我國煤礦火災防治技術的現代發展與應用
作者：佚名
2009-02-27 10:07
來源：不詳
摘 要：介紹一些我國近幾年研究和開發成功的、適用於我國國情的可靠而經濟的火災防治技術與手段,同時給予適當的
評價,供有關礦井選擇參考,並正確地予以應用。
關鍵詞：礦井火災煤的自燃傾向性自然發火預測
我國56%的礦井開采易自燃煤層,礦井火災是一大突出災害。百萬噸發火率近年雖有所下降,但仍高居不下,達1%強,與世界幾個主要產煤國家相比,差距還很大。尤其是近幾年,重大火災 02manbetx.com 還時有發生,給煤炭企業帶來難以估量的負麵影響,特別是有損於煤炭行業的社會形象,也嚴重製約著煤炭企業的經濟效益。因此,火災防治工作依然是煤炭企業領導的一項常抓不懈、重要而艱巨的任務。
我國 煤礦的火災防治技術與手段,盡管還存在某些差距,但不容置疑的是,近幾年確實取得了令人矚目的成績,有了顯著的進步和發展,也為 煤礦提供了一批性能良好、質量可靠的適用技術和手段。但是,在其推廣應用的廣度和力度上,還很不平衡,當前的迫切任務是:組織力量,加快速度,將它們推向各類 煤礦,使其在火災防治工作中充分發揮作用。
1礦井火災預測預報技術
1．1煤自燃性鑒定與自然發火測報
（1）煤的自燃傾向性鑒定
此項技術在80年代中期前,應用的是照搬蘇聯的煤著火溫度降低值法。盡管發現它存在著不少缺點,但由於缺乏自己的技術和手段,仍然不能予以割舍,沿用了幾十年。進入80年代中期,隨著新技術的發展,我國才開始開發研製以現代色譜為基礎的新一代煤的自燃傾向性鑒定技術和手段。現已開發出被納入 法規的色譜吸氧鑒定法及其配套儀器ZPJ—1型煤的自燃性測定儀,業已投入實際應用,使我國在這方麵的技術和手段步入國際先進行列。色譜吸氧鑒定法,就是應用現代氣相色譜技術與手段,檢測煤低溫下吸氧的能力(氧量、速度),作為判別煤的自燃傾向性程度。它的特點是使用了現代色譜技術,測定和計算都由色譜儀及其附件完成,人員不接觸有害物質。該方法已納入《 煤礦 安全 01manbetx 》(1992年版)作為法定方法執行。它簡單易學,操作簡便,且無害健康。
（2）煤層最短自然發火期
這是一項實際意義重大、各礦需要迫切、但又非常棘手的任務。盡管國家在 科技攻關項目中,如“八五”攻關項目中,安排過研究,但遺憾的是,目前也隻停留在實驗室階段,離實際應用尚有較大的差距,需要加大力度予以研究,才能滿足煤礦的需要。
1．2煤層開采過程中的火災測報
（1）預測預報指標
煤層開采時期的火災預測預報,我國主要應用氣體 03manbetx 法。為完善和提高此法的可靠性和靈敏性,近年主要研究開發了更靈敏可靠的檢測指標和適應新指標的儀器或裝置,以及敏感元件。關於檢測指標,新的研究提出的概念是,CO已不是在任何情況下都可作為唯一的和最靈敏可靠的判別煤自燃火災的指標。新的研究結果是,可以使用CO、C2H4及C2H2三個指標,綜合地將煤自然發火區分出三個階段:礦井風流中隻出現10－6級的CO時為緩慢氧化階段;出現10－6級的CO和C2H4時為加速氧化階段;出現10－6級的CO、C2H4和C2H2時為激烈氧化階段,此時即將出現明火,礦井處於危急時期。應用這三個指標,不僅可預測火災,而且還可判別其階段,據此而采取不同的防滅火 措施。本項技術已在較多的礦井中應用,但需指出的是,對不同的煤層必須分別對其進行模擬實驗,優選其指標的具體應用值,唯有如此,各礦才算是正確地
應用了這一技術。另外,還應提及的是,上述指標,亦有可能用作判別煤內因火災熄滅程度的指標,有關單位或礦井不妨進行實驗。
（2）預測預報儀表與裝置
a)束管集中檢測係統與傳感器。此係統是目前我國煤礦使用得比較多的係統,也是基於氣體 03manbetx 的原理。我國自行研製的係統,已在二十幾個礦井中應用,而且近年亦有較大的改進與提高,推出了KJF型係統,除增加了新的檢測功能外,又將控製箱移到井下,組成井下檢測分站,分站信號則送到地麵,由配有微機的總站集中監控。此種新係統已在幾個礦井具體應用,效果尚屬滿意,在進一步實驗考證、積累經驗的基礎上,具有推廣價值。不足之處是,使用的是分離式傳感器,要增加維護量和經費,同時它也不能檢測火災氣體全組分中的C2H2。為適應上述集中檢測係統的需要,我國近年還研究開發了多種傳感器與之配套,如KGA2型CO傳感器(電化學型,測量範圍0～010005,誤差不大於5%),KGQ1型C2H4傳感器(氣敏型,測量範圍0～0100002)。此外還有KGQ2型O2傳感器,KGS7型CH4和KGQ11型CO2傳感器等,都可供火災氣體集中檢測係統應用。但需說明的是,這些傳感器目前尚屬試用階段,還需一定時間的檢驗。
b)GC85型色譜集中檢測係統。此係統是已經通過國家鑒定的攻關項目(礦井多參數色譜檢測係統),其主要的技術特性發揮了氣相色譜技術的一係列優勢。多功能:同時用於常量和微量 03manbetx ,自動進樣和切換,常期和災期 03manbetx ,預警和示警,打印和製表。多參數:可分析常量組分,如O2、N2、H2和CH4等,以及微量組分CO、CO2、C2H4和C2H2等,並顯示煤自燃的動態過程。高精度:主要氣體的指標值,最小檢測濃度:CO和C2H2小於等於5×10－7,C2H4小於等於10－7。係統全部由微機控製。
c)GC—4008型煤礦專用氣相色譜儀。為煤礦專門 設計的實驗室用氣相色譜儀,主要技術特征是:多檢測器,TCD、FID和CH4轉化爐。高檢測性能,並聯三柱,分別進樣,使得分離效果好。專用填充柱,使得分析條件規範化。適於分析常微量礦井大氣組分、火災氣體組分和瓦斯突出氣體組分等。裝置為人工進樣,適於那些未建立集中檢測係統礦井的實驗室用。實踐證明,性能良好,已在幾十個礦井中使用,得到好評和認可,一般中小型礦井均可選用。
d)CA—9000型移動式礦井氣體分析係統。此係統由1台改裝的南京依維柯40—10型中型旅行車,以及采用防震組件保護而組裝在其中的2台車載煤礦專用氣相色譜儀、1台色譜數據處理工作站及一批必需的配件等組成。係統的特點是:防震性能優良,在三級公路以及相當於此類的礦用公路上行駛,分析結果不受影響;組裝有2台煤礦專用氣相色譜儀,可完成礦井大氣、火災氣體和瓦斯氣體的全分析,色譜儀則裝備有性能良好的專用色譜柱,分析周期全過程不超過15min。機動性好,適用於多礦井而不欲分散設立多處實驗室的礦區。
此係統已通過部級鑒定,專家 評價較高,使用單位十分滿意。可以推廣應用,特別是在一些邊遠地區的中小型礦井群多單位合作應用。另外,有關單位亦研製有類似的移動式檢測係統。兩者都可供礦井選用。
1.3機電設備與硐室火災檢測係統
我國煤礦近年曾發生多起膠帶輸送機或機電硐室火災,並造成重大經濟損失或人員傷亡。應此類 02manbetx.com 預測和防治的需要,近幾年相繼開發出幾種裝置和儀器設備,如DMF型帶式輸送機自動滅火係統、DHM型硐室與膠帶自動灑水滅火係統,以及之後的改進型,如MZS—1型帶式輸送機自動灑水滅火係統和KHJ—1型礦井火災監控係統及自動滅火裝置等。這無疑會為我國煤礦外因火災的預測預報及防治增添新的手段和能力。這些係統都是我國自已研製開發的產品,適應我國的具體國情,完全可供有關礦井選用。實際上,已在多個礦井得到應用,在 安全生產中發揮著良好的作用。
2 煤層開采時期防火與滅火技術的進步與發展
煤礦火災防治中的另一個重要方麵,是煤層開采時期的火災防治。此問題的複雜性在於,采煤方法多種多樣,煤層的賦存狀態也十分複雜,很難使用一種單一的方法去防治所有采煤方法下的各類地質條件的火災,必須根據具體的情況選用適當的防治 措施。我國煤礦煤層開采時期的火災防治 技術 措施,總體上說,有如下幾類:惰化、堵漏、降溫等以及它們中的幾類的綜合,共同發揮作用來實現預計的。
2.1惰化技術防滅火
惰化技術,就是將惰性氣體或其它惰性物質送入擬處理區,抑製煤的自燃的技術。惰性物質惰化技術,除已作為常規防滅火 技術 措施使用的黃泥漿外,近年發展起來的有粉煤灰、頁岩泥漿、選煤尾礦泥、阻化劑和阻化泥漿等,已經比較廣泛地被應用。它們的作用,除惰化外還兼有降溫,對煤礦本身則微有汙染,應當予以注意。這些技術,從總體上說,都是可行和有效的,受到煤礦的歡迎。問題隻是各礦如何針對自已的情況來選定,以及如何先權衡經濟效益而後決策,但從目前技術的發展及經濟的可承受性來看,具有較大優勢的還是粉煤灰注漿和阻化劑。它們最可取的是可以取自某些廢棄物及其再利用,對環保亦起著一定有利作用,並免於農爭地。它們多被用於厚煤層采全高或分層開采,如何采用,各礦可根據本礦的情況,論證後訣擇之。惰性氣體惰化技術,雖然很多煤礦都可以應用,但在我國則規定,放頂煤開采的煤礦必須使用以它為主的綜合措施(除惰氣外還輔以其它措施)來防治煤自燃火災,目的是要在較大的程度上保證采煤 安全。惰氣源目前發展起來的主要是氮氣,製備的方式有:深冷空分、碳分子篩變壓吸附和中空纖維分離等三種,我國有相當的產品提供礦井選用。它們各有其特點,目前各礦主要考慮的是經濟承受力,除深冷空分固定資產較高外,其它兩類由於分離氮的基礎材料如碳分子篩、中空纖維等,還難以國產出可與國外產品競爭的產品,造成初期投資也較高,加大了生產成本,使礦井在一定程度上失去經濟優勢。
因此,欲廣泛發展和應用這些新技術,還需要加大科研力度,解決基礎材料國產化及降低成本問題。在應用技術方麵則應改進和提高注氮工藝,加強與采煤工藝的互相配合,以便取得好的效果。注惰效果主要取決於能否保證惰氣質量、合理必需的注入量及其連續性,以及能否輔以強有力的檢測技術,否則很難取得理想的效果,各礦必須認識到這一點,不可將注惰作為一項萬能的措施,盲目地濫用。致於目前已開發使用的三種製惰(氮氣)設備,相對來說,更受歡迎的還是井下移動式膜分離設備,因為它較碳分子篩設備更易操作和維護保養。但也有其缺點,除上述的需要國產化外,某些部件也須改進、提高,特別是其淨化過濾裝置。此外,三種製氮裝備中,不論那一種,都需注重產品的質量,並以優質的售後服務,保證裝備的正常和良好運轉。
2.2堵漏技術防滅火
煤層開采時期火災防治的第二個重要環節是堵漏,也就是采取某種 技術措施減少或杜絕向煤柱或采空區的漏風,使煤缺氧而不會自燃。堵漏技術和材料,我國近年發展也很迅速,相繼研究和開發出適於巷頂高冒堵漏的抗壓水泥泡沫和凝膠堵漏技術和材料,適於巷幫堵漏的水泥漿、高水速凝材料和凝膠堵漏技術與材料,以及適於采空區堵漏的均壓、惰泡、凝膠和尾礦泥堵漏等技術成果,它們各有其使用條件和優缺點。目前,上述這些堵漏技術和設備及材料,我國都可以解決,各礦可以根據本礦的具體情況,因地製宜地選用。值得一提的是,均壓防滅火和凝膠防滅火技術,操作都不複雜,具有不汙染或少汙染環境的優點,所需的投入也不多,技術也不複雜,值得各礦大力應用。
2.3采空區自燃火源探測技術
礦井火災防治的一個難點在於發火點的隱蔽性,尤其是采空區內和煤柱內部的火,很難找到火源點。它也象煤層最短自然發火期一樣,是人們研究的熱點問題,我國長期以來也是應用氣體分析法以期去解決這一問題,但是依然未得到滿意的結果。為解決這一棘手問題,國家在“八五”攻關課題中曾有所安排,如期望使用稱之為“信號發生器敏感元件”的技術方法,解決火源探測的問題。但遺憾的是,亦沒有取得滿意的、有實用價值的結果,隻能認為是實驗室的一次嚐試,或者說是采煤現場的一次探路。此外,有關高校單位還曾研究過應用計算機技術模擬采空區煤自燃的狀態,期望以此探測自燃源,同樣也未取得實用結果。至今,采空區火源探測的問題,在我國依然是一項開放性的課題,還需要繼續加大力度,花費一定的時間與人力物力去進行研究。這也是一項極其值得研究的課題,因為國際上已經出現一種稱之為“臨地表岩層淺鑽孔氣體分析法”用於檢測地表層火災氣體異常,進而探測煤礦井下采空區火災的技術。從已掌握的信息看,這是一項已取得滿意結果、完全可用於圈定煤礦井下采空區內煤自然發火火源的工藝方法,他們的實踐經驗已經證明了方法的可行性和可靠性,而且與在礦井井下的工藝方法相比也不複雜和繁瑣,隻要掌握一定的檢測技術手段,具有相當的技術素養,完成並不多的工程量,進行一定程度的技術數據處理,即可取得滿意的結果。為此,應當抓住這一具有國際水平的前沿技術,跟蹤這一初具苗頭的技術發展,結合我國的具體條件和能夠掌握的技術手段,進一步發揮自已的優勢,獲取希望的理想結果,為我國煤礦火災防治技術水平的提高和發展作出自已的貢獻。
2.4大型機電設備防滅火的發展
在我國煤礦中,大型機電設備火災至今仍不時地造成過重大傷亡 02manbetx.com ,對其防治依然是不容忽視的。盡管已開發出如DMF型、DHM型、MZS—1型和KHJ—1型等可用於帶式輸送機或機電硐室的火災防治的裝備係統,但依然滿足不了需要。為此,國家在“九五”科研攻關項目中仍然安排有課題,要求發展新的技術裝備,如以光纜技術和熱敏電纜技術為基礎的裝備,有關單位正在加大力度進行研究。這無疑會給煤礦火災防治技術增添新的手段和能力。希望它早日出成果。這些係統都將是國產化產品,適應我國的具體情況,有它們的優勢,也有較大的可選性。目前各礦隻能從上述幾種防滅火設備係統選用適合本礦具體情況的係統,予以應用。
3 災期應變與救災技術
礦井火災防治的第三個環節———災期應變與救災技術,與其它兩方麵相比,亦有較大的發展。在救災裝備方麵,自救器、呼吸器、爆炸危險性檢測儀、惰化阻爆滅火裝備及快速隔爆牆等,都有一些新產品和設施問世和生產。其中如OSR—10、20、40和60min礦工自救器,BMK—1型便攜式煤礦氣體可爆性測定儀及DQ—400/500型、DQ—150型燃油
惰氣滅火裝置和BGP—400型高倍數泡沫滅火機,技術性能都不亞於進口產品,完全可供礦井救災時應用。盡管如此,在技術上和經濟上,仍需加大研究力度,開發出質優、價廉的產品,以滿足和適應救護隊的技術要求和裝備需求,同時也減輕礦井的負擔而提高使用率,保證礦工的 安全。至於救災技術,如以計算機為手段的救災決策和指揮輔助係統等軟件技術,我國的研究與發展水平,與國際相比並不遜色,隻是尚需有關礦井提高認識,加大與有關研究院所及高等院校的合作力度,創造條件給予實踐檢驗,有針對性地完善、改進和提高,進而推廣應用。
綜上所述,我國的礦井防滅火技術與手段,確實有了較大的發展與提高。但應看到,目前發火形勢依然嚴峻,還需要繼續不斷地完善和提高防治技術水平,研究和開發創新技術與手段,以便從根本上改變煤礦煤自燃火災的不利形勢。此外,還要有足夠的投入和嚴格的 管理。各礦必須清醒地認識到這一點,給予極大的重視。隻有舍得在這方麵加大投入,才會獲得優厚的回報。
關鍵詞：礦井火災煤的自燃傾向性自然發火預測
我國56%的礦井開采易自燃煤層,礦井火災是一大突出災害。百萬噸發火率近年雖有所下降,但仍高居不下,達1%強,與世界幾個主要產煤國家相比,差距還很大。尤其是近幾年,重大火災 02manbetx.com 還時有發生,給煤炭企業帶來難以估量的負麵影響,特別是有損於煤炭行業的社會形象,也嚴重製約著煤炭企業的經濟效益。因此,火災防治工作依然是煤炭企業領導的一項常抓不懈、重要而艱巨的任務。
我國 煤礦的火災防治技術與手段,盡管還存在某些差距,但不容置疑的是,近幾年確實取得了令人矚目的成績,有了顯著的進步和發展,也為 煤礦提供了一批性能良好、質量可靠的適用技術和手段。但是,在其推廣應用的廣度和力度上,還很不平衡,當前的迫切任務是:組織力量,加快速度,將它們推向各類 煤礦,使其在火災防治工作中充分發揮作用。
1礦井火災預測預報技術
1．1煤自燃性鑒定與自然發火測報
（1）煤的自燃傾向性鑒定
此項技術在80年代中期前,應用的是照搬蘇聯的煤著火溫度降低值法。盡管發現它存在著不少缺點,但由於缺乏自己的技術和手段,仍然不能予以割舍,沿用了幾十年。進入80年代中期,隨著新技術的發展,我國才開始開發研製以現代色譜為基礎的新一代煤的自燃傾向性鑒定技術和手段。現已開發出被納入 法規的色譜吸氧鑒定法及其配套儀器ZPJ—1型煤的自燃性測定儀,業已投入實際應用,使我國在這方麵的技術和手段步入國際先進行列。色譜吸氧鑒定法,就是應用現代氣相色譜技術與手段,檢測煤低溫下吸氧的能力(氧量、速度),作為判別煤的自燃傾向性程度。它的特點是使用了現代色譜技術,測定和計算都由色譜儀及其附件完成,人員不接觸有害物質。該方法已納入《 煤礦 安全 01manbetx 》(1992年版)作為法定方法執行。它簡單易學,操作簡便,且無害健康。
（2）煤層最短自然發火期
這是一項實際意義重大、各礦需要迫切、但又非常棘手的任務。盡管國家在 科技攻關項目中,如“八五”攻關項目中,安排過研究,但遺憾的是,目前也隻停留在實驗室階段,離實際應用尚有較大的差距,需要加大力度予以研究,才能滿足煤礦的需要。
1．2煤層開采過程中的火災測報
（1）預測預報指標
煤層開采時期的火災預測預報,我國主要應用氣體 03manbetx 法。為完善和提高此法的可靠性和靈敏性,近年主要研究開發了更靈敏可靠的檢測指標和適應新指標的儀器或裝置,以及敏感元件。關於檢測指標,新的研究提出的概念是,CO已不是在任何情況下都可作為唯一的和最靈敏可靠的判別煤自燃火災的指標。新的研究結果是,可以使用CO、C2H4及C2H2三個指標,綜合地將煤自然發火區分出三個階段:礦井風流中隻出現10－6級的CO時為緩慢氧化階段;出現10－6級的CO和C2H4時為加速氧化階段;出現10－6級的CO、C2H4和C2H2時為激烈氧化階段,此時即將出現明火,礦井處於危急時期。應用這三個指標,不僅可預測火災,而且還可判別其階段,據此而采取不同的防滅火 措施。本項技術已在較多的礦井中應用,但需指出的是,對不同的煤層必須分別對其進行模擬實驗,優選其指標的具體應用值,唯有如此,各礦才算是正確地
應用了這一技術。另外,還應提及的是,上述指標,亦有可能用作判別煤內因火災熄滅程度的指標,有關單位或礦井不妨進行實驗。
（2）預測預報儀表與裝置
a)束管集中檢測係統與傳感器。此係統是目前我國煤礦使用得比較多的係統,也是基於氣體 03manbetx 的原理。我國自行研製的係統,已在二十幾個礦井中應用,而且近年亦有較大的改進與提高,推出了KJF型係統,除增加了新的檢測功能外,又將控製箱移到井下,組成井下檢測分站,分站信號則送到地麵,由配有微機的總站集中監控。此種新係統已在幾個礦井具體應用,效果尚屬滿意,在進一步實驗考證、積累經驗的基礎上,具有推廣價值。不足之處是,使用的是分離式傳感器,要增加維護量和經費,同時它也不能檢測火災氣體全組分中的C2H2。為適應上述集中檢測係統的需要,我國近年還研究開發了多種傳感器與之配套,如KGA2型CO傳感器(電化學型,測量範圍0～010005,誤差不大於5%),KGQ1型C2H4傳感器(氣敏型,測量範圍0～0100002)。此外還有KGQ2型O2傳感器,KGS7型CH4和KGQ11型CO2傳感器等,都可供火災氣體集中檢測係統應用。但需說明的是,這些傳感器目前尚屬試用階段,還需一定時間的檢驗。
b)GC85型色譜集中檢測係統。此係統是已經通過國家鑒定的攻關項目(礦井多參數色譜檢測係統),其主要的技術特性發揮了氣相色譜技術的一係列優勢。多功能:同時用於常量和微量 03manbetx ,自動進樣和切換,常期和災期 03manbetx ,預警和示警,打印和製表。多參數:可分析常量組分,如O2、N2、H2和CH4等,以及微量組分CO、CO2、C2H4和C2H2等,並顯示煤自燃的動態過程。高精度:主要氣體的指標值,最小檢測濃度:CO和C2H2小於等於5×10－7,C2H4小於等於10－7。係統全部由微機控製。
c)GC—4008型煤礦專用氣相色譜儀。為煤礦專門 設計的實驗室用氣相色譜儀,主要技術特征是:多檢測器,TCD、FID和CH4轉化爐。高檢測性能,並聯三柱,分別進樣,使得分離效果好。專用填充柱,使得分析條件規範化。適於分析常微量礦井大氣組分、火災氣體組分和瓦斯突出氣體組分等。裝置為人工進樣,適於那些未建立集中檢測係統礦井的實驗室用。實踐證明,性能良好,已在幾十個礦井中使用,得到好評和認可,一般中小型礦井均可選用。
d)CA—9000型移動式礦井氣體分析係統。此係統由1台改裝的南京依維柯40—10型中型旅行車,以及采用防震組件保護而組裝在其中的2台車載煤礦專用氣相色譜儀、1台色譜數據處理工作站及一批必需的配件等組成。係統的特點是:防震性能優良,在三級公路以及相當於此類的礦用公路上行駛,分析結果不受影響;組裝有2台煤礦專用氣相色譜儀,可完成礦井大氣、火災氣體和瓦斯氣體的全分析,色譜儀則裝備有性能良好的專用色譜柱,分析周期全過程不超過15min。機動性好,適用於多礦井而不欲分散設立多處實驗室的礦區。
此係統已通過部級鑒定,專家 評價較高,使用單位十分滿意。可以推廣應用,特別是在一些邊遠地區的中小型礦井群多單位合作應用。另外,有關單位亦研製有類似的移動式檢測係統。兩者都可供礦井選用。
1.3機電設備與硐室火災檢測係統
我國煤礦近年曾發生多起膠帶輸送機或機電硐室火災,並造成重大經濟損失或人員傷亡。應此類 02manbetx.com 預測和防治的需要,近幾年相繼開發出幾種裝置和儀器設備,如DMF型帶式輸送機自動滅火係統、DHM型硐室與膠帶自動灑水滅火係統,以及之後的改進型,如MZS—1型帶式輸送機自動灑水滅火係統和KHJ—1型礦井火災監控係統及自動滅火裝置等。這無疑會為我國煤礦外因火災的預測預報及防治增添新的手段和能力。這些係統都是我國自已研製開發的產品,適應我國的具體國情,完全可供有關礦井選用。實際上,已在多個礦井得到應用,在 安全生產中發揮著良好的作用。
2 煤層開采時期防火與滅火技術的進步與發展
煤礦火災防治中的另一個重要方麵,是煤層開采時期的火災防治。此問題的複雜性在於,采煤方法多種多樣,煤層的賦存狀態也十分複雜,很難使用一種單一的方法去防治所有采煤方法下的各類地質條件的火災,必須根據具體的情況選用適當的防治 措施。我國煤礦煤層開采時期的火災防治 技術 措施,總體上說,有如下幾類:惰化、堵漏、降溫等以及它們中的幾類的綜合,共同發揮作用來實現預計的。
2.1惰化技術防滅火
惰化技術,就是將惰性氣體或其它惰性物質送入擬處理區,抑製煤的自燃的技術。惰性物質惰化技術,除已作為常規防滅火 技術 措施使用的黃泥漿外,近年發展起來的有粉煤灰、頁岩泥漿、選煤尾礦泥、阻化劑和阻化泥漿等,已經比較廣泛地被應用。它們的作用,除惰化外還兼有降溫,對煤礦本身則微有汙染,應當予以注意。這些技術,從總體上說,都是可行和有效的,受到煤礦的歡迎。問題隻是各礦如何針對自已的情況來選定,以及如何先權衡經濟效益而後決策,但從目前技術的發展及經濟的可承受性來看,具有較大優勢的還是粉煤灰注漿和阻化劑。它們最可取的是可以取自某些廢棄物及其再利用,對環保亦起著一定有利作用,並免於農爭地。它們多被用於厚煤層采全高或分層開采,如何采用,各礦可根據本礦的情況,論證後訣擇之。惰性氣體惰化技術,雖然很多煤礦都可以應用,但在我國則規定,放頂煤開采的煤礦必須使用以它為主的綜合措施(除惰氣外還輔以其它措施)來防治煤自燃火災,目的是要在較大的程度上保證采煤 安全。惰氣源目前發展起來的主要是氮氣,製備的方式有:深冷空分、碳分子篩變壓吸附和中空纖維分離等三種,我國有相當的產品提供礦井選用。它們各有其特點,目前各礦主要考慮的是經濟承受力,除深冷空分固定資產較高外,其它兩類由於分離氮的基礎材料如碳分子篩、中空纖維等,還難以國產出可與國外產品競爭的產品,造成初期投資也較高,加大了生產成本,使礦井在一定程度上失去經濟優勢。
因此,欲廣泛發展和應用這些新技術,還需要加大科研力度,解決基礎材料國產化及降低成本問題。在應用技術方麵則應改進和提高注氮工藝,加強與采煤工藝的互相配合,以便取得好的效果。注惰效果主要取決於能否保證惰氣質量、合理必需的注入量及其連續性,以及能否輔以強有力的檢測技術,否則很難取得理想的效果,各礦必須認識到這一點,不可將注惰作為一項萬能的措施,盲目地濫用。致於目前已開發使用的三種製惰(氮氣)設備,相對來說,更受歡迎的還是井下移動式膜分離設備,因為它較碳分子篩設備更易操作和維護保養。但也有其缺點,除上述的需要國產化外,某些部件也須改進、提高,特別是其淨化過濾裝置。此外,三種製氮裝備中,不論那一種,都需注重產品的質量,並以優質的售後服務,保證裝備的正常和良好運轉。
2.2堵漏技術防滅火
煤層開采時期火災防治的第二個重要環節是堵漏,也就是采取某種 技術措施減少或杜絕向煤柱或采空區的漏風,使煤缺氧而不會自燃。堵漏技術和材料,我國近年發展也很迅速,相繼研究和開發出適於巷頂高冒堵漏的抗壓水泥泡沫和凝膠堵漏技術和材料,適於巷幫堵漏的水泥漿、高水速凝材料和凝膠堵漏技術與材料,以及適於采空區堵漏的均壓、惰泡、凝膠和尾礦泥堵漏等技術成果,它們各有其使用條件和優缺點。目前,上述這些堵漏技術和設備及材料,我國都可以解決,各礦可以根據本礦的具體情況,因地製宜地選用。值得一提的是,均壓防滅火和凝膠防滅火技術,操作都不複雜,具有不汙染或少汙染環境的優點,所需的投入也不多,技術也不複雜,值得各礦大力應用。
2.3采空區自燃火源探測技術
礦井火災防治的一個難點在於發火點的隱蔽性,尤其是采空區內和煤柱內部的火,很難找到火源點。它也象煤層最短自然發火期一樣,是人們研究的熱點問題,我國長期以來也是應用氣體分析法以期去解決這一問題,但是依然未得到滿意的結果。為解決這一棘手問題,國家在“八五”攻關課題中曾有所安排,如期望使用稱之為“信號發生器敏感元件”的技術方法,解決火源探測的問題。但遺憾的是,亦沒有取得滿意的、有實用價值的結果,隻能認為是實驗室的一次嚐試,或者說是采煤現場的一次探路。此外,有關高校單位還曾研究過應用計算機技術模擬采空區煤自燃的狀態,期望以此探測自燃源,同樣也未取得實用結果。至今,采空區火源探測的問題,在我國依然是一項開放性的課題,還需要繼續加大力度,花費一定的時間與人力物力去進行研究。這也是一項極其值得研究的課題,因為國際上已經出現一種稱之為“臨地表岩層淺鑽孔氣體分析法”用於檢測地表層火災氣體異常,進而探測煤礦井下采空區火災的技術。從已掌握的信息看,這是一項已取得滿意結果、完全可用於圈定煤礦井下采空區內煤自然發火火源的工藝方法,他們的實踐經驗已經證明了方法的可行性和可靠性,而且與在礦井井下的工藝方法相比也不複雜和繁瑣,隻要掌握一定的檢測技術手段,具有相當的技術素養,完成並不多的工程量,進行一定程度的技術數據處理,即可取得滿意的結果。為此,應當抓住這一具有國際水平的前沿技術,跟蹤這一初具苗頭的技術發展,結合我國的具體條件和能夠掌握的技術手段,進一步發揮自已的優勢,獲取希望的理想結果,為我國煤礦火災防治技術水平的提高和發展作出自已的貢獻。
2.4大型機電設備防滅火的發展
在我國煤礦中,大型機電設備火災至今仍不時地造成過重大傷亡 02manbetx.com ,對其防治依然是不容忽視的。盡管已開發出如DMF型、DHM型、MZS—1型和KHJ—1型等可用於帶式輸送機或機電硐室的火災防治的裝備係統,但依然滿足不了需要。為此,國家在“九五”科研攻關項目中仍然安排有課題,要求發展新的技術裝備,如以光纜技術和熱敏電纜技術為基礎的裝備,有關單位正在加大力度進行研究。這無疑會給煤礦火災防治技術增添新的手段和能力。希望它早日出成果。這些係統都將是國產化產品,適應我國的具體情況,有它們的優勢,也有較大的可選性。目前各礦隻能從上述幾種防滅火設備係統選用適合本礦具體情況的係統,予以應用。
3 災期應變與救災技術
礦井火災防治的第三個環節———災期應變與救災技術,與其它兩方麵相比,亦有較大的發展。在救災裝備方麵,自救器、呼吸器、爆炸危險性檢測儀、惰化阻爆滅火裝備及快速隔爆牆等,都有一些新產品和設施問世和生產。其中如OSR—10、20、40和60min礦工自救器,BMK—1型便攜式煤礦氣體可爆性測定儀及DQ—400/500型、DQ—150型燃油
惰氣滅火裝置和BGP—400型高倍數泡沫滅火機,技術性能都不亞於進口產品,完全可供礦井救災時應用。盡管如此,在技術上和經濟上,仍需加大研究力度,開發出質優、價廉的產品,以滿足和適應救護隊的技術要求和裝備需求,同時也減輕礦井的負擔而提高使用率,保證礦工的 安全。至於救災技術,如以計算機為手段的救災決策和指揮輔助係統等軟件技術,我國的研究與發展水平,與國際相比並不遜色,隻是尚需有關礦井提高認識,加大與有關研究院所及高等院校的合作力度,創造條件給予實踐檢驗,有針對性地完善、改進和提高,進而推廣應用。
綜上所述,我國的礦井防滅火技術與手段,確實有了較大的發展與提高。但應看到,目前發火形勢依然嚴峻,還需要繼續不斷地完善和提高防治技術水平,研究和開發創新技術與手段,以便從根本上改變煤礦煤自燃火災的不利形勢。此外,還要有足夠的投入和嚴格的 管理。各礦必須清醒地認識到這一點,給予極大的重視。隻有舍得在這方麵加大投入,才會獲得優厚的回報。
