關(guān)鍵詞：綜采放頂煤；防火；阻化劑霧化；氮?dú)夥阑?nbsp;
0前言
放頂煤綜合機(jī)械化采煤法,由于一次采厚大、可采用長(zhǎng)壁式機(jī)械化回采方法等特點(diǎn),受到國(guó)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(diǎn)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(jìn)速度緩慢,采空區(qū)內(nèi)浮煤與空氣接觸時(shí)間長(zhǎng),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?jī)傻纻?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(gè)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(guò)程發(fā)展的時(shí)間。當(dāng)這四個(gè)條件都滿足時(shí)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?dú)鉁缁稹?br />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(shí)質(zhì)是阻化劑汽霧,借助與漏風(fēng)方向一致的獨(dú)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(yùn)送阻化劑霧氣的載體,是漏風(fēng)風(fēng)流,即要有氧氣進(jìn)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?dú)夥阑?br />利用氮?dú)夥阑?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(shí)際上也難以控制),則采空區(qū)內(nèi)注入氮?dú)獾臏袅烤碗y以控制,這將直接影響注氮防火效果；②氮?dú)夥阑饘?duì)進(jìn)入采空區(qū)的“兩道”,尤其是對(duì)工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)落頂三角點(diǎn)處的預(yù)防是無(wú)能為力的。對(duì)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?dú)夥阑?同樣存在氧化帶，注氮?dú)庵荒芸s小氧化帶的寬度,而不能消除,即自燃發(fā)火的危險(xiǎn)依然存在；④注氮量過(guò)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(duì)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(lái)使用,則可互補(bǔ)不足,充分發(fā)揮其效能。
我們認(rèn)為,以氮?dú)鈳?dòng)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?dú)鈱㈧F化的阻化劑送入采空區(qū),它們除具有各自獨(dú)立的優(yōu)點(diǎn)外,又可克服各自的不足。同時(shí)對(duì)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(diǎn)防火建議
3.1加強(qiáng)采空區(qū)氣體和溫度監(jiān)測(cè)
采空區(qū)氣體和溫度的監(jiān)測(cè),可為防滅火措施的實(shí)施提供目標(biāo)并贏得時(shí)間。
3.1.1.氣體監(jiān)測(cè)
目前,放頂煤綜采采空區(qū)的氣體監(jiān)測(cè),以束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的效果比較理想,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)。但由于束管阻力和路線長(zhǎng)度的影響,將使井下氣體需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間進(jìn)入分析儀。滯后一段時(shí)間才能得出分析結(jié)果。因此,應(yīng)針對(duì)各礦束管敷設(shè)的長(zhǎng)短等進(jìn)行測(cè)定和計(jì)算,以確定出滯后時(shí)間,這對(duì)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(yàn)表明,采空區(qū)氧含量不正常,CO含量增加,就會(huì)有發(fā)火危險(xiǎn)。因此,當(dāng)氧含量不正常時(shí),就應(yīng)引起注意,采取適當(dāng)措施處理。
3.1.2.溫度監(jiān)測(cè)
采空區(qū)溫度監(jiān)測(cè),是發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn)的直接手段,與氣體監(jiān)測(cè)相配合,將為原采空區(qū)發(fā)火危險(xiǎn)程度的判斷提供依據(jù)。目前常用的測(cè)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(cè)效果也較好。當(dāng)然,如配以紅外線探測(cè)儀等最好。
3.2提前預(yù)防,重點(diǎn)處理
3.2.1加強(qiáng)“兩道”及高頂處的檢測(cè)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(jìn)速度又比較慢,所以進(jìn)入采空區(qū)后的兩道發(fā)火危險(xiǎn)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(shí)由于“三帶”并不是呈直線條帶狀存在,在進(jìn)風(fēng)三角點(diǎn)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?dú)庠谶@里是很難發(fā)揮作用的。因此,“兩道”的檢測(cè)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(shí)還可以預(yù)裂煤體,提高頂煤冒落程度。
3.2.3及時(shí)處理危險(xiǎn)點(diǎn)
對(duì)已出現(xiàn)煤炭自燃跡象的高溫點(diǎn),可采取放落頂煤,即挖除火源的辦法進(jìn)行處理；也可以根據(jù)實(shí)際條件采用向頂煤中注水、注阻化劑或采用對(duì)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(shí),應(yīng)盡可能地增加巷道風(fēng)速,對(duì)掘進(jìn)巷道采用大風(fēng)量的局部通風(fēng)機(jī)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(duì)流,阻止煤炭升溫。當(dāng)頂煤自燃時(shí),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(duì)礦井總負(fù)壓而言,負(fù)壓過(guò)大易漏風(fēng),不利防火；反之,則通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定。而對(duì)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(jì)通風(fēng)系統(tǒng)力求簡(jiǎn)單
盡量避免U+L形進(jìn)、回風(fēng)系統(tǒng)的存在,同時(shí)要加強(qiáng)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(yǔ)
綜采放頂煤防滅火是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)工作,對(duì)其在掘進(jìn)、回采、回收期間的煤炭自燃,有時(shí)單靠某一措施難以達(dá)到預(yù)期的目的。需要對(duì)誘發(fā)煤炭自燃的原因、火源的位置等進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查、分析,然后采取綜合措施進(jìn)行處理,才能徹底消除自然發(fā)火。
參考文獻(xiàn)
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