前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的矿井火灾防治技术主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:矿井火灾;防灭火技术;煤矿安全生产;火灾防治技术;火灾防治设备 文献标识码:A
中图分类号:TD752 文章编号:1009-2374(2015)15-0154-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.080
由自燃引发的火灾在我国矿井火灾中影响极大,据统计我国50%以上的矿井存在自燃发火的问题。其中约有47%自燃发火危险的矿井分布在我国统配和重点煤矿之中,如今矿井的自燃发火约占据总发火次数的94%,其中60%的采空区自燃是由内因火灾引发的。加强煤矿防灭火安全技术是矿井安全生产的重要保障,在20世纪50年代初期我国在煤矿推广了黄泥灌浆防火技术,60~70年代阻化剂防火、均压通风、高倍数泡沫灭火等相关技术相继问世,为适应普通采煤法和高产高效采煤法的综合防灭火技术,80~90年代又研究出矿井自燃发火预测系统、惰气防灭火、快速高效堵漏风、带式输送机火灾防治等技术。由于我国对煤矿防灭火的意识比较低研究起步相对较晚,并且防灭火的设备和技术不够完善,因此矿井火灾安全技术的防治工作仍是当下的主要任务之一。
1 矿井火灾发生的原因
矿井火灾通常是指:在矿井下边或地面造成人员伤亡,相关设备损毁,矿井无法正常生产的火灾。
发生矿井火灾的原因有两种:一是外部火源引起的火灾;二是煤炭本身的物理化学性质的内在因素引起的。因此,矿井火灾分为两类:外因火灾及内因火灾。
外因火灾是指在井下拆卸矿灯、吸烟、放明炮等引起的或是因井下电气设备使用不当维修不及时引起的,还有就是矿井瓦斯、煤尘的燃烧或爆炸造成的。一般井口附近、采掘工作面、带电缆的木支架巷道等处是外因火灾的主要发生场所。
内因火灾是煤层在生产过程中煤炭在空气中氧化发热并积聚热量引起的火灾,据统计,我国煤矿的矿井火灾有90%以上由内因造成的。内因火灾多发生在采空区、冒顶处及压酥的煤柱中。
2 矿井火灾产生的危害
第一,就矿井火灾产生危害的程度来说,一般井下造成的人员伤亡和国家财产、资源损失要比地面火灾较为严重,这是由于矿井发生火灾时矿井空间的限制,井下的工作人员难以躲避,设备无法搬移,而且煤炭是固定不动的所以当火灾发生时非常被动。
第二,伴随着矿井火灾的发生,大量的一氧化碳等有毒有害气体随之蔓延在井下巷道内,如果这些有害气体没有及时的排除将会引发工作人员中毒、窒息甚至
死亡。
第三,矿井火灾由于封闭火区,矿井的煤炭可采储量将明显下降,生产将受到影响不能正常运行。当正常生产恢复时,启封火区较难且危险系数较大。
第四,矿井火灾的产生对矿井通风系统危害极大,扰乱正常通风系统的主要原因是风火压,通风系统破坏后将使得整个矿井或者局部的风流包括方向和风量发生变化,通风系统的不稳定运作会导致电动机的烧毁影响正常安全生产。
第五,矿井火灾对井下瓦斯及煤尘爆炸提供了条件起到助推的作用,当火灾较大的时候,切记不能用水来灭火,这是因为用水灭火时及有可能产生水煤气也会引发爆炸事故,使得矿井火灾升级。
3 矿井防灭火的措施
根据矿井火灾发生的原因,可分别针对外因火灾及内因火灾制定有效预防措施。
3.1 外因火灾的预防措施
第一,杜绝产生火源:(1)防止火烟入井;通常矸石山、木料场距进风井的距离应大于80米,禁止在井口房及通风机房附近20米范围内有烟火或使用火炉取暖。(2)如果井下需要进行电焊或气焊等工作时,我们需要制定专门的安全措施防止火源引发火灾。(3)对井下一些电气设备的选择及安装要求制定相关的规定,对过负荷继电器与熔断器的使用正确运用。(4)采用矿用防爆型电气设备,检查其使用性能是否良好;电缆敷设符合《煤矿安全规程》要求,避免产生火花;保护系统要安装齐全;井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。(5)采用不燃性材料支护,井下所有巷道均采用不燃性材料支护。
第二,设置防火门:进风井口设置防火铁门,并能严密遮盖井口,易关闭,防止井口附近地面火灾及井下。各生产水平进风大巷与井底车场的连接处要设两道防火门,以便一翼发生火灾时能迅速切断风流,控制火势;在井下火药库和机电硐室出入口也要安设防火门。
第三,设置消防器材和灭火设备:加强防灭火器材和消防管路系统的管理,对已经损坏的消防器材及时进行修复或者更换。
第四,设置消防供水系统:可在矿井的地面建立消防水池作为防火措施,再在井下设置有效的管路系统。
第五,设置一氧化碳火灾监测传感器、烟雾传感器、温度传感器,及时监测和发现火灾。
3.2 内因火灾的预防措施
第一,减少各种发火隐患:(1)采矿技术方面:正确的开拓方式尤为重要,合理布置采准区;正确选择采煤方法和开采程序;为减少煤层与空气接触的暴露面积减少自燃发火的几率,应该尽可能采用岩石巷道布置;当在进行厚煤层的开采时在各分层巷道采用垂直或者重叠的布置方式,这样可以消除自燃的基本发生条件减小了煤柱尺寸乃至不留煤柱;采用区段分采分掘模式防止火灾隐患。(2)通风技术方面:选择合理的通风方式,正确设置通风构筑物,对采空区和矿柱子裂隙减小漏风,工作面采完后及时进行封闭。(3)灌浆防火措施:采用水与浆材配合制成的浆液,利用输浆设备注入可能发生火灾自燃的地点可以起到隔绝空气氧化;防止采空区漏风;降低煤体与围岩的温度,预防煤炭的自燃情况。
第二,及时预测预报:加强自燃发火预兆的监测,对空气中CO浓度的监测可判断自燃发生的地点及发展程度,做到早期发现及时预防。
第三,及时处理:为减少自燃发火几率我们要对煤矿开采过程中产生的各种发火隐患做到及时处理,例如及时充填煤巷渣、及时处理废旧巷道、对高温度及时处理等。
第四,提高每个员工的防火灭火意识,定期对员工进行矿井防灭火的专业知识培训。
4 矿井火灾的处理方法
第一,当我们发现井下火灾时,切莫惊慌擅自行动,应严守纪律,第一时间识别火灾的波及范围、燃烧性质,尽可能选择有效的方法进行直接灭火,同时应及时上报调度室。
第二,调度部门收到火灾报告需要先了解清楚火灾的发生地点、火势的发展情况、人员撤离情况再通知相关技术人员与矿井救护队、通风区队长立即赶到火灾现场组织抢救灭火工作,及时联系井下人员为疏散矿井下的人员做好撤离准备,以免对人身安全造成伤害。
第三,在进行灭火的同时首先抢救出受轻伤、重伤及被困待救人员后再搬运出遇难者的遗体;灭火时候应对井下的相关设备进行观察检测以免因燃烧导致的设备脱落对人员造成伤害。矿井易发火区域,特别是带式输送机巷应安装自动灭火装置,可以扑灭火灾或者抑制火势的蔓延。
第四,在扑灭火灾后我们应对现场进行排查,找出隐蔽火源并清理残留的火种,以确保不会复燃或发生爆炸灾害。
5 结语
为了防治矿井火灾的发生,保证煤矿安全的生产,在日常工作中必须结合矿井生产实际,通过对矿井火灾发生的原因、特点进行深入的研究和探索,开发使用先进的火灾防治技术及先进设备,在矿井火灾的预防、监测、补救上开展全面综合的有效措施。
参考文献
[1] 石耀康.浅论矿井防灭火工作[J].甘肃科技,2004,(2).
[2] 余建东.如何做好煤矿矿井防灭火[J].科技与企业,2013,(7).
[3] 柳杰.矿井防灭火技术的现状探究[J].中小企业管理与科技,2011,(9).
矿山火灾事故是矿山重大灾害之一,由于矿山生产的主要特点是作业分散、人员多、作业环境复杂、自然条件恶劣、设备设施多、不安全因素多等,所以矿山火灾事故极易发生。我国有近三分之二的煤矿存在自然起火的问题,这其中国有的重点煤矿中有近一半的矿井存在自然起火隐患,矿井自然起火约占据近自然起火次数的95%。矿山火灾不仅燃烧生成的有毒有害气体,可能会威胁到工作人员的生命和健康,甚至引起爆炸事故,而且可能烧毁大量机械设备,造成巨大财产损失。因此可以看出,生产事故和自然灾害始终影响着矿山的安全生产的前进的脚步。
外在原因引起的火灾预防措施
外在原因引起火灾时,起火迅速,发火迅猛,常常会造成严重后果。因此,为降低火灾引起的后果,矿山管理者必须高度重视火灾发生原因,以便采取有效的预防措施来应对火灾。
1 井下火灾的预防措施
矿井下设施应配备一定数量的自救器,以便发生火灾时可以自救,尤其是在危险工作环境的工作人员要随身携带自救器以防止火灾引起的突发事故。在矿井下的柴油等油类物品要专门存放在硐室中,承装油的容器应严格密封。井下火灾的预防措施应按照相关要求组织实施:矿井下生产所用的柴油设备及液压机械等要严格检修,严禁发生漏油现象,另外每台机器上应装备有便利的灭火设备;要定期更换木支架进风井筒等建筑物,对木支架支护的竖、斜井井架等设施旁要设置消防水管;对于进风井筒等建筑物应采用不燃性材料建筑等等,这样都是为了及时应对火灾。
2 矿山生产中地面过载的防治措施
在矿山地面管路设计中要紧密结合生活激水管路的设计,设计安全的消防水管系统;各厂房和建筑物之间,要建立消防通道,以利于消防车辆通行,实施救援;对于各类易燃易爆物等应建立严格的防火完善制度,并且配备足够的消防器材。
3 在焊接过程中对火灾的防治措施
在矿区开采过程中,一些基础性的工作是必须要完成的,焊接就是其中重要的一部分,在矿井口的建筑物内或者矿井下进行焊接和切割的操作过程中,专业工作人员应当严格按照相关规章制度进行操作,并针对具体矿山环境,制定有效地防火措施。在每次焊接工作结束后,要认真检查工作现场并进行安全隐患的清理。
4 爆破作业引起的火灾的预防措施
在一般金属矿山工作过程中,爆破是其必备的工序。在操作爆破工作中,专业工作人员要严格按照安全规程的相关要求,对炸药库及相关设施进行定期的严格检查;同时应该注意工作的一些照明用的线路安全,防止因线路短路或产生火花照成的炸药的引燃,造成重大火灾。在爆破现场,应当仔细检查运药的线路,保证安全顺畅,从而防止因电气短路而引起火灾。对于有爆炸危险的矿山填塞好炮泥,以防止矿石过分破碎和爆破时喷出明火。在爆破过程中和爆破后应采取喷雾洒水等降尘措施,降低火灾发生几率。
5 一些明火引发火灾的有效防治
不允许用明火用直接接触的方式来加热井内的空气,不允许使用明火来进行井内基础设施维护等。矿井生产所使用过的蜡纸、费油等易燃易爆物品应储存在专门的容器内,并进行妥善保管或处理。在较大的爆破作业中,应该谨慎防止炸药以及其包装材料与明火直接接触,引发爆炸、燃烧等,从而引发火灾。
内在原因引起火灾的预防措施
有自燃可能的矿山就是内在的原因引起火灾的案例,一旦发现某一区域自热时,要及时采取措施进行封闭和隔离,切断与空气发生氧化的过程,将发生火灾的概率降到最低。如果遇到火灾应该首先采取有效地隔离措施,防止火灾的扩大和蔓延,将火灾的损失减低到最低。经实践表明,内部因素引发的火灾经常发生在通风系统紊乱、漏风严重的矿井内,因而在具有存在自燃隐患严重的矿山中,通风工作需要满足一下各方面的要求。
1 尽量地防止井下漏风。及时密闭采空区及废弃巷道,加强通风构筑物的检查管理,严防采空区漏风。
2 采用机械通风。扇风机主扇应有反风装置,风压的大小应适当。
矿区防灭火技术
1 均压防灭火技术
它是采用通风的方法减少压差,降低漏风量使之接近于零,以此来切断氧气的来源,达到灭火的效果。此技术对工作面及掘进面初期发现的高温预兆点有较好的效果。
2 灌注无机固化材料防灭火技术
灌注的水砂浆、煤矸石泥浆、粉煤灰、石膏等是现用的防灭火填充材料,它们形成的浆液对煤体起包裹作用,避免煤与氧气接触,起到隔离灭火的作用。
3 阻化剂防灭火技术
常用的阻化剂是卤化物及其水溶液能够浸入煤体的内部缝隙中,部分覆盖在煤体的外表面,使煤体与外界隔绝,无法与氧气接触,从而起到灭火作用。
除此之外,惰气防灭火技术、泡沫防灭火技术、胶体防灭火技术等均在防灭火中发挥着重要的作用。
【关键词】煤矿;一通三防;防治对策
当今看来,我国煤矿企业的生产安全事故还是没有得到有效的控制,这些安全隐患给生产工人的人身安全带来了极大的威胁。因此,我们必须加强“一通三防”的安全管理工作。“一通”指的是矿井地下作业的通风,这是煤矿生产中的重中之重,若是在井下工作时没有通风的话,就无法进行井下作业。矿井通风的原理是利用矿井的主扇使地面的大气进入井下,同时排除井下有害气体及矿尘,让井下有良好的工作环境。“三防”指的是防治瓦斯、防火灾、防治矿尘,以达到安全生产的目的。“一通三防”工作不管是在我国的现今还是以后,都应当是我国煤矿开采工作中的重中之重。本文对“一通三防”工作的特性进行了深入的阐释和分析,在此基础上提出了防范和治理对策,为我国煤矿事业的健康发展提供了保障。
一、一通三防工作的特性
“一通”是指让其通风,“三防”是指防瓦斯、防矿尘和防火灾,而做好“一通三防”这项工作决定着工作人员的生命健康,因此,我们必须知道它的特性来应对可能的突发事件。矿井的通风系统不完善、不可靠并且超能力生产;对于瓦斯检查制度的执行不严格、井下密闭、机电设备存放不安全;对于矿尘的检测力度不够;防范火灾的措施不完整。(1)突发性是该事故的一大特性。当井下工作人员的工作情况受到限制时,往往会有一些突发性的情况发生,给工作人员带来了巨大的伤害。(2)该事故还有巨大的破坏性。当事故发生时,往往会带来相当严重的后果,对煤矿的开采和地下通道带来巨大的破坏作用。
二、一通三防的必要性
在我国,煤矿开采属于地下作业和其地面作业相比,它是有很多不安全的因素。瓦斯爆炸、火灾、矿尘爆炸等每时每刻都在威胁着工作人员的健康安全,严重时可能会对矿井造成坍塌等致命的打击,而通风是有效防止这三种自然灾害的前提。对于煤矿的经营者来说,更应该清楚地认识到这三大灾害的破坏性,将“一通三防”这一工作放在更加重要的位置,降低事故发生的可能性,更应该使该技术贯穿生产全过程,还应该具有计划性、全局性和超前性。
三、防范和治理对策
不健全的安全管理制度是事故频发的重要原因,违法违规组织生产,企业不合理的布置、井下管理和劳动组织秩序的混乱、应急方案的不完善等等,都反映出企业没有将安全责任落到实处。企业应该从自身加强安全管理的建设和改进。贯彻执行国家关于煤矿安全生产的各项方针政策、法律法规,组织制定和完善企业的安全生产规章制度和操作,并强化各规章制度和规范的落实,给企业员工提供明确的行动指南。对事故隐患及时作出整改措施并限期解决,消除生产安全事故隐患。(1)加大矿井的通风管理工作。加强矿井通风管理的目的在于将危险气体和粉尘等有害物质及时排放到矿井之外,这也是预防瓦斯事故的手段之一。加强矿井通风,应做到以下几个方面:第一,合理选择通风体系,认真落实分区通风工作,保证采区与矿井都具有有各自的通风体系;第二,使用抽出式通风的方法,进而合理避免主通风机发生故障时遗留在采空区的瓦斯释放;第三,进行风量的合理分配,比寻做到各个工作面都有充足的风量通过。最后,煤矿生产企业还必须配有专门机构或人员对矿井中的瓦斯浓度以及通风状况进行严格检查并及时上报实际情况。当矿井生产条件不符合有关规定时,应当尽早向领导汇报,及时疏散人员。(2)积极开展矿尘的防范治理工作。必须做好矿尘的防范和治理工作,第一,使用湿式作业:湿式作业是指在作业过程中用水或其他安全液体和煤尘接触来降低煤尘浓度,也是在煤矿生产过程中使用较多的一种方法。它具有成本低、使用便捷、除尘效果显著的优点,也会是环境恶化,降低煤矿产品的质量等缺点。第二,采用风流净化措施:风流净化是指使含有煤尘的气流通过一定的器具,进而降低煤尘浓度的一种方法。(3)加强瓦斯的治理。在井下工作时,往往会产生很多的有毒气体,该气体聚集到一定的程度就会造成爆炸。因此,我们必须做好防护工作,合理分配风量。(4)火灾的防治。火灾分为外源火灾和自然火灾,外源火灾主要通过杜绝火源、使用不易燃烧的设备和在矿井中配备消防供水系统;自然火灾则可使用水浆等材料来防范火灾的发生,用一些控制压力的设备来改变井下的压力,以此来降低灾害的发生。
总而言之,加强“一通三防”工作对于我国煤矿企业来说是非常必要的,因为它是提高煤矿安全生产的重要环节。政府部门也应当贯彻落实我国关于“一通三防”工作的要求,做好矿井的通风管理工作,做好煤尘防治措施,还有火灾的预防,使煤矿生产安全事故的发生频率降到最低,为我国煤矿企业的持续发展提供有效的支持和必要的保障。
参考文献
[1] 郭松,邹忠磊,李国根.我国煤矿一通三防技术的应用及发展研究[J].科技与生活.2012(20)
[2] 黄吉宏.煤矿“一通三防”的技改革新[J].中国科技博览.2011(19)
关键词 矿井火灾;防治;损失
中图分类号 TD752 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)092-0114-02
煤矿火灾是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一,火灾事故不仅会产生大量高温烟流和有毒有害气体,危及井下工作人员的生命安全,而且会烧毁大量井下设备、损耗煤炭资源,给矿井带来巨大灾难。因此,做到火灾事故的预防是关键,如一旦发生火灾事故,就必须采用得力的应急救援方案。在煤矿遭遇火灾时如何有效地进行抢险与救援工作,尽快将灾情控制在尽可能小的范围和程度,以减少事故造成的人员伤亡和经济损失,成为目前迫切需要解决的问题。
1 煤矿火灾的分类和危害
1.1 煤矿火灾的分类
煤矿火灾按引火热源的不同可分为外因火灾和内因火灾:
①外因火灾,指由于外部火源如明火、瓦斯煤尘爆炸、爆破、电流短路、静电、机械冲击等引燃可燃物造成的火灾。其特点是:突然发生,来势汹涌,如不及时发现、控制,将造成恶性事故。②内因火灾,指煤炭接触空气后,因煤自身氧化产生热量,热量积聚使煤炭自然发火而产生火灾。内因火灾多发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁及浮煤堆积等处。其特点是:会持续燃烧,浪费大量煤炭资源。
1.2 煤矿火灾的危害
煤矿火灾由于在受限空间燃烧,会产生大量的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有毒有害气体,使人体中毒,燃烧产生的高温可使人呼吸道灼伤;煤矿火灾可能会引起瓦斯、煤尘爆炸,进一步扩大伤亡;煤矿火灾可能造成井下风流逆转,致使风流紊乱。火灾产生的火风压会使风流逆转,使原来安全的上风侧工作面里混入有害气体,威胁上风侧人员、设备安全;煤矿火灾可能会烧毁井下设备、烧损煤炭资源。
2 煤矿火灾事故救援技术分析
2.1 制定救援方案的原则
采取一切有效措施,及时救助遇险人员,尽量减少人员伤亡;发生火灾后,先切断火灾区域电源后再灭火;采用直接灭火和有效的通风等措施,控制火灾扩大。
2.2 矿山救护队基本救援技术
发生火灾后,现场人员应首先设法切断火区电源,采用与火灾类型相应的消防灭火器材进行灭火。发生易燃支护材料和油脂着火时应首先选用灭火器灭火;井下发生煤体燃烧时首先要切断火区电源,然后再采取隔离等措施进行灭火;扑救火灾时,人员必须站在上风侧,同时要注意火风压造成风流逆转伤人。
现场指挥部应根据火区所在地点、范围和通风瓦斯等情况,制定通风措施,选择最有效的通风方式,要确保火灾有害气体不向有人员的巷道蔓延和逆转,以便救人和灭火。为防止火灾扩大,需改变矿井通风方式或采用反风时,应在组织灾区和受威胁区域的人员安全撤离后再采取此项措施。
3 防止火灾的措施
由于煤矿井下火灾的发生通常比较突然,火势的发展也比较迅猛,并且火势蔓延过程中还经常伴随着有毒气体、烟雾等的释放以及瓦斯等的爆炸,所以其造成的人员伤亡以及财产损失将是不可估量的。目前,虽然在煤矿的火灾中由于外源而导致的火灾所占的比例较小,但是,随着科技的进步,近几年来煤矿的工作中机械化的程度越来越高,同时也带来了一定的安全隐患,使得因浅谈煤矿井下火灾的处理外源而造成的火灾越来越多,导致其在煤矿井下火灾中所占的比重也呈现上升的趋势。在减少煤矿井下火灾的工作上做好火灾的防范工作仍显得尤为重要。
1)高温热源的防止,火灾发生的根本原因是因为产生了高温热源,引起火灾。所以关键的为防止高温热源的存在及阻止其失去控制,针对此管理层应该制定一定的规章制度对高温热源以及潜在的热源进行严格的管理。
2)可燃材料是火灾发生的必备要素之一,所以矿井之下所用材料的选取上也应该严格把好关。煤矿单位应该尽量避免易燃易爆材料的使用以及其放置,如果必须用到该类型的材料,则需要将其与热源保持一定的距离,以保障安全。
3)机电火灾的防止,机械设备的漏电以及未能及时关闭或者操作不当等原因都有可能使机械设备成为高温热源而导致火灾。
4)机械设备在使用过程中的摩擦是不可避免的,工作中应该选取合适的材料尽量减小摩擦,防止因摩擦而生热造成火灾。并且在胶带上应该配有相应的打滑、超负荷、跑偏等的综合拯救措施。
5)应该避免高温热源与易燃易爆物发生直接的相互作用;对于高温报警设备应该及时进行检查、维护,防止其因老坏而导致火灾。
6)在煤矿井下适当地建立防火门。第七,矿井下应有应急水源,地下水道。
4 煤矿井下火灾的处理
当因为外源问题而造成的火灾发生时,减小损失的最关键步骤在于对火灾的火势的蔓延进行限制。唯有将火势控制,使其蔓延局限在最小的范围内,并采取措施将其扑灭,才能做到最大限度地降低损失以及减少人员的伤亡。
4.1 不同地点火灾的灭火措施
1)采煤工作面发生火灾时,如在着火初期,现场人员根据火灾情况,要尽量采用直接灭火法进行灭火。如果火势发展较为严重,现场人员要沿着避灾路线立即撤离,由救护队员实施灭火或封闭。有瓦斯爆炸危险时要进行远距离封闭。
2)井口建筑物发生火灾时,立即视情况进行矿井反风或关闭井口防火门,必要时停止通风,防止火灾气体及火焰侵入井下。
3)井筒中发生火灾时,必须视情况采取风流短路、反风或停止主要通风机运转等措施,防止火灾产生的有害气体进入井下其它用风地点。
4.2 火灾初起时灭火方法
煤矿井下火灾一经发现,火灾现场工作人员应根据火灾的相应性质,采取相应的方式、办法将其扑灭,即使不能及时扑灭,也应该尽量采取一切办法阻止火势的蔓延,争取在火灾发现之初将其扑灭,使损失减小。
1)现场人员应将现场的电源以最快的速度切断,以防止因火灾而使电器设备在高温下爆炸。
2)通风口的关闭,当空气中的氧气不足以支持燃烧时,火势自然会减小,但是救火人员需保证自身所需的氧气,并且关闭防火门,防止火势往其他地区蔓延。
3)在火灾最近处找寻有利于灭火的设备、砂粒、岩石、水源等覆盖在火源上,以使其在缺氧的情况下渐渐熄灭。
4)需将易燃易爆物品与火源迅速隔开,如若是无法挪动的物品,应该用水浸湿或用砂粒等将其覆盖,使其被燃的概率减小到最低。
4.3 减缓火势并报警
火灾现场的工作人员,在利用现场可能的设备、器材、资源进行全力灭火的同时,应该让人专门负责与煤矿的调度部门取得联系并将现场的火势,火灾发生的原因、地点,火灾的性质以及现场的阻火、灭火情况尽快告知相关的部门,以获取更为科学、有效的阻火、灭火方式以及更多的救援。
4.4 停电与人员的撤离
相关部门在接收到火灾现场的信息后,应尽快与上级取得联系并且汇报情况,同时应及时将组织人员将相关的电源切断,安排相关人员进行灭火工作,同时按照相应的应急通道,做好其他人员的安全撤离工作。在火灾附近应派遣相关人员进行看守,防止不知情的人士误入火灾范围,造成人员伤亡。
4.5 煤矿井下火灾后的处理
火灾扑灭后,应尽快核实起火的原因,如若设备的原因,应检查相应的机械设备,对设备进行维修与更换,以防止此情况再度发生。并且对于其他未出问题的机械设备也进行全面的核查,以确保其安全性。对于由于设施的老化、低劣等造成的事故,煤矿单位应该加大井下机械设备的资金投入。如若为工作人员的一时疏忽造成,应给予严厉的处罚,让其了解其错误的严重性。与此同时,应该加强对煤矿区工作人员的知识教育以及安全知识的讲解,提高职工的安全意识及基础知识的了解,防止因员工的疏忽不小心而造成的事故。同时,对于井下的环境,应根据实际情况进行变换、重整,防止二次事故的发生。
4.6 灭火注意事项
1)采区内直接灭火无效时,应采取隔绝灭。火法封闭火区。在保证安全的前提下,在进、回风侧尽量靠近火源,建造防爆墙,在防爆墙的掩护下建造密闭墙。采取隔绝灭火法封闭火区时,要指定专人持续监测风流及瓦斯、煤尘、一氧化碳的浓度和温度,以确保抢险救灾人员的安全。
2)当发生巷道坍塌和损坏时,现场指挥部要及时组织抢险队伍恢复破坏的巷道和通风设施,以恢复正常通风。
3)防止火风压引发的风流逆转,在灾区人员已撤出的情况下,应在火源进风侧挂风障,适当控制火区进风量,减少火烟生成。同时增加排烟风路,尽可能迅速将火烟导入矿井总回风巷排走。
5 结束语
由于煤矿生产条件恶劣,煤矿火灾具有不可预测性、突发性和毁灭性,但火灾是可以防治的,我们应该把重点放在预防上。如果煤矿发生火灾,在救援过程中,煤矿火灾事故的复杂性包括有害气体侵害的范围、进程、危害程度等因素均会给井下救援带来困难,若救援方式不当,不但会丧失最佳救援时机、延长救灾时间、扩大火灾的影响范围,还会造成人员和经济的损失乃至抢险救灾人员自身的伤亡。为最大限度地减少人员伤亡和经济损失,可以根据具体情况,选择上述一种或几种救援方法进行抢险救援。文章针对煤矿火灾事故,简要分析了煤矿井下火灾事故的应急抢险与救援技术,为煤矿火灾事故的救灾决策提供支持具有重要意义。
参考文献
[1]武炜.煤矿井下火灾事故人员逃生可视化技术研究[D].河南理工大学,2010.
[2]董建云.浅析煤矿火灾的危害及预防措施[J].山西焦煤科技,2009,6:50-53.
【关键词】自燃火灾;防控措施;灭火案例;综合治理
0.引言
我国的煤炭生产中出现自燃火灾的概率较大,所以自燃已经成为我国煤矿生产的重大隐患。不完全统计,我国开采煤层中有50%以上存在自燃的隐患,而我国的煤矿生产中自燃性火灾占矿井火灾的70%以上,自燃火灾影响的煤矿包括铜川、兖州、鹤岗、抚顺、淮南等等,而自燃引发的火灾次数占比也高达90%。可见针对煤矿的自燃性火灾的防治对于矿井生产是十分重要的,而自燃性火灾的防治是一项复杂的系统工程,其不是一种单纯的火灾形式,需要配合开采系统和开拓系统的相互配合,并利用合理通风、采掘、工作面操作等才能对其实现全面的控制,所以对自燃性火灾的控制需要综合性灭火技术。
1.煤矿灭火的技术措施分析
在煤矿生产中,对于火灾的控制技术有很多种,而针对自燃性火灾的控制需要将多种灭火措施结合起来才能达到控制效果。下面就对常见的煤矿火灾控制措施进行简要介绍。
1.1控制漏风措施
该项技术主要是针对助燃氧气的控制,减少或者杜绝松散煤层中氧气的含量,该技术手段就是利用泥浆、泡沫、纳米改性材料等来实现对煤层的封闭。其中泥浆技术的工作量较大,回弹多,抗压性较差,堵漏的效果不够理想;而泡沫材料堵漏的性能相对高且抗动态压力的性能好,但是成本稍高,高温会使其分解,释放有害气体形成次生灾害;纳米改性的弹性材料气密性高,伸展性好,可以利用多种方式对岩层进行处理,操作容易且效果理想,可以根据不同的煤层需要改变固化的时间,从而提高处理效果。
区域性封闭后,可以减少封闭区域内的漏风情况,开区均压则可以降低周边的空气压差,减少采空区的气流进入到自燃区域,从而降低自燃出现的概率,但是如果已经发生过自燃仅仅依靠封堵是不能起到灭火的实际效果的,也不可能实现完全的堵漏。
1.2惰性灭火措施
主要原理就是降低火区内的氧气浓度,利用窒息的方式来达到灭火的目的。主要措施就是注入氮气和二氧化碳等惰性的气体,或者惰性泡沫、三相泡沫等。惰性气体和泡沫可以迅速的填充到整个火灾区域内,从而窒息火焰,同时可降低煤层的温度,但是对于大热容量的媒体降温效果不理想,灭火的周期稍长,容易出现反复,且要求配合高质量的堵漏措施。
惰性泡沫和三相泡沫的可以起到固氮、降温、减少漏风、降低氧量、包裹煤层等效果,但是泡沫的稳定性较差,在碎煤中进行压入起泡性差,降低了实际效果。如果仅仅采用阻化剂则成本太高且效率较低,对已经形成高温浮煤效果较差。
1.3煤体阻化措施
原理就是降低煤炭的氧化活性,抑制煤炭与氧气结合的过程,技术措施是利用氯化钙、氯化镁等吸水性强的盐类或者雾化阻化剂、惰化阻化剂等。
在实施中吸水性盐类附着在煤体的表面,并形成一个含水的薄膜而阻止其余氧气接触,同时使得煤体长期处在一个较为湿润的状态下,低温氧化的过程中不会出现升温自燃的情况,从而可以长期的控制煤体出现的升温与自燃;阻化剂的防火效果是很好的但是如果水分蒸发且减少到一定程度的时候,阻化剂就会出现失效的勤快,从而变为催化剂而促进燃烧。
惰性阻化剂在煤体温度超过极限的时候就会吸收热量,从而产生惰性气体,阻碍火区中煤体出现连锁反应,高温分解后生成的残余物可以在煤体表面形成一个薄膜而阻碍其和氧气发生反应;但是材料不易分散到煤体内部,防护灭火的效果不能充分实现。
1.4降热降温措施
控制煤体的温度是控制火灾的重要措施,降低温度可以彻底熄灭火区的火灾,防止出现复燃的情况。主要是利用灌浆、注水、液氮、液二氧化碳等。熄灭火区的重点就是降温,温度降低可以控制连锁反应。水是成本低且最为广泛的降温介质,其热容量较大,其可以充分吸收煤体热量,同时可以产生水蒸气帮助煤体降温。大量的水蒸气可以降低氧气的浓度,从而包围与隔离火源达到灭火的效果。灌浆的技术在我国的矿井中应用普遍,泥浆可以降低温度吸收热量,对煤体产生包裹作用,达到隔绝氧气的目的。但是水和灌浆往往不能熄灭高位的火灾,同时其分解产物也会产生负作用,因此应控制其使用条件。
1.5胶体控制技术
随着技术分析发展,新型的凝胶材料已经被应用到灭火中,利用复合型的凝胶、泥浆等进行灭火已经成为一种发展趋势。胶体灭火材料可以多种功能,堵漏、降温、固结水分等等,在溶液的作用下进入煤体,在指定的时间内产生化学反应,形成凝胶并包裹高温煤体,充分发挥水的吸热作用,降低温度,解决了灌浆和注水流失的问题。在高温中也不立即气化,仅仅是因为水分蒸发而互相萎缩的情况,可以起到较好的灭火效果。在试验和应用中可以保持长期的完好性。同时该项技术在推广中研发了与其配套的多种灌注方式,配合矿山的生产,并获得了较好的效果。
2.综合灭火技术的实际应用
上述的防火与灭火措施都在某些方面可以发挥较好的作用,其都有局限性与不足,因此在实际生产中应采用多种技术相结合的综合性灭火技术才能保证煤体自燃的有效控制。如在某煤矿中出现煤体自燃,为了防治火灾扩大,紧急对该区域和周围区域进行封闭,并对其进行了进一步的灭火工作,其中采用综合性技术如下:
封堵技术,对与火灾区域相通的巷道、溜煤眼、钻孔等进行细致甲检查并对漏风位置进行封堵,控制气体漏洞与有害气体外溢。同时对发生火灾的区域注入氮气,控制火势的发展,利用两个注入孔注入氮气,降低氧气的浓度,直至氧气浓度将降至最低,并持续注入氮气保持低氧量。随后对消火道进行注胶灭火,从而降低整个火区的温度,彻底灭火完成撤架工作,施工消火道从内向工作面打钻孔70余个,注入灭火胶累计达到两千余立方。
工作面的密钻注胶,工作面完成二次封闭后,对工作面进行了注浆和注水,并利用钻孔与消火道的管路对现场的火灾区域进行了补充性的注胶,及对遗漏或者火灾重点区域进行注胶控制其出现二次火灾。经过综合性的控制措施的实施,基本控制了火灾的二次发生与蔓延。
3.结束语
针对矿井的灭火与控制技术种类较多,多数的措施都是在不断完善中,其各自都有不同的优势与缺陷,在面对煤矿自燃性火灾的时候应采用多种技术措施进行控制,及综合性技术来控制煤矿煤体的升温与自燃,当然应将预防放在主要的位置上,其次才是灭火。在实施中应利用先进的胶体灭火技术为主导,配合其他防火技术来形成一个更加有效的综合性防治技术,以此保证煤矿自燃性火灾的控制效果。
【参考文献】
[1]秦波涛.防治煤炭自燃的三相泡沫理论与技术研究[J].中国矿业大学学报,2008,37.
[2]任万兴,巫斌伟,王德明等.高瓦斯易自燃超大俯采工作面的防灭火技术研究[J].采矿与安全工程学报,2009,26.
关键词:瓦斯 粉尘 水 火 其它
1、预防瓦斯的措施
矿井瓦斯是煤矿五大自然灾害之首。低瓦斯矿井由于通风管理不善、瓦斯检测制度不严、思想麻痹等原因导致瓦斯事故的也是屡见不鲜。采取有效的管理和预防措施,杜绝瓦斯爆炸事故的发生。在矿井设计中首先采取必要措施,为施工和生产创造条件。
发生瓦斯爆炸的主要地点是采掘工作面,其中采煤工作面易发地点是工作面的上隅角。掘进工作面的瓦斯瞬时增加,如风量不足,不能及时冲淡排出瓦斯,经常导致瓦斯超限,如遇有引爆的火源发生瓦斯爆炸,严重威胁人的生命及煤矿的安全生产。
因此,矿井虽为低瓦斯矿井,但在建设和生产过程中,仍然不能掉以轻心。要做好瓦斯的监测、预测预报和防治工作。
1、建立安全监测系统和个人巡检的瓦斯监测预防体系;
2、设计需配置矿井安全监测控制系统,按规定对采煤工作面、掘进工作面和采区、总回风巷道等进行全系统监测监控,实施超限报警;
3、加强通风管理,防止风流短路,防止瓦斯积聚;
4、根据规程规范标准选择设备防爆类型;
5、建立测风站,定期测风和分析调整矿井通风系统,保证其正常运行;
6、严禁和杜绝一切明火,防止引燃瓦斯和瓦斯爆炸。
2、粉尘综合防治和预防煤尘爆炸灾害
矿井生产产生的煤尘和岩尘,对矿井安全和工人身体健康具有严重威胁性。
1、采煤机和掘进机进行内外喷雾洒水割煤,可有效降低煤尘;
2、进行煤层注水后开采;
3、在爆破法施工的掘进工作面,坚持湿式打眼和爆破后喷雾洒水作业;
4、设计和掘进合理的通风断面,保证经济合理的通风速度,防止煤尘岩尘飞扬;
5、配置井下消防洒水系统,在主要进风巷道、胶带输送机巷道、煤炭转载点、煤炭卸载点进行喷雾洒水;
6、定期冲洗巷道煤尘,定期粉刷巷道,降低岩尘和煤尘浓度,提高通风质量;
7、设置隔爆系统,如在采区和工作面顺槽内设置隔爆水袋。
3、预防井下火灾的措施
1、设置矿井安全监测系统和火灾束管监测系统,对采掘工作面温度和CO进行监测;
2、设计采用注氮防灭火,以防采空区遗煤自燃。本设计选用煤炭科学研究总院抚顺分院研制的MD-500型半移动膜式注氮机两套,一套使用,一套备用,配套监测系统一套;
3、配备阻化剂喷洒设备,预防工作面铺网顶板自燃和顺槽自燃,延迟采空区自燃,给注氮提供充足时间;
4、在井底车场设置消防材料库,配置足够的干粉和泡沫灭火器、砂石和密闭材料等;
5、在井下设置消防洒水管路系统,按规定设置消火栓;
6、在井下胶带输送机头和机尾硐室设置自动灭火系统;
7、设置矿井主扇风机反风装置和采区局部反风设施;
8、支护材料、风筒、胶带、电缆等均采用不燃或者抗静电阻燃产品。
4、预防水灾的措施
1、报告预测的资料矿井正常涌水量为325m3/h,最大涌水量为485m3/h,“古河道”下开采。设计需按规程规范设置了水仓、水泵房和排水管路系统(小型矿井三二设置,即三台泵,一使一备一检修,二条管路,即二条管路,一使一备);
2、地面工业场地已按规定考虑了最高洪水位和地面排水系统,预防地面水灾;
3、根据矿井水文地质条件(Ⅱ-Ⅱ类型划分),建议按水文地质中等简单,局部复杂矿井管理生产;
4、按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》相关规定和本设计的分析建议,严格留设各类安全煤柱和防水煤岩柱;
5、在“古河床”下开采煤层,应在获得长期观测资料的情况下,委托专家单位编制专门设计,并经过上级主管技术部门批准后进行;
6、建议建立矿井长期水文观测孔和井下涌水量观测体系,进行长期水位观测和井下涌水量观测;
7、特别注意工作面开采在初次冒落和老顶初次垮落来压时,矿井涌水量的变化和加强该期间的防治水;
8、建议设立工作面覆岩移动和破坏观测体系,坚持观测和分析顶板两带高度与矿井涌水的关系,指导放顶煤开采设计,控制工作面放顶煤和分层开采厚度和推进速度,保证开采安全性;
9、建立矿井地表移动观测体系,对地表出现的明显裂缝和较大孔洞及时进行封堵,防止地表水涌入;
10、对井田范围内的封闭不良钻孔进行启封重新扫、封孔;
11、在建设和生产过程中,应坚持“有疑必探”原则,进行探水、疏放水。尤其是接近断层部位和“古河床”下接近煤层露头部位;当水量、水压较大时,应设隔离煤柱;
12、建议委托专门单位,重新计算和确定矿井正常涌水量、最大涌水量。委托水文地质专家单位,对矿井防治水工作进行长期技术咨询服务;
13、建议对“古河床”下长壁分层开采进行可行性研究和专门设计,指导生产。
5、其它灾害预防
1、顶板冒落是井下掘进和生产常见的灾害之一。在日常作业中,要坚持采取“敲帮问顶”原则,严格遵守安全规程和操作规程;
2、部分采煤工作面顶板采用分层留皮管理,矿压具有其特点和规律,要加强矿压观测和总结,严防顶板大面积冒顶和矿压事故;
3、及时总结掘进工作面矿压规律,加强质量标准化工作,防止掘进工作面冒顶塌方事故;
4、严格按照各种机械设备操作规程作业,做好各种设备设施的检修检查工作,预防提升运输事故;轨道铺设要“平、直”;道床要够“厚、宽”;水沟要够“大、深”;
5、按规定选用防爆型设备、阻燃电缆,避免电气事故和电气火灾。
6、提高矿井抗灾能力的措施
在为矿井设计和配备了通风系统、排水系统、提升系统、安全集中监测系统、火灾束管监测系统、消防洒水系统、隔爆系统,配备了个体防护装备、巡检装备、井下消防设备列车和库房,并按规定配置了各种符合安全规定条件的设备、设施、器材等以外,矿井还需要做如下工作,以提高矿井抗灾能力。
1、与当地消防管理部门保持密切联系,签定服务合同;
2、配备矿山救护队和装备;保证常设人员稳定;
3、制定矿井井下避灾路线图和标志;
4、与当地气象管理部门保持密切详细资料联系;
5、与当地政府和行业安全监督管理部门保持密切联系,接受指导和监督检查;
6、聘请矿井地质、水文地质专家单位进行技术咨询;
7、聘请矿井开采专家单位进行技术咨询;
8、以务实、科学、求实的精神和作风,加强安全技术管理和措施落实;
9、配合做好每两年一次的生产安全评价,并按要求进行整改。
结束语:以人为本放首位,一旦发生事故,把保障煤矿工人健康和生命财产安全作为首要任务,最大限度的减少煤矿事故灾难造成的人员伤亡和危害。制定预防灾害发生的可能性变得尤为重要。随着政府对煤矿安全生产的重视,继而采取的一系列预防措施,坚强安全管理。
关键词:煤炭自燃;预测预报;防治措施
中图分类号:F27 文献标识码:A
我国有56%的煤矿存在自然发火问题,矿井火灾事故是一大突出灾害。当发生火灾时,由于井下空间狭小,通风与巷道的联通关系复杂,人员的避灾和撤离受到了限制,而且井下火灾极易引起瓦斯、煤尘爆炸,使矿井遭受巨大的财产损失,甚至导致井下工作人员的伤亡。目前,煤炭自燃已成为制约我国煤炭工业高产、高效的主要灾害之一。本文对煤炭自燃的预测预报技术和防治措施的应用及发展进行了总结分析。
一、煤炭自燃预测预报技术
(一)预测技术。预测技术是在煤层尚未出现自然发火征兆之前(潜伏期),采取不同方法对煤炭自燃危险性、易自燃危险区域、自然发火期等重要火灾参数指标做出超前判识的一种技术。
1、煤的自燃危险性预测。煤炭自燃危险性预测技术主要包括煤自燃倾向性实验测试法、综合评判预测法。
(1)自燃倾向性实验测试法。煤自燃倾向性的测试方法很多,主要包括:绝热测试法、着火点温度法、双氧水法(H2O2)、静态吸氧法、高温活化能法、差热分析法(DTA)、热重法(TG)、交叉点法(CPT)。其中,绝热测试法被公认为是最科学、最准确的测试方法,但是由于其耗时长而未能得到广泛应用。 20世纪九十年代,我国采用煤科总院抚顺分院研究并已纳入《煤矿安全规程》的色谱吸氧鉴定法作为法定方法。戚颖敏、钱国胤采用双回路流动色谱法研究煤低温吸附流态氧的特性,将煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃和不易自燃。由于吸氧法不能反映煤自燃的本质,并且煤炭自燃是由煤在不同温度下与氧的反应共同决定的,因此吸氧法测试结果不能全面反映煤的自燃倾向性,与实际有一定误差。
(2)综合评判预测法。陈立文等对影响煤层自燃危险程度内、外因素,进行主观判断、分析评分,应用模糊数学理论,对开采煤层自燃危险程度进行综合评判预测。王省身、蒋军成等人运用神经网络的方法,以影响开采煤层自燃危险性的三个主要因素作为预测指标,预测煤层自燃的危险程度。施式亮、刘宝琛等用防火系数作为预测指标,建立了人工神经网络的时间序列煤自然发火预测模型来判断自然发火程度。田水承、李红霞应用煤自燃倾向性、煤层厚度、煤层倾角、煤的固性系数及开采参数运用模糊聚类法对自然发火危险性进行了分类。
2、煤自燃危险区域判定。煤自燃危险区域的探测方法主要有:经验统计法、无线电波法、地质雷达探测法、遥感技术、地面物探法、气体探测法。近几年,根据火区产生的能量或放射性气体,如氡气,并逐渐形成了氡气探测法。20世纪八十年代以来,太原理工大学防灭火课题组进行了地面同位素测氡法探测煤层白燃火源位置与范围的研究。目前,探测深度可达500m,理论研究可达800~1200m,且能探测出高温氧化点。
3、煤层自然发火期预测。余明高、王清安等人和煤炭科学研究总院重庆分院的黄之聪和岳超平等人,根据煤与氧反应的热平衡,建立了最短自然发火期解算模型以及相应的实验方法,准确率达到75%~86%,对现场安全生产具有一定的指导作用。邓军等运用灰色系统理论,建立了在确定蓄散热条件下的煤最短自然发火期灰色预测模型,能真实地反映出煤层自燃性与煤的灰分、挥发分、硫分和含氧量等的影响关系,可用于煤自然发火期的定性预测。王大尉提出了基于活化能指标的自然发火期的求法。该方法是先求出煤的活化能,然后结合煤的氧化反应速度方程来确定煤的自然发火期。陆卫东等提出了基于L-M(Levemberg-Marquardt)BP神经网络预测采煤工作面最短自然发火期,并开发了煤自然发火期预测仿真系统软件,为制定预防采场自然发火的技术措施提供了可靠的技术参数。杨永良建立了煤实验条件下最短自然发火期计算模型。该方法实验周期短、用煤量少,应用的参数均来自实测结果,确保了计算结果的准确性。
(二)预报技术。预报方法主要有标志气体分析法、测温法、光电法、电离法、烟雾法、磁力预测法等。近年来,随着气味传感器的问世,又逐步形成了气味分析法。我国主要采用气体分析法和测温法,并以气体分析法为主。
1、气体分析法。气体分析法是以煤自然发火过程中的气体产物规律来预测预报煤自然发火的过程。八十年代煤矿普及气相色谱分析法,并成功研制了束管监测系统。“八五”期间研制的GC-85型矿井火灾多参数色谱监测系统,不仅提高了分析精度,而且使分析组分扩充为CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等以及包括SF6在内的矿井火灾的微量气体全组分分析。
2、测温法。测温法可分为两类:①直接用检测到的温度值进行预报或报警;②通过监测点温度的变化特性进行预报。温度监测用的传感器主要有热电偶、测温电阻、热敏材料、红外线等。红外线探测法是利用红外线探测仪进行探测。红外线探测仪有红外测温仪和红外热成像仪,应用最多的是红外测温仪。我国兖州、开滦、徐州等矿区采用红外测温仪测定井下煤壁温度。测温仪表与测温传感器联合测温法,这是目前国内外最为广泛应用的一种方法,兖州矿区东滩煤矿即采用此法测量煤温。
3、气味分析法。2005年日本等国研制成功一种气味传感器。该检测方法不但能有效地预防煤矿内因火灾,而且能及时发现煤矿外因火灾,并且预报早期温度比传统的气体检测法提前20℃~30℃,具有重大的社会和经济效益。 无线传感器网络温度监测技术是近年来逐步发展起来的监测,煤自然发火的新的预测方法。太原电子研究设计院于2008年初就开始了对采空区温度无线自组网传感器监测系统的研究和开发,逐步开辟了煤白燃温度场无线网络监测预警技术的新领域。
二、煤炭自燃火灾防治措施
“预防为主,消防并举”是矿井防灭火工作的指导方针,是防治白燃火灾必须遵循的原则。为了防治煤炭白燃,国内外广泛采用注水、灌浆、喷洒阻化剂、注惰气等技术。近年来,又较广泛地采用了凝胶、胶体泥浆、阻化汽雾、泡沫树脂等防灭火技术。
(一)灌浆技术。在20世纪五十年代,灌浆技术成为我国煤矿防灭火技术的主要手段,是一种简单易行、比较可靠的防灭火技术。其具有隔氧,散热、降温,加速
冒落煤岩的胶结的作用。
(二)阻化剂技术。目前,常用的阻化剂主要是氯化物。阻化剂防灭火技术包括:①喷洒阻化剂防灭火技术,是将含有阻化剂的水溶液均匀喷洒到煤体表面,以达到防灭火的目的;②汽雾阻化防灭火技术,是将受一定压力下的阻化剂水溶液通过雾化器转化成为阻化剂汽雾,汽雾发生器喷射出的微小雾粒可以漏风风流为载体飘移到采空区内,从而达到采空区防灭火的目的。此防灭火技术在八十年代铜川矿务局试验成功。
(三)惰化技术。惰化技术就是将惰性气体或其他惰性物质送入拟处理区,抑制煤层自燃的技术。惰性物质主要有黄泥浆、粉煤灰、阻化剂和阻化泥浆等。其中,粉煤灰注浆和阻化剂具有较大优势,可以取自某些废弃物再利用,多用于厚煤层采全高或分层开采。惰性气体技术从20世纪七十年代开始在德、法、英等发达国家煤矿中大量使用,其实质是向火区注入以N2和CO2为主的惰性气体,达到防灭火的目的。惰性气体泡沫防灭火材料主要是氮气泡沫、二氧化碳泡沫等。该技术避免了“拉沟’现象;适于采空区或煤堆深部的煤炭自燃。但由于泡沫很容易破灭,加上只有液相水,一旦水分挥发,防灭火性能就消失。
(四)三相泡沫防灭火技术。三相泡沫是将不溶性的固态不燃物(如粉煤灰或黄泥)分散在液体(水)中,通入惰性气体(N2)或空气并添加极少量的添加剂(发泡剂和稳泡剂)通过三相泡沫发泡器充分搅拌混合,形成固体颗粒均匀附着在气泡壁上的大量富集的含有气一液一固三相的体系。该技术集注浆、注泡沫、注惰性气体和注阻化剂的综合防灭火功能,又克服了各自技术的不足。
(五)凝胶技术。凝胶材料分为无机凝胶和高分子凝胶,具有固水性、吸热降温性、密封堵漏性和阻化性,因此,通过向煤体裂隙或冒落区中注入凝胶材料,可以降低漏入煤体或冒落区的风量,并吸收煤体氧化产生的热量,从而减缓煤氧化自燃的速度,使已自燃氧化的煤体在缺氧环境下停止氧化。
(六)堵漏风防灭火技术。堵漏风防灭火技术用于采空区密闭堵漏风、隔离煤柱裂隙堵漏风、无煤柱工作面巷道巷帮隔离带堵漏风等多个场合,初期的堵漏防灭火措施主要为灌注黄泥浆、砂浆等,近年来研究成功了各种性能优良的新型充填堵漏材料,如无机固化粉煤灰、轻质膨胀快速密闭堵漏材料等。目前,堵漏的主要手段是水泥喷浆和泡沫喷涂,水泥喷浆工作量大,回弹多,抗动压性差;泡沫堵漏性能好,抗动压性好,但其成本较高,高温时分解,释放出有害气体。
(七)均压防灭火技术。均压防灭火技术是采用通风的方法减少自燃危险区域漏风通道两端的压差,使漏风量趋近于零,从而断绝氧源,起到防灭火的作用。该技术能降低大量的漏风,缩小采空区氧化带范围,但工作面两端压差不可能降低为零,因此对工作面顺槽顶煤、上分层采空区、煤柱自燃预防作用不大。我国自20世纪五十年代初开始研究和应用均压通风防灭火技术,先后在全国许多煤矿进行了实践。在煤矿的正常开采过程中均压通风已经成为一项系统的、常规的、成本低并行之有效的矿井防灭火技术措施。
三、结语
目前的预测、预报技术虽对煤炭自燃火灾的防治起到较大作用,但为进一步提高预测预报准确率有必要深入研究煤的自燃机理及实际条件下煤炭自燃预测预报技术;煤矿防灭火技术的设计、实施与实现是一项复杂的系统工程,只有通过加强应用基础理论研究,开发适用性防灭火材料、技术、工艺与装备,有效控制煤矿火灾扩大与继发性灾害,将各种技术有机地结合起来,才能实现全矿井防灭火系统的技术创新。
关键词:自然发火;综合技术;预测预报
中图分类号:TE1 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)010-039-02
1、概 述
煤层自然发火事故是威胁矿井安全生产的五大灾害之一,在火灾事故中,往往会造成重大人员伤亡,物资财产的损失,煤炭资源大量被烧毁或冻结,严重影响矿井正常的生产接替。石桥煤矿在永煤集团公司资源整合以前,原属于私营矿井,发生自然发火事故多起,造成了财产损失。多人受伤,并封闭工作面,教训十分深刻。对此永煤集团公司资源整合以来,不断加大防治自然发火的投入,开展科研攻关,积极消除自然发火隐患,杜绝自然发火事故。由于回采的4、9煤层属易自然煤层,自然发火期仅在2个月左右,同时采煤工作面在其收作时存在环节多,收作时间和煤层暴露时间长和采空区内留有遗煤多等诸多因素,给煤层自燃创造了有利条件。因此如何采取有效的技术措施消除此类隐患,是矿井进行回采的必备条件。石桥煤矿通过不断的研究和摸索,逐步寻找出一套用于采煤工作面收作期间防治自然发火的综合技术。
2、防治自然发火的综合技术
2.1 集中灌浆
(1)收作前20米预埋灌浆管路,在收作期间进行集中灌浆,为提高灌浆质量,适当添加粘稠剂,每100 m3加入10公斤,增加泥浆的黏结性,促使采空区内矸石残煤的成型,减少漏风。
(2)灌浆量根据实际情况而定,一般不少于1500m3。同时收作后收作线内预埋灌浆管路,在工作面封闭后也进行集中灌浆,并添加粘稠剂,灌浆量一般不少于3000m3。(灌浆管路的设置见图1)
2.2 注氮防火
注氮方法:在工作面收作期间,在距收作线20米的机巷内预埋注氮管路,利用移动式碳分子筛制氮装置进行注氮,氮气纯度≥97%,注氮流量为500-600 m3/h,注氮时间15天左右,减小了采空区内的氧化带宽度,窒息带外延10米左右,降低了采空区内的氧气浓度,用于抑制煤层自燃,从而消除了工作面收作期间的自燃隐患。
应用地点:此项技术应用于10407、10401等采煤工作面。
使用效果:以10401工作面收作注氮为例,其采空区气体成分通过取样化验分析,变化情况见表1。
2.3 注胶技术
注胶防治煤层自然发火技术从2008年开始在石桥煤矿应用,几年来选用了不同的注胶材料并不断对注胶材料分析比较实验使用,逐步摸索出以注高分子捌料为主,注水玻璃配合小苏打为辅的方法,在工作面收作时对上隅角支架回收后的采空区进行使用。通过在上隅角和采空区插入6分钢管,利用专用注胶泵进行注胶,用于充填采空区内的漏风通道,减少漏风,降低采空区的温度,抑制煤层自然发火。注胶方法见图2。
2.4 封堵技术
2010年,石桥煤矿采用新型封堵材料(艾格劳尼)进行防火处理,通过对工作面收作期间局部地点(上隅角或冒空区)进行喷注封堵材料,减小易发火区的微风供氧,达到抑制自然发火的目的。
2.5 预测预报措施
在收作期间,收作面的回风流悬挂CO传感器,采空区内预埋束管。安排专职测气员携带便携式CO报警仪,随时检点部位的CO情况(包括上隅角、支架回收后的采空区),并定期对采空区和上隅角等可疑点进行取样化验分析,掌握收作区域气体成分的变化情况和发火动态,起到了发现和处理发火隐患的作用。
2.6 保证通风系统措施
正规、稳定的通风系统是防治自然发火的关键环节,是总结以往防火工作的基本经验,在工作面收作期间,结合工作面的实际,建立健全工作面的通风系统,安排专人看管和维护主要的通风设施,在确保瓦斯排放的基础上尽可能的减少工作面的配风(一般不大于500m3/min),以减小工作面风压,达到控制向采空区漏风的目的。抑制煤层的自燃。
3、应用效果
通过上述技术措施的综合应用,在石桥煤矿进行回采的10407、10401等多个采煤工作面收作期间,消除了350以上的高温隐患,回风流杜绝了CO气体的出现,确保了工作面的顺利安全回采。
参考文献:
[1]刘景华,矿井火灾防治技术[M],北京:煤炭工业出版社,2007
[关键词]瓦斯爆炸、原因分析、预防措施、加强管理、预防爆炸。
中图分类号:X321 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0270-01
在煤炭开采过程中,瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大,从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,为此,瓦斯称为煤矿灾害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制订防治措施,十分重要。
1 瓦斯爆炸原因分析
1.1 瓦斯爆炸特点
根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿。
1.2 事故原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关,但总的来说,主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。
1.2.1 煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差,据统计,全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定,其中高瓦斯矿井160处,低瓦斯矿井298处,煤与瓦斯突出矿井122处;有自然发火矿井372处,占64%,有煤尘爆炸危险矿井427处,占73.6% 。
例:南山煤矿现开采的15#层和18#层,均为容易自燃煤层,最短发火期为37天,一般发火期3~6个月,煤层自燃发火是影响南山矿煤安全生产的主要因素之一。
另外15号煤层、18-1号煤层、18-2号煤层已由有资质鉴定部门进行了煤尘爆炸性鉴定,经鉴定煤尘爆炸指数30.65%~35.44%,有爆炸危险。
经过2008年瓦斯等级鉴定为高瓦斯突出矿井。
1.2.2 瓦斯积聚的存在
煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如1994年9月17日17时30分左右,南山煤矿西一区南部七层235普放区发生了一起特大瓦斯爆炸事故,造成56人死亡,11人受伤。
这起事故主要是涉及该区的通风设备较多,通风系统复杂、不稳定,上山角风机停运,造成瓦斯大量涌出到工作面及上山角,而引起瓦斯积聚:在工作面上出口处,采煤工在架梁过程中,使用手锤敲打铰接顶梁联结销时产生的火花而引起瓦斯爆炸。
1.2.3 引爆火源的存在
煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。据统计在多起特大瓦斯爆炸事故中,有大部分是由放炮产生的火花引爆的;电器设备及电源线电火花引起爆炸的也占相当一部分比例。
1.2.4 装备不足、管理不落实
矿井安全装备配置不足,“先抽后采,监测监控,以风定产”方针未得到完全落实。经过特大瓦斯事故处理调查后得知,有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常,有的矿井虽安装有监控系统,但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行,监控系统也不能有效发挥作用。
1.2.5 管理水平低
许多事故分析发现,违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。
1.2.6 企业技术管理薄弱
一些煤矿企业由于采煤方法落后,引起矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。
2 加强瓦斯管理、制定技术措施、预防瓦斯爆炸
瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测,防止点火源的出现等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。
2.1 加强预防措施管理
2.1.1煤矿瓦斯抽放技术
提高瓦斯抽放率,主要对本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等,并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具。
例:南山煤矿使用的ZY-300型钻机、ZY-750型钻机对井下采取采前预抽、边掘边抽、采后边采边抽、上隅角埋管抽、顶板巷打高位孔抽等方法,真正做到了多措并举治理瓦斯,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全环境得到进一步改善。
2.1.2 提高监测技术管理
矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,当发现瓦斯异常或有火源产生,立即采取措施可防止爆炸事故的发生。
我国目前开发了KJ90.KJ92.KJ94. KJ95. KJ73. KJ66. KJ2000. KJ2000N等型号的矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。
例:现南山煤矿安装了KJ2000N型号矿井安全综合监控系统,并具有如下功能:
①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤冲击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测; ⑧分布式光纤测温监测预报系统,对采空区内“三带”温度变化能够进行同时监测,提高了发火点精准定位。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。
2.1.3 加强井下火源管理
对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源加强管理、制定防治措施,除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。所以加强明火管理,严格动火制度,可以消除引爆瓦斯的火源。
2.2 隔爆措施管理
矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆水袋棚、隔爆岩粉棚装置。
被动式隔爆水袋棚、隔爆岩粉棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。
例:南山煤矿井下对各主要运输大巷、运输机道、采煤工作面、煤掘工作面进行安设隔爆水袋棚,经核定安设44处隔爆水袋棚,实际安设46处隔爆水袋棚。
3 结论
瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程,除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外,还应加强安全管理和安全监督,重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位,认真落实瓦斯治理的“十二字”方针,健全各项规章制度,合理加大安全投入,才能预防瓦斯爆炸事故发生,煤矿的安全状况才能得到根本好转。