均压防灭火技术在煤矿的实践与应用探讨

刘岩 周振伟 平顶山天安煤业股份有限公司十三矿通风科

矿井火灾是煤矿井下的重大自然灾害之一，要采用均压防灭火技术和方法，利用平衡漏风压差技术实现防灭火目的，较好地防治煤炭自然发火的现象，通过均衡通风进出口两端的风压，减少漏风量，避免煤炭自然发火的现象。

一、矿井主要防灭火技术概述

（1）注浆防灭火技术。将黏土、粉煤灰、矸石和砂等固体材料进行细化，使之成为不燃性注浆原料，与水进行适当比例的配制，使其成为悬浮液，通过静压或动压的作用，将其通过管路或孔道进行水力输送，遏制煤炭氧化的现象，对已经自燃的煤体进行扑灭抢救。从该技术的应用原理来看，主要是通过浆体材料包裹煤体，通过隔氧和降温等措施防止煤的氧化，并对已经自燃的煤炭进行降温和灭火。（2）采空区洒水防火技术。可以在回采工作面放顶前用水遍洒放顶步距条带，也可以在放顶后向采空区注水，适用于分层开采厚或特厚易燃煤层的防火，使坍落的矸石润湿膨胀之后形成再生顶板，有效覆盖浮煤，减少漏风和氧化的现象。（3）充填堵漏防灭火技术。将不燃性材料的水溶液注入破碎煤体，在静压或充填泵提供的动压条件下，使之产生化学物理变化，形成黏稠的浆液或胶体，对煤体缝隙进行密实充填，避免煤层漏风氧化。同时，在该技术的应用下，还可以利用化学物质的渗透作用，采用高强度复合硅酸盐发泡材料进行快速堵漏，使之与破碎煤体进行黏附，形成阻氧膜，惰化煤炭的氧化性能，达到防灭火的效果。（4）惰气防灭火技术。主要是在现场采用纯度高、安全性好的氮气，利用不能助燃的气体进行矿机防灭火，有效防止煤炭自然发火的现象。（5）阻化剂防灭火技术。阻化剂也即阻氧剂，通常采用氯化钙、氯化钠、氯化镁、水玻璃等无机盐类化合物，将其喷洒于采空区的浮煤上，吸附空气中的水分，阻塞煤体表面的孔隙，阻止煤炭氧化和自燃的现象。（6）凝胶防灭火技术。可以利用凝胶混合液体进行煤矿采空区的防灭火，利用其降温吸热、堵漏风、阻化作用和良好的渗透性，倾注于有自燃倾向的煤层之中，实现对采空区高、中、低位火源或浮煤的大范围、全方位覆盖，形成固结的凝胶层，有效隔绝氧气，防止煤体出现氧化。

二、均压防灭火技术在煤矿安全生产管理中的应用

（一）均压防灭火技术在煤矿开区中的应用

在均压防灭火技术的应用过程中，开区均匀系统的形式比较繁杂，所以当工作面漏风状况不同时，开区的均压方式也随之改变，要求运用不同的端点压差完成开区的均压工作，从而降低均压处面向开采区后部空区漏风现象出现，实现预防燃煤自燃目标。与此同时，在开区均压防灭火技术应用后，还能够确保开采工作面的正常使用，防止有害气体溢出影响采矿安全。（1）单一工作面漏风处理。进行单一工作面的漏风处理时，首先需要了解单一工作面漏风原因，其主要面向工作面后部采空区漏风，在漏风的形式上比较简单。采用均压防灭火技术应用，能够促使漏风的风流最大程度避开后部采空区，将减少的风量控制在降低1.2压差左右。（2）分层开采工作面防漏风处理。在煤矿工程的分层开采过程中，近距离煤层开采期间出现的上、下采空区出现联通性的漏风问题解决时，由于此种问题的漏风渠道比较多，所以相应的均压防灭火技术应用难度也随之提升。一方面，技术人员需要运用示踪气体法将漏风渠道查清，借助六氟化氯气体去检测井下漏风情况。随后，针对煤矿井下漏风裂缝分布比较密集、漏风范围比较大或是漏风堵漏技术应用效果不佳的采矿区域设置相应的调压气室，同时将两道调节风门安装设置在进风巷和回风巷内，借此降低风量，实现矿下风压差降低的目标。另一方面，执行进风巷安装两道调压风机施工时，需要直接将风筒连接至采矿工作面，借以最大程度降低漏风进入上部小煤窑的几率，同时减少上分层采矿期间的漏风量。

（二）均压防灭火技术在煤矿闭区中的应用

（1）在煤矿工程矿下回采工作开展期间，煤层会伴随着开采工作的深入出现倾角变大的问题，容易导致煤矿井下回风道煤柱遭受压力而损坏，此时，如果上部采空区内已经出现的氧化浮煤，被灌入到下一阶段的新采空区中持续氧化反应，很容易导致采空区出现火灾危害。在此期间，回风道中的一氧化碳浓度必然会快速增长，进行火情的控制时，就必须在采空区的上巷和下巷中建立两道密封墙，借以将火情隔绝，进行灭火。在这一灭火过程中，受到采空区巷内压力过大的影响，巷道密闭难度将会增加，甚至出现巷道封闭后一氧化碳浓度依旧很高的现象。解决此类问题时，为了保障生产安全，可以利用通风机进行局部闭区均压处理，促使风巷两侧的密闭压差减小，预防火灾有害气体溢回风巷中，对其内的采矿人员生命安全构成威胁。（2）为了能够最大程度降低进风口与回风口之间的压强差，需要将风路与调节风门进行联合均压，借此降低漏风量，降低矿下自燃火灾发生几率，同时也是为了能够促进原有封闭区火源熄灭效率增加。随后，进行原有防火墙内外的压强差时，预防漏风，需要联合调压风机和调节风门进行使用和处理。期间，针对矿下出现自燃火灾几率比较大的封闭区进行火灾预防时，还应该做好密闭墙的厚度加筑施工，并在管路出口位置安装调节总阀，保障进风量与回风量相一致，彻底解决漏风问题。

三、结语

综上所述，要分析和把握影响均压防灭火技术在煤矿的影响因素，合理选用均压防灭火措施和方法，分析工作面漏风情况、风流稳定性、安全推进速度和采空区气体，有效保证覆火区工作面的安全回采。