浅析煤矿中阻化防火技术的运用

摘 要：煤矿火灾是威胁煤矿安全生产与否和职工生命安全的重大问题，煤矿火灾问题的防范是影响煤矿安全生产的重要因素，在煤矿开采中必须严格防范的发生。坚持科技创新改进煤矿防火技术，研究煤矿预防火灾发生的技术方法，为现代煤矿安全生产运行提供技术支持和保障。随着近几十年煤矿开采行业的飞速发展，煤矿事故的高频发生，人们对煤矿井下开采的防火技术越来越关注，其中阻化防火技术的运用效果也越来越显著。

关键词：煤矿开采；防火技术；阻化剂

煤矿火灾是危害安全生产五大灾害之一，我国重点煤矿容易发生自燃火灾的矿井大约有51.3%，发生火灾时期最短的只有20天左右，在火灾发生总数中有自燃引起的就占到90%，比如由于矿井火灾诱发瓦斯和煤尘爆炸等事故，严重的威胁到矿区人民生命和财产安全，妨碍煤炭行业可持续健康发展，由于煤炭火灾导致大量的优质煤损失，其中新疆每年都因为火灾造成的损失高达800万吨煤炭，然而在内蒙古煤田每年因为火灾的发生大约烧掉400万吨煤炭。煤炭防火技术的应用越来越迫切，阻化剂的使用中，因为其方便适用条件广，对使用限制小，而被广泛应用到煤矿火灾预防当中。

1 我国煤矿火灾阻化剂防治技术的现状

随着近几年来，对煤矿火灾的发生、发展以及预防规律等方面进行了较深入的研究。在煤炭开采过程中，加入阻化剂后使煤分子中与氧容易发生反应的N、S、P等和阻化剂形成配位化学键和配合物，当含有N、S、P等煤的分子与阻化剂形成配合物时，体系的总能量降低，说明加入阻化剂后使煤的不易被氧化，能够有效阻止煤遇氧化自燃现象。阻化剂防灭火技术是60年代末诞生的新技术，我国在1970年抚顺煤研所开始研究现场试验使用，先在沈阳和平庄两个局实验成功。近几年随着实验室和现场试验技术的增长，为了合适我国煤矿不同煤种的阻化剂使用加大对阻化剂的深入研究，充分说明阻化剂防火的原理，为阻化剂防火技术在煤炭行业的发展奠定坚实基础。现在，我国已有13个省中多个矿区使用阻化剂防火技术都收到了很显著效果，在80年代开采采空区的漏风情况携带雾化阻化剂喷射进采空区，实现防止遗煤的自燃，在铜川矿务局研究下成功使用，为防止煤炭火灾的发生作出了贡献。由于阻化剂理论的成熟和生产工艺的发展使这种新的防火技术成为我国黄泥灌浆防火技术的重要组成部分。也存在一些问题，比如在当前使用阻化剂的阻化率比较低下，使用寿命较短，对环境存在不同程度的污染和危害。

2 煤矿开采中阻化剂的应用分析

为了预防煤炭自燃的发生，国内外大多数采用注水、灌浆、喷洒阻化剂、注惰气等技术。近年来随着煤炭防火技术的发展，又较广泛地采用了凝胶、胶体泥浆、阻化汽雾和泡沫树脂等方法。这些技术的应用对保证矿井安全生产起了重要至关重要作用，推动了矿井防止火灾技术的发展。在防止煤炭自燃情况的发生，阻化剂的选择需要以有效、经济、环保为目的，在配置煤炭阻化剂时，可以同时在阻化剂中添加一些不同成分的缓蚀剂，在防止煤炭自燃的同时还可以起到预防金属腐蚀的作用。在配制阻化剂时坚持溶于水，无毒无害和是经济环保的目的。

2.1 阻化剂喷洒工艺

阻化剂喷洒工艺是将阻化液存放在阻化液池内，经过加压泵的加压提取，再用输送管路把阻化液输送到喷头处，最后经过喷头进行喷涂。阻化剂必须配制具有一定浓度的溶液，在进风通道中建立可移动的阻化液储存蓄水池，阻化液存放池可以放到平板串车上，在采煤工作面的开采过程中，随着液压支架的向前移动，进行充分搅拌后将阻化液喷入采空区内。

2.2 阻化剂防火参数制定以及喷洒范围的选取

阻化剂的喷洒量主要是取决于遗漏煤炭的数量和丢失煤炭的药剂吸收率，最容易发生自燃情况的地方，是工作面采空区的上下出口处，巷道煤柱破碎堆积的地方，这些地方都需要特别充分喷洒，喷洒量要大。在计算阻化剂喷洒量时，应考虑这些地方吸收量较大的问题。每次需要喷洒的工作面宽度为1.2米，一般情况都是在移架前面进行喷洒工作。一般根据经验对容易发生自燃的底板浮煤、工作面的上和下端头以及巷道煤柱破碎带等进行喷洒。一次喷洒药液量可按下公式进行计算：

（1）底板浮煤喷洒量：G1=K1K2LBh1A1

在公式中：G1是按重量计算浮煤一次喷洒量，t；K1是一次喷洒加量系数，一般取1.2；K2是松散煤（浮煤）密度，K2=0.9t/m3；L是工作面长度，L=150m；B是一次喷洒宽度，B=1.2m；h1是底板浮煤厚度，取h1=0.1m；A1是原煤（浮煤）的吸液量，取A1=0.047t/t。

所以：G1=K1K2LBh1A1=1.2×0.9×150×1.2×0.1×0.047=0.913t

（2）工作面一次喷洒量：G=G1=0.913t

（3）工作面一次喷洒阻化剂所需要的用量：G=G×ρ

公式中：ρ是阻化剂溶液的浓度，ρ=20%。

代入公式得：G=G×ρ=0.913×20%=0.1826t=182.6kg

2.3 阻化剂中汽雾阻化剂的使用

汽雾阻化剂是在进风通道设置阻化液喷洒装置，在工作面支架上向采空区进行喷洒。向采空区内喷洒汽雾阻化剂时，应该在进风处设置阻化溶剂配制和输送的位置。雾化器安装在工作面进风隅角，用汽雾器产生雾化，通过漏风风流的作用将雾化的阻化液带到采空区内，以便达到防止遗漏煤炭自燃的目的。

汽雾阻化药液量计算公式：V=V/R

V是汽雾阻化防火的药液用量，V是按喷洒工艺时喷洒药量，R是雾化率，一般按0.8计算。

2.4 阻化剂在使用中需要注意的问题

（1）由于阻化剂本身对金属具有一定的腐蚀性，所以一定要特别注意支架上喷头的安装位置，避免阻化剂对支架的腐蚀性。（2）对工作面上、下隅角、停采线等重要位置在喷洒时应更加注意，在对这些地方进行工作时可以采用人工方式进行喷洒。（3）在喷洒阻化剂过程中，应指定专业人员进行工作，在正常前进开采时，每天喷洒一次，喷洒阻化剂工作完成后，对设备进行清洗，以便保证下次喷洒工作正常进行。

3 结束语

煤炭在现代技术条件下，不仅注重效益更加重视安全生产，安全生产是现代煤矿开采运行的重要目标。随着煤炭防火科学技术的飞速发展，越来越深刻认识和研究煤矿火灾的危害性，只有以坚持科技创新和综合防控的方法，推动现代煤炭行业和谐发展，安全生产是稳定运行的前提和保障。文章通过对阻化剂防火技术的研究与分析，得出在阻化剂防火应用上，需要进行更多现场应用和不断的改进，根据不同的煤矿情况，配制不同的阻化剂，从而达到最经济最有效的防治效果。阻化剂的喷洒工艺过程还需要改进和创新，达到更简便更有效的预防火灾的作用。

参考文献

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[2]刘世堂.放顶煤工作面汽雾阻化剂防灭技术[J].山东煤炭科技，1999增：45-46.

[3]郭玉森.气雾阻化防治工作面采空区煤炭自燃的实践[J].煤矿安全，2002.

作者简介：毕树远（1986-），男，学历：本科。