关于防治煤炭自然发火技术的探究

张建勇

山西汾西矿业正新公司贾郭煤矿，山西晋中 031304

煤炭自燃是煤炭开采中的一种自然客观现象。煤炭自燃引起矿井煤层发生火灾的报道时有发生，严重地威胁着煤矿的正常开采与采煤人员的人身安全。随着国家经济的发展以及科学技术的提高，特厚煤层综采放顶煤高产高效技术开始得到了发展，这也使得一系列安全问题开始出现，如煤层的自燃。这使得煤矿技术的发展受到了影响。因此，要对煤炭自然发火的防治技术加以重视，才能有效预防煤矿火灾的出现。

1 煤炭自然发火的有效预防

通常在煤矿开采的过程中，引起煤炭自燃的原因主要有：煤层本身的自燃倾向性、持续供氧以及氧化放出热量易于积聚。因此，只要从隔断氧气供应、消除可燃物以及冷却降温这几个方面入手，就可以有效预防煤炭的自然发火。

1.1 合理布置巷道

石门要布置要在岩层内，保持石门围岩的完整性，将石门与巷道进行均匀的布置，保证通过石门送煤的过程中，石门段围岩良好，有利于各煤层回采结束之后的采空区的密封。并将采空区与石门之间的岩柱保留，实现多煤层开采的石门与采空区之间的隔离，实现对采空区与石门之间的漏风所引起的自然发生有效控制。

1.2 在采空区喷洒阻化剂

由于阻化剂是一种是氯化钙与氯化镁共同形成的水溶液，其吸水性较强。在喷洒阻化剂时，它可以渗透到煤的裂隙与层理节理中，并在煤层表面形成氯化物液膜，避免了氧气与煤层的接触，减少氧气对煤层的氧化作用，还能实现对煤层的冷却，从而起到预防煤层起火的效果。

1.3 采面充填注浆

在煤矿采空区的分布与采空区的漏风量之间有着直接的联系。在采面下口填充注浆，建设起一道防火墙，能有效减少采空区的漏风供氧，降低氧气的含量，减少氧气对煤层的氧化作用，达到预防煤层起火的效果。

1.4 采煤工作面上建隔离墙

在采煤工作面上建隔离墙，能有效预防煤层的自然起火。通常隔离墙的厚度要大于1m，沿倾斜长度要在3 到5m 之间。随着采煤工作面的不断推进，在放顶前，先将之前砌筑的编织袋墙撤离，往后推1 米m 再重新码砌。当回采进度正常时，要在回采工作面上建一道隔离墙，达到预防煤层起火的效果。

2 煤炭自然发火的防治措施

煤炭自然发火的防治，有效的预防是防治火灾工作的重点。必须要对存在火灾隐患的环境与火源的特点制定相应的预防措施，避免煤炭发生自然发火现象。而有效的灭火则是防治火灾的核心工作，一旦出现火灾，必须采取科学的灭火方法及时对火势进行扑灭，避免大型火灾的出现。

2.1 灌浆技术

在传统的防灭火技术中，灌浆技术是最为常见的一种措施。经过了长时间的发展和改良，灌浆技术的形式开始呈现多样化，其中最为主要的有采前预灌、采后封闭灌以及随采随灌三种形式。根据不同的洒浆、埋管和钻孔灌浆，灌浆方法也各不相同。灌浆防灭火的使用，在最大程度上降低了自燃火灾数量。上世纪八十年代以来，代用浆材技术得到不断的改进，新时代的煤矿中将黄土制浆转化为煤矸石破碎和热电厂粉煤灰，提高了灌浆用土的利用率，也实现了生态平衡的保护。

2.2 惰性气体防灭火技术

在目前，惰性气体开始在防灭火技术中得到了广泛应用，较为常见的气体主要有烟气、氮气以及液氮。新兴煤矿用于急倾斜煤层P 放工作面的采空区防火的成果也比较显著。新的时代下，需要对放顶煤工作面以及急倾斜煤层P 放工作面的采空区进行防火措施的落实，其中较为常见的是注氮防火技术。选择合理科学的氮口是注氮防火成功的重要环节。需要注意的是，高温或自燃区内的氧气浓度不能超过7%以上。只有注意监测系统与其他检测系统与注氮防火的结合，才能检测注氮效果。为了防治窒息事故的发生，降低工作区域的氧气浓度，在注氮时需要避免氮气大量漏入工作面。

2.3 阻化剂防灭火

在上世纪的六十年代开始，就使用阻化剂防灭火。常用阻化剂主要是一些无机盐类，这些无机盐类所表现出来的吸水性非常强。当这些无机盐附着在煤粒表面的情况下，它将会吸收空气中的水份，在表面形成氧接触，阻化的效果非常显著。

2.4 均压防灭火技术

在防灭火过程中，均压防灭火也是一种有效的技术，其方法主要是以平衡漏风通道的两端进回风压技术作为基础的。均压防灭火技术在过去常用来对火区进行有效封闭，从而使火源得到快速熄灭，之后通过发展，开始应用对生产工作面采空区的遗煤的自燃进行抑制。在新形势下，相关技术也开始得到了发展，定量以及连续释放式的跟踪气体联合技术的出现，很大程度上提高了均压防灭火技术的效果和作用。

2.5 新型高分子材料防灭火技术

在目前，新型的高分子材料防灭火技术也开始得到了应用，其中主要包括了聚丙烯酸钠材料以及聚丙烯酰胺材料。后来经过特殊工艺加工而成的矿用高效防灭火剂。发泡树脂是新型聚合高分子材料中的重要组成部分，罗克休、玛丽散的封堵功能非常明显，因为具有良好的膨胀率与渗透性，可以渗透至细小的裂隙中， 在煤层中产生良好的粘合力，能够起到耐氧化以及阻燃的作用，同时还能承受高温，发泡时，需要进行快速地封堵，从而保证火区的隔绝和封闭。新型高分子材料防灭火技术在未来的不断发展中，也将得到广泛的应用。

2.6 防治自燃火灾合理的开拓开采原则

合理的矿井开拓系统与开采方法还有利于自燃火灾的防治。在长期的社会实践中，新兴煤矿中合理的开拓系统和采煤方法，能够有效对自燃局面进行控制。对于自燃的防治，在开拓以及开采的过程中，需要对煤层的暴露面进行控制，将其控制在最小的面积，煤炭的回采率以及回采速度需要得到提高，开拓以及开采工作需要在容易进行隔绝的采空区中落实。

3 结论

防治煤炭自然发火最关键的是采取及时预防与综合治理措施。从采区巷道布置到开采方法的选择都是关键的环节。因此，需要达到防治自然发火工作的要求。但是在开采过程中，为了达到减少漏风的目的，可以综合采取建隔离墙措施。最后利用喷洒阻化剂延长发火期，达到最合理的预期效果。

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