煤矿采空区防灭火技术与安全技术措施

（国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿通风队，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

在我国的开采煤层中，大约有50%的矿井存在煤炭自然发火危险，对矿井安全、高效生产影响显著。煤层防灭火治理不仅涉及到矿井的开拓系统、开采方法、通风系统、专项防治措施和管理制度，还必须掌握相应的防灭火技术，具备完善的防灭火系统及装备。

一、凝胶灭火机理

煤炭自燃需要具备三个条件：一是煤层本身具有一定的自然倾向性，且存在一定的碎煤块呈堆积状态；二是一定的空气或氧气，使碎煤块发生氧化反应；三是良好的热量积聚条件，升高煤炭的温度。采用凝胶技术进行采空区防火，就是通过凝胶来破坏煤层自燃所需的条件，凝胶的主要作用包括：首先降温吸热。将凝胶混合液体注入采空区内，凝胶发生水解反应，在发生水解反应的过程中会吸收采空区内的大量热量。根据有关实验，1m3 凝胶可以吸收的热量最高可达4.5MJ。同时，凝胶混合液体为高水材料，含水量在90%以上，凝胶在采空区内黏结散煤后，增加了采空区浮煤的含水量，煤体因为氧化还原反应升温，温度增加后，凝胶内的水分蒸发，吸收煤炭的热量，给煤炭降温，将煤体的温度控制在自燃发火温度以下。其次堵漏风。凝胶液体在成胶前容易流动，扩散渗透能力强，可以渗透至煤层内的缝隙中，起到堵漏风作用。液体凝胶成胶后，会将采空区内松散的煤体黏结为一个整体，堵住煤中孔隙，使空气无法进入煤体内部，隔绝了氧气。凝胶属于可塑性物质，具有较高的稳定性，增加了堵漏风的时间。

二、煤矿防灭火安全技术措施

（一）建立一个完善的防灭火体系

在整个煤矿防灭火的过程中，建立和完善一个合理的方面和体系才是最重要的，只有一个完整的体系建立起来，才能够为整个过程中提供各种各样的帮助。而在这个过程中就将整个防灭火体系关涉到整个煤矿的生产过程中而相关的方面和体系，能够为整个煤矿的各种措施以及技术和人员的调配能够达到一个十分合理的使用，将整个过程灭火过程变得十分顺利，防止由于整个火灾到造成整个地区过于的被动使资源得到大范围破坏。所以，一个完善的方面和体系，对于煤矿的安全生产过程中来说是十分重要的，只有建立的防火体系才能保证人员和技术的应用，才能够为整个生产过程中提供一份安全保障。

（二）相关技术的使用

对于整个防火和灭火过程中，技术才是最重要的，只有技术达到相关的标准，才能够为整个煤矿开采过程中防火和灭火提供一个安全的保障。在这个过程中首先要采取合理的采煤工艺措施，防止由于采煤过程中，由于工艺的缺陷，导致煤矿发生燃烧造成火灾。其次要封堵工作面的漏风，由于在工作面的过程中有风源的过多导致，在整个过程中为火灾的进一步扩散提供了风力基础，导致火灾难以被控制。而在火灾发生的之后，可以注浆或注水，通过注浆注水是煤具有了包裹和降温作用，使整个过程中煤与氧的接触就较少，煤的氧化速度较慢，能够使煤炭温度不会过高，而导致煤炭燃烧，防止了煤炭生产过程中火灾的发生。最后可以使用注氮技术。其在防灭火的过程中十分的广泛，由于氮气能够隔爆，而且氮气能够稀释氧气的浓度，可以为整个工程中防火措施提供更多的帮助，能够为整个工程中。煤的燃烧减少了许多必要条件，所以通过以上的这些技术能够使整个煤炭的开采过程更加的安全，能够有效的防止火灾的发生，以及火灾发生后有有效的技术和措施，能够防止火灾进一步扩散。

（三）预防性灌浆技术要点

将黄土按设定的量输入到制浆机中，使之与水按比例均匀混合制成浆液，并向其中加入稠化悬浮剂制成稠化胶体（制浆料颗粒较细且均匀时，可不加悬浮剂），经过滤浆机滤出其中的大颗粒物，灌浆液沿管路输送到井下，在使用地点附近，利用矿用移动式防灭火注浆装置向管路中的浆液加入胶凝剂，然后灌入预定区域。打开供水阀门，根据计划注浆的流量和浓度调整水量；通水一段时间后使用装载机将黄土加入到定量送料机料箱内，定量送料机会按已设定的输送量把黄土均匀送上输送机，输送机再把黄土送入制浆机；水也在制浆机的进料口位置加入，制浆机将水与黄土混合、搅拌制成均匀浓度浆液，并将浆液中大于15mm 的颗粒滤出；由悬浮剂添加机在制浆机出口管加入悬浮剂，浆液与悬浮剂进入滤浆机后进行搅拌混合；浆液自流进入滤浆机，滤浆机将浆液中大于8mm 的颗粒滤出，以免将输浆管路沉淀堵塞；

总结：对于整个煤炭开采过程中，火灾的产生和发展，只有通过对相关体系的完善，人员素质的提高，以及技术的使用，才能够有效的预防和处理火灾，才能够为煤炭的生产过程提供更好的帮助。