度分布特点正反演解释系统。

（3）外因火灾监控技术：研发基于MEMS技术的井下带式输送机火灾监控系统。研发分布式光纤测温技术的煤矿电缆火灾监控系统。

（4）煤矿火灾治理技术：研发全新的气溶胶、微胞囊和全新的胶体封堵剂。研发松散煤岩体大孔径灭火钻孔钻进技术和装备；煤田火区高温大热容煤岩体的迅速降温灭火技术。

【结束语】煤炭自燃会引发煤矿火灾，而想要最大程度的避免火灾的发生，降低火灾所造成的损失，那么就要掌握煤炭自燃的原因，并根据煤矿的实际情况采用最为合适的防灭火技术，这样一来就能够在保证工作人员的生命安全的同时，实现煤矿的良好发展。

【参考文献】

[1]邢鹏荣. 基于物联网的矿井安全监控系统的设计及应用效果分析[ J]. 西部探矿工程,2022,34(11):181 -183+190.

[2]曾一凡,孟世豪,吕扬,等. 基于矿井安全与生态水资源保护等多目标约束的超前疏放水技术[J]. 煤炭学报,2022,47(08):3091-3100.

[3]李哲,任帅,王方田,等. 高瓦斯矿井采空区防灭火及工作 面 端 头 封 堵 技 术 [ J]. 矿 业 研 究 与 开 发,2022,42(04):108-111.

[4]杨鹏云,冯锋. 基于双层混合移动自组织网络的矿井安全定位架构[J]. 信息与电脑(理论版),2022,34(05):166-168.