防治煤炭开采中自燃发火的技术初探

郭峰

摘要：在煤炭开采过程中，关于自燃发火现象时有发生，为解决这一问题，探索更多防治自燃发火的技术方法，不断完善我国防火灭火等措施在实践工程技术中的应用。本文将详细分析自燃发火现象的形成与特点，不断促进我国煤炭开采的发展。

关键词：煤炭开采；自燃发火；防火灭火；实践工程技术；防治技术

在煤炭开采过程中，自燃发火是最常见的、伴随着煤炭开采整个过程，是属于自然界发生的一种客观存在的现象。近年来，一半以上国家重点煤矿开采存在自燃发火危险，而且相对其他矿井煤层来说，自燃发火现象更严重。特厚煤层比薄煤层自燃火灾发生的概率更为严重。1990年以后，市场上出现了特厚煤层综采放顶煤高产高效技术，这种技术的英语使得矿井煤层自然火灾现象出现的更加频繁。煤炭自燃直接导致的就是煤炭资源的浪费，最多带来的经济损失可高达一百多个亿。以下将对煤炭自然火灾形成的原因以及防治的过程进行进一步的介绍，并提出可行性防治方案对策的实施。

一、煤炭自燃火灾的发生原因

在煤炭开采过程中，会遇到具有自燃性质的煤层，这些煤层在开采中与空气接触之后，具有可能发生氧化反应，进而产生热量，当热量达到一定的高度时，就是产生明火、烟雾等有毒有害气体，这些指标超过一定的浓度就会人类才产生危害人类生命财产安全的影响。追究其根源，就是煤层在接触空气之后发生了氧化反应，氧化反映放出了一定的热量。热量达到一定的标准就使得煤炭发生了自燃现象。其实质是煤层氧化放出热量，经过时间的积累，使得煤层氧化放出的热量越来越多，温度也越来越高，当温度达到一定的高度，满足了煤自燃所需求的温度就会毫不犹豫的自燃起来。而且煤的氧化反应是随着温度的升高而逐渐增强，煤层氧化反映的速度加强之后温度上升的也就越快，最终两个方面都对煤层自燃提供了便利的条件。另一个就是氧气的存在，如果没有氧气的存在就无法实现煤层的氧化反应，这一条机会是煤炭开采无法避免的一个硬性条件。另外，考虑一个可能影响相对来说比较小的因素，就是空气散热量的多少。一般引起煤层自燃都是存在煤氧化同期所产生的热量比周围环境所需热量增长的快，温度上升致使煤氧化速度加快，产生的热量增多，导致自燃现象的逐渐恶化。

2自燃火灾的危害

煤层自燃火灾的发生，一般情况下是需要一定的时间引起的，也就是说它给人类提供了更多的时间以发现他们产生了自燃的诱因。如果煤炭开采工人在有限的时间内将煤层氧化问题及时的制止，就有可能将一场重大安全事故消除在萌芽一中。但是，有很多火源都来自于那些没有人进入的采空区、煤柱内等，这些火源不好寻找，有些因为不能及时扑灭，造成了上亿的经济价值上的损失，社会价值意义上的更不用提了。

矿井发生自燃现象之后，对人类具有较大危害，比如自燃所产生的有毒有害气体CO、CO2、SO2、粉尘等等，这些对人身体有巨大的伤害。同时，井下作业使用的工具中也有坑木、聚氯乙烯等材料参与燃烧的话也会产生大量的有毒气体。这些有毒有害其他最主要波及到的就是井下的工作人员。每年我国都针对矿难事件进行调查，其中因为矿井火灾事故致人因为烟雾等有毒气体中毒死亡的人数高度90%以上。

三、自燃火灾的预防工作

對于矿井火灾的防治工作是非常重要的，因为预防工作的开展对避免火灾的发生有很好的效果。因为我们可以准确掌握矿井火灾发生的所具备的条件以及环境，只要有效的控制火源发生火灾所具备的条件，预先制定好一定的灭火措施，在火灾危险来临前，可以谨慎、及时处理，避免危险造成的损失逐渐扩大。

1灌浆防灭火

在煤矿传统防灭火方法中，灌浆防灭火技术手段的应用最为广泛，实现了自燃火灾数量得到了控制。1950年以后，灌浆工艺发展了多种形式，比如采前预灌、随采随灌以及采后封闭灌浆等等。灌浆方法和制浆工艺都得到了一定程度的提高，比如，鹤矿集团下属的富力煤矿公司逐渐向水力化以及机械化的方向发展，采用黄土、制浆、清渣（杂物）等环节，不仅缓解了制浆质量的问题，还在一定程度上实现了降低劳动力的效果。

到了1980年以后，富力煤矿使用煤矸石破碎和热电厂粉煤灰合在一起，这在一定程度上解决了灌浆用土的难度，这在当今资源严重匮乏的今天是非常具有重要意义的。另外，灌浆灭火也是检验采空区、煤柱火灾典型手段对策，在火宅发生之时，需要教师进行火灾为之的确认，然后通过位置来断定如今采用最恰当的方法就是运用上方原浆来检验成功的位置。

2阻化剂防灭火

在二十世纪六七十年代初期，应用组化剂防治灭火是当下最为流行的预防手段及方法、

组化剂的工作原理是将煤表面的具有煤粒等有害物质进行有效的吸附功能。在煤层表面形成了一层汗水液膜，这层膜深深的将煤层与空气之间产生了隔离，就不发生氧化反应，从根源上解决了这一问题。

3均压防灭火

在煤炭开采过程中，均压防灭火的应用原理是指将漏风通道口两端进行风压差平衡控制，它既可以应用于灭火操作措施，也可以应用于预先防御火灾的发生，起到两全其美的效果。随着我国现代化技术的发展，均压技术手段也有最初刚开始的单一性均压方法，发展为多样化、组合式均压方法。特别是90年代后期出现了SF6技术，也就是所谓的定量连续释放式跟踪气体技术应用，实现了防灭火效率的进一步提高。

4新型高分子材料防灭火

新型高分子材料胶体防灭火的原理是利用新型高分子材料经过特殊加工形成具有高效性的灭火剂，这种材料包括市面上广泛认可的聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺等主要成分。例如，徐州意创化工科技有限公司研制出了一款MEA系统防灭火剂，这种灭火剂呈现白色粉末状、自身无毒、无味，对环境产生的污染相对来说小一些，没有任何腐蚀性，酸碱度平衡在30与200倍之间。MEA防火剂之所以被人们广泛关注，是因为它具备其他高分子材料所不具备的耐高温、可再生能力、致密性、成膜性以及附壁性，具有隔热、隔气的功效，在一定程度上阻止了煤层的自燃条件的产生。在环保领域里也受到各方主体的爱戴，未来发展前景无限。

综上所述，在我国煤矿开采过程中，要尽量降低矿井火灾等重要安全事故发生的概率，就要不断的提升我国防灭火技术能力，不断更新已有防灭火材料和设备，提高相关人员的管理水平，在日常生活实践中不断积累经验教训，使得在危险来临之际妥善处理。

参考文献：

[1]张尚武.防治煤炭自燃发火技术初探[J].煤炭技术，2013

[2]朱喜东.综合防治煤炭自燃发火技术的研究[J].煤炭技术，2013