兖矿综合机械化放顶煤工作面煤层自然发火防治技术

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1、兖矿综合机械化放顶煤工作面煤层自然发火防治技术2006年8月1日13:19:0  　我国煤层自然发火情况严重，据统计国有重点煤矿中大约有56%的矿井存在煤层自然发火危险。近年来，随着我国综合机械化采煤技术的试验和推广，煤炭的产量和效益大幅度提高，日产原煤高达5000－7000t，日产值达100多万元，工作面设备投资在4000－5000万元，确保工作面安全生产显得尤为重要。但这种采煤法的开采强度大、采空区遗留残煤较多、冒落高度大、漏风严重，随之出现了难以解决的火灾、瓦斯、粉尘等一系列问题。据统计，我国煤矿有50%以上的综合机械化采煤工作面存在着自然发火危险，严重威胁

2、着矿井的安全生产。因此，防灭火技术的研究工作也是综合机械化采煤工作面安全生产的关键之一。   1、我国煤层自然发火防治技术概况   1.1防灭火技术   20世纪50年代我国开始研究并在煤矿推广黄泥灌浆防灭火技术，60-70年代研究阻化剂防火、均压通风、高倍数泡沫灭火等技术，80－90年代研究矿井自然发火预测系统、惰气防灭火、快速高效堵漏风、带式输送机火灾防治等技术，并逐步形成适应普通采煤法和高产高效采煤法的综合防灭火技术。目前我国煤矿煤层开采时期采用的火灾防治技术措施，从总体上说有惰化、阻燃、堵漏、降温及其综合防治技术，共同发挥作用来实现防灭火的目的。   1.

3、1.1惰化防灭火技术   惰化技术主要是指将惰性气体送入拟处理区，抑制煤自燃的技术。主要用在当发生外因火灾或因煤自燃火灾而导致的封闭区。我国研制了燃油型DQ－150、DQ－1000型惰气发生装置，装备了我国煤矿救护队，成为灭火救灾的重要设备。此外还研制了BGP－200型高倍发泡机以及YZWP－180型惰泡发生装置。   近年来，注氮防灭火技术已在我国煤矿迅速推广应用。除部分煤矿用深冷固定制氮机组和管输下井注氮系统外，有些矿井开始装备近年来新研制的地面移动式碳分子筛变压吸附制氮机组（BXND－500型、KYZD－800型）、井下移动变压吸附制氮机组（JXZD－400

4、)、膜分离制氮机组（KMDS－600型）等。由束管监测系统连续监测测定，确定采空区氧化、自燃、窒息三带宽度后，用埋管或打钻向采空区自燃带连续注氮，惰化自燃带，达到防火的目的。在扑灭巷道火灾中，建临时密闭后，向封闭区注氮气，使火区气体氧浓度降至10%以下可灭明火，降至1％－2%可快速灭火，燃烧深度大的火源，注氮量应达到火区体积的2－3倍。   1.1.2阻燃物质防灭火技术   阻燃物质防灭火技术主要是指将一些阻燃物质送入拟处理区，从而达到防灭火目的。除已作为常规防灭火措施使用的黄泥浆外，近年来发展起来的有粉煤灰、页岩泥浆、选煤厂尾矿浆、阻化剂和阻化泥浆等，已经得到较

5、广泛的应用。   1.1.3堵漏风防灭火技术   工作面推过后，及时封闭和采空区相连通的巷道、无煤柱工作面顺槽巷旁充填隔离带、隔离煤柱裂隙注浆堵漏风等均属于堵漏风防灭火。我国近年研究了双料型高水速凝充填料和液压快速注浆设备，并进行了无煤柱工作面顺槽巷旁充填隔离带的试验，已获成功。还研制了KBJ一100/5,KBJ一50/3型速凝粉煤灰浆设备和注浆工艺，灰浆输送距离达800m，用于构筑永久密闭、煤壁裂隙、巷道高冒区灌注、胶结等作业。该设备和材料还可用于快速构筑密闭。   1.1.4灾变时期风流稳定、控制及救灾指挥技术   我国研究火灾时期风流稳定性和风流控制还处于建

6、立物理数学模式进行通风网路解算和灾变风流模拟的阶段，未达到实用化阶段。近年来还开展了救灾专家系统的研究，试图将众多防灭火专家的技术经验，经计算机软件形成人工智能，组成救灾专家决策系统，以便在各火灾发生时快速选择救灾方案，避免人为因素的片面性。由于该研究的工作量大、难度大，还没有正规产品间世。自动防火监控风门、自控防火水幕也是开发研究的内容，已达实用化阶段。   1.2火灾的预测预报技术   1.2.1煤自然发火危险性的判定   20世纪80年代前，煤自然发火危险性的判定沿用前苏联的着火温度法鉴定煤自然发火倾向，其结果和开采后证实的情况基本相符，但对于高硫煤差异较大

7、。   近年来，研究色谱动态吸氧法测定吸氧量和吸氧速度，判定自然发火倾向，并研制了ZRJ－1型色谱自燃性测定仪，在煤矿已推广使用。   在研究煤的自然发火期及其影响因素中，近年来采用了2种技术途径：一是用煤堆实验装置在模拟条件下测定并解算发火期；二是测定煤的吸氧速度、氧化反应速度，以热传导及热平衡原理推算最短自然发火期，并结合地质、开采、通风等影响因素的修正系数确定煤的发火期。   1.2.2自然发火预测预报   (1)预测预报指标   过去矿井火灾预测预报指标主要采用CO，但最新研究表明CO已不是在任何情况下都可作为惟一的和最灵敏可靠的判别煤自燃火灾的指标。最新

8、的研究结果