煤矿火灾事故综合防治技术实践

刘丽莎

（同煤集团马脊梁矿，山西 大同 037027）

1 工程概况

同煤集团马脊梁矿位于大同市西部边缘40km处，是一座已有70年开采历史的矿井，设计生产能力300万t/a。当前矿区内的地质条件复杂，自燃灾害较为频繁。马脊梁矿救护队针对该矿火灾事故频发的情况，建立了“超前预防、动态检查”预防性安全检查机制，树立“以人为本、安全施救”的救灾理念，并在应急救援过程中进行安全风险评估，建立安全风险指数决策机制，总结了该矿火灾事故处理关键环节和技术要点，努力实现安全救援目标。

2 马脊梁矿火灾事故救援的关键环节与技术分析

针对马脊梁矿火灾事故的特点，煤矿火灾事故处理的关键环节和技术要点总结分析如下。

2.1 功能完善的防灭火设备

预先准备功能完备的防灭火设施是进行成功救援的关键。马脊梁矿救护队结合本矿井的火灾类型和特点，针对性地对防灭火设施和设备进行服务式台账巡检，与煤矿管理方协调配合，确保防灭火设施和设备的有效、到位。在开展预防性安全检查期间，加强防灭火设施和设备的检查，发现问题立即处理，及时解决问题，保证发生火灾时，设备能够正常使用。

2.2 成熟的监测预警系统

建立全面成熟的监测预警系统，包括CO传感器、温度传感器、烟雾传感器等对火灾监测起到预警作用。CO传感器应设置齐全，通过多个传感器进行判断，可以有效避免误判，同时在进行监测分析时要去除干扰因素的影响。为了避免风流的影响，应以CO绝对涌出量判断自然发火，由于电子式（光学）检测仪的局限性，应对局部地点进行取样分析化验。红外测温仪、红外成像仪对判断高温点（火源）有较好作用。

2.3 风流、风压调控

火灾发生初期，正确调控风流可以有效控制火灾发生后有毒有害气体的流向，减少人员中毒或窒息伤亡；火区封闭后，可以降低风压，减少漏风，控制封闭区内气流的运移方向、分布范围，有利于火的熄灭。处理爆炸事故及独头巷道火灾，救护队进入灾区后应保持灾区通风现状；直接灭火失败后应对火区进行封闭。一般处理流程包括：断火区风流，尽快打开进回风间风门，以降低进回风间压差减少漏风；注惰性气体，使火区内火势迅速稳定；加固密闭、堵漏；进一步均压，增强惰化效果，均压的同时应注意通风系统及大气压变化对均压造成的影响；注水、注浆或水淹，使着火点彻底降温，防止启封后复燃。

2.4 火区封闭

利用防火门迅速隔断风流，人员迅速撤离现场，同时还可利用水淹隔断风流，建造密闭的同时注惰性气体并利用抽放管路减缓瓦斯积聚，选择安全的密闭地点，合理选择封闭顺序。

2.5 火区启封

必须确保火已熄灭才能启封火区，需要注意的是各项气体指标要达到安全标准，注意火区内气流的运移方向，所取气样应能够反映火区内真实情况，火区缩封或进入侦察必须谨慎，锁风必须可靠，严防新鲜风流扩散到封闭区内。自然发火的火区启封后复燃的可能性很大，必须采取防止复燃措施。高瓦斯矿井和采煤工作面火区启封排放瓦斯难度大、风险大，实践证明，采用局部通风、全风压通风、抽放联合排放瓦斯的措施效果较明显。

3 火灾事故综合防治技术实践

3.1 火灾事故概况

该矿14-2煤层8804工作面走向长410m，倾斜长101m，平均煤层厚1.83m，14-2煤自然发火期48d，配风量为600m3/min。2017年2月25日，工作面回风隅角检测出CO，温度23℃，回风流绝对量达到0.0058m3/min。通过采取进风隅角注氮气、回风隅角注粉煤灰浆、采面进回风隅角上封下堵垛渣袋墙、高位钻孔注水等措施，CO绝对量下降至0.0035m3/min以下。

3.2 事故发生经过

工作面从出现CO至完成扩帮支护期间，回风隅角CO浓度保持在20ppm以下，回风流CO保持在3ppm以下，CO绝对量在0.0015～0.0058m3/min之间，温度无明显变化。后期检测发现38号支架顶部CO浓度上升至39ppm，随后CO浓度上升至130ppm；胶带巷6钻场3、5号顶板孔CO浓度由20ppm分别上升至110ppm和56ppm；检测发现38号支架顶部CO上升至355ppm。

3.3 火区密闭

立即封闭8804采面进行治理。构建两道永久密闭、两道临时密闭、一道调节风墙。8848采面进风巷5钻场外10m建1道临时密闭，临时密闭外构筑1道大方砖密闭（永久密闭）；8848回风联络巷以里10m建1道临时密闭，临时密闭外构筑1道大方砖密闭；8848回风联络巷1道调节风墙。

进回风永久密闭外段各通过1台同型号风机供给新鲜空气，回风密闭外段两组风门呈开启状态，通过回风联络巷调节风墙控制风量，利用均压技术减少采空区漏风，达到降低或消除CO的目的。进回风两侧永久密闭墙上分别采用提前敷设好的3寸管对接d300抽放管，为后期启封做准备。图1为8848采面封闭示意图。

图1 8848面封闭示意图

3.4 火区启封

封闭区的瓦斯，采取回风提前预抽配合进风全风压控制排放的方法。对封闭区瓦斯的测算，瓦斯浓度预测79%，瓦斯积存量为3079m3，预计将瓦斯浓度抽放至5%，瓦斯积存量为150m3，考虑采空区瓦斯正常涌出量为4m3/min，因此，需要管路抽放瓦斯量为2942m3，理论测算共计需要近7个小时才能降到5%，方可进入瓦斯排放流程。

按照既定方案和措施，对火区开始启封。救护队到达指定地点后，安排专人查验应设警戒哨、现场安全环境和重新封闭材料备用等情况，现场对CO浓度、CH4浓度进行监测。回风密闭墙内（3寸抽放管内）CH4浓度81%，CO浓度600ppm，墙外CH4浓度0.8%，CO无。进风密闭墙内（观测孔）CH4浓度10%，CO无，墙外CH4、CO无。回风侧靠近永久密闭墙缝隙处，测得CH4浓度0.4%、CO浓度12ppm。稳定约10min后启封回风永久密闭墙，同时保持里侧临时密闭的原状。回风侧永久密闭从顶部往下逐层拆除，拆至距地板30cm时，临时密闭边缘处溢出CH4浓度58%，将人员全部撤离。等到CH4浓度降为4.2%后，将回风侧局部风机停止工作，关闭两道风门，由回风联络巷调节风墙控制该工作面瓦斯的释放，实现风压有效控制风流中瓦斯浓度与管路瓦斯抽放的有机配合。等待CH4浓度的降低后，将剩余的临时密闭全部拆除，并将回风联络巷调节风墙拆除，形成全风压通风。

3.5 处置效果分析

从安全监控、现场监测和取样化验得知，该采面CO、C2H4、C2H2标志性气体有升高趋势，指挥部综合分析研判，确定该区域着火，立即进行封闭治理。采取均压通风灭火措施，利用8848回风密闭3寸措施管向封闭区注液态氮气。通过持续有效的综合灭火措施，火区内的各项指标持续稳定了1个月以上，经取样化验分析，专家反复论证研究，证实火已熄灭。救护大队负责启封火区、排放瓦斯，启封后3d内进行了动态监护、取样化验分析，确认火区完全熄火，全部工作安全顺利完成。

4 结论

以马脊梁矿火灾事故救援为例，总结分析了火灾事故救援的关键环节，包括准备功能完善的防灭火设备，建立成熟的监测预警系统，做好风流、风压的调控，制定火区封闭和火区启封的安全技术措施。并以14-2煤层8804工作面的火灾事故为例阐述了火灾事故应急处理及救援工作步骤及实践过程，仅仅依靠先进的监测技术设备检测气体参数，科学分析有害气体数据变化，准确辨识干扰因素，实现了火灾事故救援处置工作的应急得当、处置合理、救援高效。