国内外防灭火现状及防灭火技术

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1、国内外防灭火现状及防灭火技术主讲人：梁峰国内外防灭火现状矿井火灾是煤矿的主要自然灾害之一，而煤炭自燃又是矿井火灾的主要形式。近年来，综采放顶煤技术得到大力的推广和应用，使煤矿生产效率大幅提高，但该方法冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重，使得矿井煤炭自燃发火频繁发生，已成为制约矿井安全生产与进一步发展的主要因素之一。一、国内防灭火现状在我国国有重点煤矿中，有56％以上的矿井都存在自燃发火的危险。由煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的90％以上。煤层自然发火的危害性我国新疆、宁夏、内蒙等区还存在大面积的煤田火

2、灾，每年烧损煤量1000～1360万吨，经济损失超过200亿元。煤炭自燃产生大量的SO2，H2s，CO和CO2气体，严重污染环境；煤田火灾还造成大面积的植被破坏，使土壤沙漠化经济损失环境污染土壤沙化此外，为防止瓦斯事故，我国的高瓦斯矿井都采用瓦斯抽放作为治理瓦斯的根本措施，但是在瓦斯抽放过程中，由于增加了抽放区域的漏风，因瓦斯抽放引起的煤炭自燃问题又变得十分突出。因此，一旦矿井发生煤炭自燃，轻则影响生产，重则可能烧毁井下的全部生产设备及导致矿井的停产，带来巨大的经济损失，近些年来，我国因在开采过程中采空区发生

3、煤自燃而封闭的工作面超过1000个，每个面的直接经济损失都超过数千万元。最严重的后果也很可能引发重特大瓦斯煤尘爆炸事故，导致特别重大的人员伤亡和经济损失，在最近10年时间里，就多次发生了由于矿井煤炭自燃引发瓦斯爆炸的重特大事故，如2003年11月14日，江西某矿采煤工作面由于煤炭自燃引发特大瓦斯爆炸，死亡51人，等等。因此，煤炭自燃发火的危害及其防治越来越受到煤矿安全工作者的关注。煤炭自燃是具有自燃倾向性的煤在有适宜的供氧量、有蓄热氧化环境和时间的条件下发生的物理化学变化的结果。影响煤炭自燃的因素很多，影响过

4、程也极其复杂，但归根到底只有人为因素和自然因素两大类。煤炭自燃两大因素人为因素自然因素煤层自燃发火煤有自燃倾向性遗留有大量浮煤连续供氧热量的不断积聚煤本身的特性人为控制影响煤炭自燃发火条件图煤炭自燃火灾的发生须具备以下几个条件，其相互的关系如下图所示。从上图看出，在防治煤层自燃的时候，任何防灭火技术和材料只要切断其中的任何一个乃至全部条件，那么就可以起到有效的防治效果。因此，所采用的防灭火技术与材料须满足以下条件：条件覆盖煤体并封堵松散煤体的空隙，减少甚至杜绝漏风，隔绝煤体与氧气的接触。充分隋化存在煤层自燃的

5、采空区吸收煤体周围空间储存的热能，降低煤温破坏煤体表面的各种活性基团结构，阻化煤氧反应防灭火技术与材料须满足条件近几年，防灭火技术在我国取得了长足的进步，有一大批高等院校和科研院所的专家、学者都一直在从事该领域的研究工作，为我国煤矿的安全事业特别是火灾防治方面作出了很大的贡献，成功地治理了多起矿井煤炭自燃灾害。例如：2003年10月24日，宁夏白芨沟矿采空区发生了我国建国以来最大的煤矿井下煤炭自燃发火，全矿井被迫封闭。在火灾治理过程中，采用注三相泡沫为主，同时结合注浆、水封、均压及大流量注氮等技术，成功地扑灭

6、并安全启封了该特大型火区。因此，为了保证矿井安全开采，有效防治煤层自燃，必须掌握现有的防灭火技术和该领域的最新研究进展。但是，在防治矿井煤炭自燃过程中，没有一种材料是万能的，通常都是几种防灭火技术和材料综合作用的结果，关键是要分析煤炭自燃的发生发展状况、位置及根据矿井的实际条件，选择合适的技术和手段。二、国内外常规防灭火技术为了防治煤炭自燃，国内外广泛采用注水、灌浆、喷洒阻化剂、注惰气等技术。近年来，又较广泛地采用了凝胶、胶体泥浆、阻化汽雾、泡沫树脂等防灭火技术。该类技术对保证矿井安全生产起了重要作用，推动了

7、矿井防灭火科技的进步。在20世纪50年代，灌浆技术成为我国煤矿防灭火技术的主要手段，并且一直沿用到今天。所谓的预防性灌浆技术就是指将水和灌浆材料按适当的比例混合，配制成一定浓度的浆液，经过铺设的输浆管路利用自燃压差或泥浆泵送到可能发生煤炭自燃的区域，以防止自燃火灾的发生。灌浆技术是一项传统的、简单易行的、比较可靠的防灭火技术。在一些缺少灌浆材料的矿区，通常采用注水来代替灌浆，增加煤体的水分，也取得了较好的效果。阻化剂技术在美国、波兰、前苏联等国家得到了较好的应用；近些年来，阻化剂技术在我国也得到推广应用。该技

8、术主要是让水溶液附着在易被氧化的煤体表面，惰化煤体表面的活性结构，阻止煤与氧气的接触的作用。惰性气体技术从20世纪70年代开始在德、法、英等发达国家煤矿中大量使用；从80年代起，我国开始了氮气防灭火技术的研究与推广。近年来，凝胶技术在我国得到较广泛应用。凝胶分为无机凝胶和高分子凝胶两大类，其防灭火机理是凝胶通过钻孔或煤体裂隙进入高温区，其中一部分未成胶时在高温下水分迅速汽化，快速降低煤表面温度，残余