矿井火灾防灭火新技术
关于现有矿井防灭火技术的现状及其优缺点
矿井火灾是指发生在矿井井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产形成灾害的一切非控制燃烧。根据发生火灾的原因可以将矿井火灾分为内因火灾和外因火灾两大类。矿井火灾是煤矿生产中的主要自然灾害之一。矿井火灾会烧毁大量的煤炭资源和设备;产生大量的高温烟流和有害气体,严重危及井下人员的生命安全;常诱发瓦斯、煤尘爆炸,进一步扩大其灾难性。我国每年都有很多起矿井火灾恶性事故发生,给矿井带来巨大灾难。
“预防为主,综合治理,防治结合”是矿井火灾防治的指导方针。防治煤自燃必须从系统设计着手,尽可能准确掌握的煤层埋藏地质条件,优化矿井开拓系统,合理确定开采方法,工艺及巷道支护方式;在开采中有效控制矿山压力,减少媒体破碎,实现少丢煤,快速开采和快速隔离;同时加强通风管理,少漏风。目前防治煤自燃的技术主要有:均压堵漏,注浆,洒阻化剂,注惰性气体,注凝胶和注三相泡沫等。不过这些技术都有各自的适用范围,应该根据矿井的条件,因地制宜,合理选用,这样才能起到有效的防治火灾的效果。
煤矿防治煤炭自燃的实践证明:合理的开拓系统、巷道支护方式和开采方法对于防止煤的自燃起决定性作用。国内不少矿区的易自燃发火矿井,通过优化矿井开拓系统、改革巷道支护类型、采用合理的开采方法和先进的开采装备,实现了矿井漏风小、巷道高冒少丢煤少和快速开采,从而改变了煤层易自燃发火的被动局面。对开采易自燃发火的煤层,从防治自然发火的角度出发,对开拓开采的要求是:最小的煤层暴露面、最大的煤炭回收率、最快的回踩速度、易于隔绝的采区、正规的开采方式及合理的开采顺序。
1,注浆防灭火,将不燃性注浆材料细粒化后与水按一定配比制成悬浮液,利用静压或动压,经由钻孔或输送管道水力输送至矿井防灭火区,以阻止煤炭氧化或扑灭已然的媒体。注浆的主要作用就是隔氧与降温,,就是通过浆体材料包裹媒体,隔绝氧气与媒体的接触,防止煤的氧化;同时对于已燃的媒体降温和灭火。
优点(1)注浆是防治媒体自燃的最经济,最有效的技术措施。
(2)材料容易选取,且价格便宜。
(3)浆液的制备简单。
(4)注浆既能隔氧又能降温,防灭火效果显著。
缺点(1)浆液制备设备体积大,运输管路长。
(2)运输管路容易堵塞,且处理困难。
(3)容易跑浆,造成工作面环境恶劣。
2,惰性气体防灭火,矿井利用不能助燃的气体(氮气,二氧化碳或湿式惰性气体等)防治煤炭自燃的方法。矿井一般采用氮气防灭火。注氮防灭火的实质就是通过控制燃烧所需要的氧气量来抑制燃烧,窒息火源,达到灭火的目的。
优点(1)工艺简单,操作方便,易于掌握。
(2)不污染防灭火区域,对封闭区域内的设备损失小,恢复生产快。
(3)有较好的稀释抑爆作用。
(4)有效的抑制防灭火区域的漏风
缺点(1)注入到防灭火区域的氮气不易在防治区内滞留,不如注浆注砂能“长期”覆盖在可燃物或已燃物的表面上,隔离性差。
(2)注氮能迅速窒息火灾,但火区完全灭火的时间长,不能有效的消除高温点。
(3)注氮防火时,氮气有向采煤工作面或邻近采空区泄漏的可能性。
(4)氮气本身无毒,但具有窒息性,浓度较高时对人体有害。
3,阻化剂防灭火,利用某些能够抑制媒体氧化的无机盐类化合物如氯化钙,氯化镁,氯化铵,水玻璃等喷洒于采空区或压注媒体之内以抑制或延缓媒体的氧化,达到防止媒体自