1 問題的提出
煤層自燃火災是礦井主要災害之一,嚴重威脅著煤礦人員安全以及造成重大經(jīng)濟損失。全國煤礦中有56%的礦井存在煤層自然發(fā)火的危險,在已開采過的220個綜放工作面中發(fā)生了182次自燃火災事故。煤層自燃火災成為制約高產(chǎn)高效礦井安全生產(chǎn)與發(fā)展的主要因素之一。
2 綜放采空區(qū)煤層自燃火災特點
綜放工作面采用后退式開采,“U”型通風方式,實行無煤柱開采,采場進風巷及采空區(qū)與鄰近采空區(qū)(已封閉)連成一片,構成比較復雜的漏風型??,采場的內(nèi)部漏風與煤炭自燃有著密切的聯(lián)系,直接影響著采空區(qū)氧化“三帶”的分布,具體表現(xiàn)如下:
消防設施維護保養(yǎng)檢測機構的資質分為一級、二級和三級,消防安全評估機構的資質分為一級和二級。
2.1 大多數(shù)煤層都具有自燃傾向性,且由于綜放工作面的單產(chǎn)高,走向長度較大,有的工作面目前已超過2000m,工作面回采時間均超過煤層的最短自燃發(fā)火期,煤體在空氣中的暴露時間較長。
2.2 綜放開采時,采空區(qū)丟煤比較多,這些浮煤呈破碎狀態(tài),為采空區(qū)自燃火災的發(fā)生提供了條件。
消防安全評估-電氣檢測電氣裝置可以通過點檢驗的條件。
2.3 自燃火災大都發(fā)生在距暴露面一定深度的中部,這里漏風強度適中,風速慢,氧氣濃度適宜,易滿足煤的自燃條件而形成自燃高溫點,且采空區(qū)遺煤的氧化帶與自燃帶一般在工作面的30m之后。
2.4 綜放開采工作面兩端頭的頂煤難以回收,兩端頭丟失的頂煤冒落后堆積。在沒有相鄰界采、空區(qū)時,綜放面的漏風為采空區(qū)的小并聯(lián)漏風。綜放工作面兩端頭是采空區(qū)漏風的源與匯,這兩處的漏風均比較大。
2.5 綜放面本面順槽、切眼、停采線自燃危險性較大。綜采工作面巷道沿煤層底板掘進,通常頂部留有幾米厚(一般大于3m)的頂煤,在掘進動壓及相鄰采煤工作面回采動壓影響下,頂煤受壓而破碎、離層,區(qū)段煤柱也被壓酥,在掘進過程中,還經(jīng)常出現(xiàn)頂煤冒落,支護后,在棚網(wǎng)上堆積了一定量的松散浮煤。
3 當前主要采用的防滅火技術及評述
隨著煤炭工業(yè)的高速發(fā)展,煤層自燃火災治理技術取得了顯著的成績。目前國內(nèi)外防滅火技術主要常采用預防性灌漿技術、阻化劑技術、注水技術、惰性氣體技術等,在某些條件下也采用堵漏技術、凝膠技術等。
在20世紀50年代,灌漿技術成為我國煤礦防滅火手技術的主要手段,并且一直沿用到今天。所謂的預防性灌漿技術就是指將水和灌漿材料按適當?shù)谋壤旌?,配制成一定濃度的漿液,經(jīng)過鋪設的輸漿管路利用自然壓差或泥漿泵送到可能發(fā)生煤炭自燃的區(qū)域,以防止自然火災的發(fā)生。阻化劑技術在美國、波蘭、前蘇聯(lián)等國家得到了較好的應用;近些年來,阻化劑技術在我國也得到推廣應用。該技術主要是讓水溶液附著在易被氧化的煤體表面,惰化煤體表面的活性結構,阻止煤與氧氣的接觸的作用。近年來,凝膠技術在我國得到較廣泛應用。凝膠分為無機凝膠和高分子凝膠兩大類,其防滅火機理是凝膠通過鉆孔或煤體裂隙進入高溫區(qū),其中一部分未成膠時在高溫下水分迅速汽化,快速降低煤表面溫度,殘余固體形成隔離層,阻礙煤氧接觸而進一步氧化自燃;而流動的部分混合液隨著煤體的溫度的升高,在不遠處及煤體孔隙里形成膠體,包裹煤體,隔絕氧氣,使煤氧化、放熱反應終止;干涸的膠體還可以降低原煤體的孔隙率,使得通過的空氣量大大減少,從而抑制復燃。