火災(zāi)對煤礦安全生產(chǎn)的影響

時間:2022-08-30 03:19:47

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火災(zāi)對煤礦安全生產(chǎn)的影響

摘要:火災(zāi)事故嚴(yán)重威脅煤礦企業(yè)安全生產(chǎn),本文介紹煤礦火災(zāi)的特點以及火災(zāi)對煤礦安全生產(chǎn)的影響,分析我國目前采用的不同類型的火災(zāi)防治措施。

關(guān)鍵詞:煤礦;安全生產(chǎn);火災(zāi);防治措施

礦井火災(zāi)對于煤礦安全生產(chǎn)具有極大威脅。國家安監(jiān)總局統(tǒng)計表明,在煤礦五大災(zāi)害引起的人員死亡事故中,火災(zāi)事故所占比例為1.6%,在所有災(zāi)害中排列第五位,但在一次死亡3人以上的事故調(diào)查中,按死亡人數(shù)進(jìn)行計算,火災(zāi)事故所占比例為3.6%,僅次于頂板垮落、瓦斯突出以及礦井水害引起的人員傷亡,位列第四位。在煤礦井下,火災(zāi)態(tài)勢發(fā)展迅速,控制難度大,影響范圍廣,一旦發(fā)生火災(zāi)將會造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失,所以火災(zāi)防治對于煤礦的安全生產(chǎn)來說具有重大意義。

1煤礦火災(zāi)的特點

礦井火災(zāi)一般是指發(fā)生在井口附近或煤礦井下,直接影響煤礦井下的安全生產(chǎn)并造成嚴(yán)重?fù)p失的非控制性燃燒。發(fā)生在煤礦井下和地面的火災(zāi)有兩個明顯的不同點:①煤礦井下發(fā)生火災(zāi)時,在進(jìn)行通風(fēng)選擇中難度大,風(fēng)量大小和風(fēng)路選擇受火勢的嚴(yán)重制約;②煤礦井下火災(zāi)由于受空間限制,火災(zāi)發(fā)生后影響范圍大,火勢發(fā)展迅速,人員逃生難度大。發(fā)生煤礦井下火災(zāi)必須滿足燃燒的三個條件:①可燃物。在井下,煤炭通常呈破碎狀態(tài),且具有自燃傾向性;②燃燒所需要的空氣。為了滿足生產(chǎn)需求,需要不斷向井下送入新鮮風(fēng)流,碎煤不斷被氧化;③引起燃燒所需要的火源。煤炭在不斷被氧化過程中會積蓄大量熱量,難以散失,導(dǎo)致溫度不斷升高,成為引發(fā)火災(zāi)的火源。

2我國常用火災(zāi)預(yù)測與防治措施

2.1煤自燃的預(yù)測方法。(1)測溫法。煤炭在被氧化過程中會不斷釋放出熱量,引起空氣和圍巖溫度升高,所以可以通過測定煤巖與環(huán)境溫度對煤層的自燃進(jìn)行早期預(yù)報。這種方法通常用于煤層巷道異常點溫度的監(jiān)測。(2)氣體分析法。煤炭在被氧化過程中,在釋放熱量的同時還會釋放出CO、C2H4、C2H2等碳?xì)漕悮怏w,所以可以通過檢測環(huán)境中碳?xì)錃怏w的含量,對煤炭自燃進(jìn)行早期預(yù)報,并采取相應(yīng)的防治措施[1]。此外,煤炭自燃早期預(yù)報方法還有電離法、磁力預(yù)測法、光電法以及煙霧法等。2.2火災(zāi)防治措施。煤礦在進(jìn)行火災(zāi)防治中應(yīng)堅持“預(yù)防為主,綜合治理”的原則。我國常用的防滅火措施包括:(1)阻化劑技術(shù)。通過將無機(jī)鹽化合物溶液噴灑在煤上,可以有效阻止煤炭被氧化而導(dǎo)致的自燃。(2)膠體技術(shù)。將基料和銨鹽按照一定比例與水進(jìn)行混合后,通過壓注系統(tǒng)將混合溶液注入煤體,煤層在注入凝膠之后會迅速凝結(jié)、固化,從而達(dá)到阻止煤炭被氧化和降低煤炭的自燃傾向的目的。(3)均壓防滅火。均壓滅火的原理是對自燃區(qū)域兩端采取通風(fēng)來達(dá)到減少兩端壓差的目的,從而阻斷自燃區(qū)域氧氣來源。均壓滅火可以在煤炭自燃區(qū)應(yīng)用,也可以在封閉火區(qū)中應(yīng)用。(4)預(yù)防性灌漿。把漿液注入易自燃區(qū)域,可以在減緩煤塊被氧化的同時吸熱降溫,從而達(dá)到阻止自燃的目的。注入漿液之后,漿液可以把煤塊包裹起來,隔絕煤塊與空氣的接觸,阻絕煤塊被氧化,減少自燃發(fā)火危險性。(5)惰性氣體技術(shù)。通過將惰性氣體注入自燃危險區(qū)域,降低氧氣濃度,有效防止煤炭自燃[2]。

3案例分析

3.1柴家溝煤礦自燃火災(zāi)防治技術(shù)。柴家溝煤礦主采4號煤層,該煤層極易自燃發(fā)火。最新形成的41006工作面長140m,平均煤厚6.8m,最厚可采煤層14.2m,工作面開采方式為綜合機(jī)械化放頂煤開采,煤層自燃發(fā)火期35天。由于自燃發(fā)火期短,所以對礦井安全生產(chǎn)造成了極大的威脅。柴家溝煤礦通過實踐探索,制定了有效的火災(zāi)防治措施:(1)建立可靠的自燃火災(zāi)預(yù)測預(yù)報技術(shù)。柴家溝煤礦井下采用GC-4085型礦井火災(zāi)預(yù)測預(yù)報束管監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)可以對41006工作面的煙氣流動和高溫點進(jìn)行實時監(jiān)控,不僅可以對煤炭自燃進(jìn)行早期預(yù)報,而且可以檢測煤炭自燃發(fā)火周期的長短,為井下火災(zāi)防治工作提供依據(jù)。(2)柴家溝煤礦采用的防治技術(shù):①注氮防滅火。煤礦井下要根據(jù)不同采煤工藝選擇注氮技術(shù)。柴家溝煤礦選取順槽埋管方式進(jìn)行注氮防火。首先,在工作面進(jìn)風(fēng)順槽外側(cè)巷道幫敷設(shè)管道,然后將管道埋入采空區(qū)內(nèi)。采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行埋管時,管路每隔一定距離預(yù)設(shè)氮氣釋放口,其位置高于煤層底板20cm~30cm。此外,為了避免因釋放口堵塞而造成不能注氮,采用木垛保護(hù)釋放口。注氮防滅火主要適用于綜放開采工作面采空區(qū)自燃火災(zāi)的預(yù)防和治理;②注膠防滅火技術(shù)。煤礦利用“ZHJ-5/1.8G煤礦用注漿機(jī)”,將1%凝膠通過調(diào)速器加入盛有水的料斗中混合均勻形成膠體,膠體通過主泵經(jīng)由分流器被注入煤層自燃區(qū)域,從而達(dá)到防治目的。注膠防滅火技術(shù)一般用于對煤礦井下高溫點的處理和工作面火災(zāi)的防治[2]。3.2王莊煤礦自燃火災(zāi)防治技術(shù)。王莊煤礦主要采取的是均壓防滅火技術(shù)。根據(jù)煤礦井下的使用條件的不同以及作用原理的差異,均壓防滅火技術(shù)可分為開區(qū)均壓防滅火技術(shù)和閉區(qū)均壓防滅火技術(shù)兩種。(1)開區(qū)均壓防滅火技術(shù)。開區(qū)均壓防滅火技術(shù)的原理是在回采工作面建立均壓系統(tǒng),減少回采工作面向采空區(qū)的漏風(fēng)量,抑制采空區(qū)遺煤自燃,保證工作面的正常回采。使用開區(qū)均壓防滅火技術(shù)的關(guān)鍵是查清漏風(fēng)通道,確定漏風(fēng)范圍,降低工作面兩端壓差。開區(qū)均壓防滅火措施包括:①調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓。針對小區(qū)域的并聯(lián)漏風(fēng)可以采取設(shè)立調(diào)節(jié)風(fēng)門達(dá)到均壓目的。在設(shè)立風(fēng)門時,為了提高壓力向采空區(qū)方向的傳遞效率,風(fēng)門應(yīng)設(shè)置在距離回采工作面向外60~110處,設(shè)立在幫頂完好的原始煤層或巖巷中。調(diào)節(jié)風(fēng)門應(yīng)設(shè)置兩道,兩道風(fēng)門之間的距離應(yīng)在3~5倍巷道斷面范圍內(nèi),以保證兩風(fēng)門之間風(fēng)壓損失的穩(wěn)定;②改變工作面通風(fēng)系統(tǒng)。改“U”形通風(fēng)為“W”形通風(fēng),使用“U”形通風(fēng)的缺點是容易造成工作面兩端壓差增大,采空區(qū)的易自燃帶變寬,極易引發(fā)遺煤自燃。改為“W”形通風(fēng)之后,兩端壓差顯著降低,采空區(qū)易自燃帶明顯減小,窒息帶前移,有效抑制了采空區(qū)遺煤自燃[3]。(2)閉區(qū)均壓防滅火。閉區(qū)均壓防滅火指在已經(jīng)因為火災(zāi)而封閉的區(qū)域采取均壓措施,從而達(dá)到快速滅火的目的。王莊煤礦閉區(qū)均壓防滅火采取的措施是:并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓。閉區(qū)均壓方法還包括調(diào)節(jié)風(fēng)門、連通管道、調(diào)壓風(fēng)機(jī)以及調(diào)節(jié)主扇等。使用閉區(qū)均壓防滅火的特點是設(shè)備投資少,工作量較小且防滅火效果顯著。

4結(jié)語

火災(zāi)嚴(yán)重影響煤礦的安全生產(chǎn),本文通過分析煤礦火災(zāi)的危害與特點,介紹了不同的防滅火技術(shù),并針對不同煤礦的防滅火技術(shù)進(jìn)行具體分析,對于促進(jìn)煤礦的安全生產(chǎn)具有重要意義。

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[3]張軍亮,欒鵬.煤炭自燃、預(yù)防措施分析和技術(shù)展望[J].山東煤炭科技,2011,(1):191-192.

作者:王榮春 單位:景德鎮(zhèn)市安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮中心