煤礦防滅火安全技術(shù)措施有哪些？

煤層自燃火災(zāi)是礦井主要災(zāi)害之一，隨著我國(guó)煤炭產(chǎn)量不斷增加，新建、擴(kuò)建礦井增多和開(kāi)采強(qiáng)度、開(kāi)采深度增大，礦井防滅火問(wèn)題顯得尤為突出。煤炭自燃已成為制約高產(chǎn)、高效礦井安全生產(chǎn)與健康發(fā)展的主要因素之一。

由于煤自燃是煤氧復(fù)合的結(jié)果，影響煤自燃的主要條件是煤的表面活性結(jié)構(gòu)濃度、氧濃度和溫度。因此，自燃火災(zāi)撲滅主要從三個(gè)方面著手：一是隔離煤氧接觸，使自燃火災(zāi)窒熄；二是降低煤溫使煤氧化放熱強(qiáng)度降低，最終使火熄滅；三是惰化煤體表面活性結(jié)構(gòu)降低煤氧復(fù)合速度，防止煤自燃的發(fā)生。目前常用的防滅火技術(shù)主要有如下幾類：惰化、堵漏、降溫等以及它們幾類的綜合，共同發(fā)揮滅火作用，最終實(shí)現(xiàn)防滅火的目的。

（1）堵漏防滅火技術(shù)

堵漏技術(shù)，就是采取各種技術(shù)措施減少或杜絕向煤柱或采空區(qū)的漏風(fēng)，使煤缺氧而不會(huì)自燃。堵漏技術(shù)和材料，在我國(guó)近年來(lái)發(fā)展很迅速，相繼研究和開(kāi)發(fā)出適用于巷頂高冒堵漏的抗壓水泥泡沫和凝膠堵漏技術(shù)和材料，適于巷頂堵漏的水泥漿、高水速凝材料和凝膠堵漏技術(shù)與材料，以及適于采空區(qū)堵漏的均壓、惰泡、凝膠和尾礦泥堵漏等技術(shù)成果，如馬利散、艾格勞尼、聚氨脂等，它們各有其使用條件和優(yōu)缺點(diǎn)。

（2）均壓防滅火技術(shù)

均壓防滅火是依據(jù)發(fā)火區(qū)情況，通過(guò)調(diào)壓風(fēng)機(jī)、連通管、調(diào)節(jié)風(fēng)窗等通風(fēng)設(shè)施，將通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)壓重新分布，減小漏風(fēng)通道處的風(fēng)壓差，控制火災(zāi)區(qū)的漏風(fēng)。這是防治煤炭自燃的有效辦法，可預(yù)防煤炭自燃和對(duì)火區(qū)窒息惰化，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

（3）注水和灌漿技術(shù)

水是最經(jīng)濟(jì)、來(lái)源最廣泛的滅火材料。水的熱容量很大，1L水轉(zhuǎn)化成蒸汽時(shí)吸收2256.7kJ熱量，同時(shí)生成1.7m3水蒸汽，大量水蒸汽能很快降低煤溫，具有沖淡空氣中的氧濃度、包圍、隔離及窒熄火源的作用。

灌漿防滅火技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用得較為普遍，也取得了良好的效果，成為治理井下內(nèi)因火災(zāi)的主要措施之一。泥漿能夠包裹煤體，其水份有增濕減緩氧化速度，漿流能充填煤體縫隙，起到隔絕漏風(fēng)阻止氧化作用，按與回采工藝的關(guān)系分為隨采隨灌、采前預(yù)灌和采后灌漿三類，對(duì)采空區(qū)防滅火有積極的作用。

（4）惰化防滅火技術(shù)

惰化技術(shù)就是將惰性氣體或其它惰性物質(zhì)送入擬處理區(qū)，抑制煤層自燃的技術(shù)。惰性物質(zhì)惰化技術(shù)，除已作為常規(guī)防滅火技術(shù)措施使用的黃泥漿外，近年發(fā)展起來(lái)的粉煤灰、頁(yè)巖泥漿、選煤尾礦泥、阻化劑和阻化泥漿等己經(jīng)比較廣泛地被應(yīng)用。它們的作用，除惰化外還兼有降溫，對(duì)煤礦本身則有微弱的污染，其中具有較大優(yōu)勢(shì)的還是粉煤灰注漿和阻化劑，它們最大的優(yōu)點(diǎn)是可以取自某些廢棄物再利用，多用于厚煤層采全高或分層開(kāi)采。

惰氣防滅火技術(shù)是向火區(qū)注入惰性氣體，惰氣源目前發(fā)展起來(lái)的主要以注入N2和CO2為主，也可注入其它惰性氣體來(lái)降低火區(qū)的氧濃度，達(dá)到防滅火的目的。惰氣可充滿整個(gè)空間，既能撲滅大的明火火災(zāi)，又能抑制并撲滅隱蔽火源。但惰性氣體對(duì)大熱容的煤體降溫效果不好，滅火周期較長(zhǎng)，火區(qū)易復(fù)燃，而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的堵漏風(fēng)工作也要求較高。

（5）阻化劑防滅火技術(shù)

阻化劑是抑制煤氧結(jié)合，阻止煤氧化的化學(xué)藥劑。常用阻化劑是CaC2，MgCl2等一些吸水性很強(qiáng)的鹽類，當(dāng)它們的水溶液附著在易被氧化的煤表面，在其表面形成一層含水液膜，惰化煤體表面活性結(jié)構(gòu)，阻止了煤和氧的接觸，起到了阻止煤氧復(fù)合的作用。同時(shí)，阻化劑吸水能使煤體長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)，由于水的吸熱降溫作用，使煤體在低溫氧化時(shí)溫度不能升高，從而抑制了煤的自熱和自燃。一般的阻化劑通常都有一定的防火效果，但當(dāng)溫度升高使阻化劑吸收的水份蒸發(fā)，其阻化作用會(huì)消失，失去水分的阻化劑對(duì)煤氧復(fù)合反而有催化作用，促使煤氧復(fù)合速度加快，使煤更容易自燃。

（6）膠體防滅火技術(shù)

煤層自燃火災(zāi)的防治，需要具有既能很快地降低煤溫，又很好地隔絕煤與氧氣的接觸，并能惰化煤體表面，同時(shí)，在防滅火過(guò)程中還要安全可靠的技術(shù)。堵漏、惰化防滅火技術(shù)均不能滿足這一要求。膠體防滅火技術(shù)集堵漏、降溫、阻化、固結(jié)水等性能于一體，較好地解決了灌漿、注水的水泄漏流失問(wèn)題，適用于各種類型的礦井自燃火災(zāi)。膠體防滅火技術(shù)具有滅火速度快、安全性好、火區(qū)復(fù)燃性低等特點(diǎn)，火區(qū)啟封時(shí)間也相對(duì)縮短，注膠滅火工程實(shí)施完，不需等待（《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到啟封條件后還需觀察穩(wěn)定一個(gè)月才能啟封），即可啟封火區(qū)。

（7）普瑞特防滅火技術(shù)

徐州吉安研發(fā)的普瑞特防滅火新技術(shù)集凝膠、黃泥灌漿、三相泡沫、氮?dú)夂妥杌瘎┑姆罍缁饍?yōu)點(diǎn)于一體，特別是繼承了泡沫的擴(kuò)散性能和凝膠良好的固水特性。一方面，水漿生成泡沫之后，緩慢形成凝膠，能把大量的水固結(jié)在凝膠體內(nèi)，避免了漿液中大量水流失或者潰漿的缺點(diǎn)，大幅度提高了漿水在采空區(qū)里的滯留率；另一方面，形成的凝膠能以泡沫為載體對(duì)采空區(qū)的高、中、低位火源或浮煤大范圍全方位的覆蓋，且能固結(jié)90%以上水分并形成凝膠層，防火時(shí)能持久保持煤體濕潤(rùn)并隔絕氧氣，滅火時(shí)能長(zhǎng)久地吸熱降溫，防止火區(qū)復(fù)燃。

以上各類火災(zāi)治理技術(shù)都有其不同特色，適用于各類不同的環(huán)境，集中體現(xiàn)在降溫、堵漏、阻化的性能上。通常情況下，在自燃火災(zāi)的防治過(guò)程中，采用某種單一防滅火技術(shù)一般難以奏效，而是采用綜合治理的措施和方法加以治理。