關(guān)鍵詞：綜采放頂煤；防火；阻化劑霧化；氮氣防火 
0前言
放頂煤綜合機械化采煤法,由于一次采厚大、可采用長壁式機械化回采方法等特點,受到國內(nèi)外采礦業(yè)重視。但目前影響放頂煤綜采安全的兩大問題,即火災(zāi)和瓦斯問題,尤其是火災(zāi),本文將就放頂煤綜采防滅火的現(xiàn)狀及較理想的防火措施提出自己的淺見。
1、放頂煤綜采防火特點分析
（1）由于煤層開采厚度大,生產(chǎn)能力高,又增加了放煤工序。所以工作面的推進速度緩慢,采空區(qū)內(nèi)浮煤與空氣接觸時間長,易于氧化積熱自燃。
（2）采空區(qū)上部一旦發(fā)火,難以接近,不易處理,并且可隨放頂煤向下滑落而蔓延。
（3）采高增加,采空區(qū)空間大,頂板冒落后堆積厚度大,頂?shù)装宥伎赡苡衼G煤,采用常規(guī)的防火措施難以處理。
（4）采空區(qū)的“兩道”自然發(fā)火隱患突出。殘留在采空區(qū)內(nèi)的浮煤多,特別是靠兩道側(cè)的三角煤丟失嚴(yán)重。
2、現(xiàn)存的兩種主要防火方法分析
具有自燃傾向性的煤炭,能否發(fā)生自燃主要取決于四個條件:有破碎的煤炭堆積狀態(tài)存在；有連續(xù)的通風(fēng)供氧條件；周圍具有蓄熱環(huán)境；有維持煤炭氧化過程發(fā)展的時間。當(dāng)這四個條件都滿足時即自燃。目前比較理想的抑制煤炭氧化的措施有兩種:一是阻化劑霧化,二是利用氮氣滅火。
2.1阻化劑霧化
利用霧化阻化劑防火,在一些煤礦取得了成功。它成本低,效果好。其實質(zhì)是阻化劑汽霧,借助與漏風(fēng)方向一致的獨立風(fēng)流,從回采工作面向深部、高處的浮煤送入,處理易自燃的浮煤,防止采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)。在有向采空區(qū)漏風(fēng)的條件下,這種方法是比較優(yōu)越的,但它具有以下弊端:①運送阻化劑霧氣的載體,是漏風(fēng)風(fēng)流,即要有氧氣進入采空區(qū)；②必須具備采空區(qū)漏風(fēng)這一條件；③控制范圍有限，靠近工作面的采空區(qū),可能得以控制，而遠(yuǎn)離工作面的區(qū)域,由于受漏風(fēng)的影響,可能難以達(dá)到。
2.2利用氮氣防火
利用氮氣防火,其可能性已得到肯定,但是不完善,同樣存在一些弊端:①如果采空區(qū)漏風(fēng)控制不當(dāng)(實際上也難以控制),則采空區(qū)內(nèi)注入氮氣的滯留量就難以控制,這將直接影響注氮防火效果；②氮氣防火對進入采空區(qū)的“兩道”,尤其是對工作面進風(fēng)側(cè)落頂三角點處的預(yù)防是無能為力的。對靠近工作面的冷卻帶,甚至氧化帶也是如此；③采空區(qū)注氮氣防火,同樣存在氧化帶，注氮氣只能縮小氧化帶的寬度,而不能消除,即自燃發(fā)火的危險依然存在；④注氮量過大,泄漏量將增加,有影響井下環(huán)境的可能。
上述兩種方法,對處理放頂煤綜采這樣采空區(qū)空間大、浮煤多的煤炭氧化都是比較可行的,但又有利弊。如果把兩種方法結(jié)合起來使用,則可互補不足,充分發(fā)揮其效能。
我們認(rèn)為,以氮氣帶動霧化阻化劑作為放頂煤綜采防火措施將是比較理想的和有前途的。氮氣將霧化的阻化劑送入采空區(qū),它們除具有各自獨立的優(yōu)點外,又可克服各自的不足。同時對諸如密封等防止漏風(fēng)以及減少注氮量以降低其泄漏量等輔助措施,將不產(chǎn)生限制作用。
3、幾點防火建議
3.1加強采空區(qū)氣體和溫度監(jiān)測
采空區(qū)氣體和溫度的監(jiān)測,可為防滅火措施的實施提供目標(biāo)并贏得時間。
3.1.1.氣體監(jiān)測
目前,放頂煤綜采采空區(qū)的氣體監(jiān)測,以束管監(jiān)測系統(tǒng)的效果比較理想,可實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測。但由于束管阻力和路線長度的影響,將使井下氣體需經(jīng)過一段時間進入分析儀。滯后一段時間才能得出分析結(jié)果。因此,應(yīng)針對各礦束管敷設(shè)的長短等進行測定和計算,以確定出滯后時間,這對分析和處理問題將是有利的。
采空區(qū)氧含量是應(yīng)重視的參數(shù)。經(jīng)驗表明,采空區(qū)氧含量不正常,CO含量增加,就會有發(fā)火危險。因此,當(dāng)氧含量不正常時,就應(yīng)引起注意,采取適當(dāng)措施處理。
3.1.2.溫度監(jiān)測
采空區(qū)溫度監(jiān)測,是發(fā)現(xiàn)高溫點的直接手段,與氣體監(jiān)測相配合,將為原采空區(qū)發(fā)火危險程度的判斷提供依據(jù)。目前常用的測溫探頭,多為電阻或半導(dǎo)體熱敏元件,如布置得當(dāng),監(jiān)測效果也較好。當(dāng)然,如配以紅外線探測儀等最好。
3.2提前預(yù)防,重點處理
3.2.1加強“兩道”及高頂處的檢測和處理
由于采區(qū)的上、下順槽已提前暴露在空氣中,而放頂煤綜采目前的推進速度又比較慢,所以進入采空區(qū)后的兩道發(fā)火危險將更大。采空區(qū)靠近上下順槽兩側(cè)的三角煤丟失較多。這些浮煤將成為發(fā)火的隱患。同時由于“三帶”并不是呈直線條帶狀存在,在進風(fēng)三角點處,由于入風(fēng)流的沖擊作用,將使窒息帶遠(yuǎn)離工作面,即利用氮氣在這里是很難發(fā)揮作用的。因此,“兩道”的檢測與處理必須予以重視。
3.2.2煤體高壓注水或阻化劑
在有條件的礦井,特別是褐煤,其裂隙較發(fā)育,采取煤體高壓注水或阻化劑,可阻止氧化,達(dá)到防火目的,同時還可以預(yù)裂煤體,提高頂煤冒落程度。
3.2.3及時處理危險點
對已出現(xiàn)煤炭自燃跡象的高溫點,可采取放落頂煤,即挖除火源的辦法進行處理；也可以根據(jù)實際條件采用向頂煤中注水、注阻化劑或采用對頂煤噴漿注凝膠降溫、隔絕供氧的方法,阻止煤炭自燃。
3.3其他措施
3.3.1合理增減風(fēng)速風(fēng)量
在一定的巷道條件下,當(dāng)煤體處于低溫氧化時,應(yīng)盡可能地增加巷道風(fēng)速,對掘進巷道采用大風(fēng)量的局部通風(fēng)機供風(fēng)。在一定的巷道風(fēng)速條件下,可以改變巷道的幾何條件,如在冒高前設(shè)風(fēng)帳,增加巷道風(fēng)流的紊亂程度,加速熱量對流,阻止煤炭升溫。當(dāng)頂煤自燃時,為了加速自燃煤炭的熄滅,應(yīng)盡量減小巷道風(fēng)速或不供風(fēng),以達(dá)到減少供氧或不供氧,使自燃熄滅。
3.3.2降低采區(qū)負(fù)壓
對礦井總負(fù)壓而言,負(fù)壓過大易漏風(fēng),不利防火；反之,則通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定。而對采區(qū),則應(yīng)盡可能降低負(fù)壓,即加大采區(qū)通風(fēng)巷道斷面。
3.3.3支架上部頂煤注凝膠
這是處理支架頂煤自燃的最佳方案。但注凝膠量應(yīng)足以填塞頂煤裂隙,保證在工作面與采空區(qū)間形成一道凝膠墻,將工作面與采空區(qū)隔開,這樣注凝膠不僅阻止了頂煤自燃,也阻止了采空區(qū)煤炭自燃。
3.3.4工作面設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)力求簡單
盡量避免U+L形進、回風(fēng)系統(tǒng)的存在,同時要加強工作面采空區(qū)外圍漏風(fēng)的管理,采取綜合措施堵漏。
4、結(jié)束語
綜采放頂煤防滅火是一項復(fù)雜的技術(shù)工作,對其在掘進、回采、回收期間的煤炭自燃,有時單靠某一措施難以達(dá)到預(yù)期的目的。需要對誘發(fā)煤炭自燃的原因、火源的位置等進行深入細(xì)致的調(diào)查、分析,然后采取綜合措施進行處理,才能徹底消除自然發(fā)火。
參考文獻
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