煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势

田勇

准格尔旗宏丰煤炭运销有限责任公司，内蒙 010406

摘要：煤炭是我国的重要能源之一，但是在煤炭开采的过程中，很容易出现煤炭自燃的严重灾害。煤炭在开采过程中的自燃现象不仅会烧毁大量的煤炭资源，还容易引发爆炸等重大安全事故，为煤矿开采企业造成巨大的经济损失，以及人员伤亡。为了能够不断的提高煤矿企业对于煤炭自燃事故的防控水平，使我国煤炭资源能够更加安全稳定的开采，本文深入的分析了煤自燃理论目前发展的现状，并且总结了煤自燃防控的主要方式和技术，通过各种标准的信息化方式来辨别火源，将防控的技术和水平不断提高，希望为日后煤炭开采过程中控制煤自燃灾害提供参考意见。

关键词：煤自燃火灾；防治技术；发展趋势

1煤炭自燃火灾防控技术以及特点

1.1堵漏控氧技术

堵漏控氧灭火技术是目前防治煤炭火灾的重要技术手段，在煤炭火灾中有广泛的应用范围。传统的堵漏控氧技术主要是应用水泥喷浆技术，但是目前已经有新型的发泡水泥填充防火技术被研究出来，这种技术的主要作用就是对于煤炭开采过程中的通风口进行封堵工作，从根源上防止外界对矿道内的煤炭资源提供氧气。发泡水泥主要是运用了普通的硅酸盐水泥和发泡剂等等为辅助材料，通过一定比例进行搅拌而形成的灭火材料。这种发泡水泥在使用的过程中流动性较强，并且具有良好的渗透性，适合作用在松散的煤炭结构中，能够有效地对煤炭结构之间的空隙进行填补。发泡水泥材料中富含丰富的水分，在流动性较强的同时，还能够有效地降低煤炭资源表面的温度，在作用一段时间后，发泡水泥内部的水分就会蒸发，然后形成比较稳定的体结构，但是在使用的过程中，还是存在一定的弊端，目前发泡水泥的抗压能力以及稳定性还不是很充足，并且发泡膨胀的体积范围有限，能够持续的周期也较短。

1.2移热降温技术

传统的移热降温技术中，主要包括了向坑道内部注射惰性泡沫气体等等，在研究的新阶段，新型的移热降温技术主要是通过热管移热降温来达到减少煤炭资源内部热量的作用，通过减少煤炭资源内部自燃所产生的热量，有效的控制火情的蔓延。热管移热技术主要是将热管应用在置换煤炭结构内部的热量，从而降低整个煤炭结构的温度，这种方式能够在发生火灾时有效的防止自燃火灾进行蔓延，并且还能够在一定程度上抑制火区的复燃状况。但是热管移热技术在使用的过程中，需要的热管数量较多，并且由于煤矿矿井本身地质条件较为复杂。因此，在使用的过程中，也会受到多种外界因素的限制，再加上热管本身使用成本较高，在实行的过程中降温需要的时间也较长，因此，必须要通过进一步的研究来不断完善，才能够应用于煤炭火灾自燃的防控技术中^[1]。

1.3降温控氧技术

降温控氧技术主要是向坑道内部注射液态的二氧化碳或是泡沫凝胶等等材料，这种技术的主要目的就是通过不断降低煤炭结构内部的温度，有效的稀释火灾区域的氧气浓度，通过将煤炭结构内部所储存的热量置换出来，从而达到灭火的效果。

注液态二氧化碳技术。这种技术主要是利用相变吸热的原理来降低火灾区域内部的温度，液态的二氧化碳可以有效的稀释火灾区域内部的氧气浓度，与此同时，还可以利用液氮泡沫及时地对煤炭结构内部发生的自燃火灾进行有效的控制，同时还能够抑制火灾的复燃。但是液态的二氧化碳在使用的过程中未能够降低煤炭结构内部的温度，就必须要使用到大量的原材料，并且在现场使用的过程中，对于火灾区域内部的密封性要求比较严格，因此，这种技术更加适用于局部降温灭火。

胶体防灭火技术。这项灭火技术主要是利用了多种材料，通过一定的比例来调配出适用于不同火灾燃烧热度以及自燃区域燃烧的特性所应用的胶体凝胶。灭火胶体凝胶的状态主要承办流动的膏体，这种凝胶能够将煤炭结构之间的空隙有效的进行填充，然后起到隔离热量传导的作用，同时还可以封堵煤炭结构之间的空隙，从而达到杜绝氧气供给的效果，这种方式能够快速的扑灭火灾，并且还不易发生复燃状况。当煤炭结构内部发生自燃火灾时，就会散发出大量的热量，这使半流动的胶体逐步蒸发，然后对火区内部的热量进行有效的置换，从而达到降低火区内部温度的效果，进而能够缓解其他煤炭结构的自燃速度^[2]。

1.4微观阻化技术

微观阻化技术，其中包括了热控阻化技术和离子液阻化技术等等，这种技术的主要作用方式就是通过切断煤炭结构与氧气接触所形成的化学键，从而降低煤炭自燃发生的可能性，从微观的角度上来，控制煤炭的自燃火灾。热控阻化剂技术主要是通过向煤炭结构的表面喷洒氯化镁，氯化钙等等化学剂来让煤炭结构的表面形成一层阻化膜，从而切断煤炭表面结构与氧气的接触可能性，这种技术在煤炭自燃过程中可以产生大量的水蒸气，然后置换煤炭自燃结构内部的热量从而降低整个煤炭结构内部的温度。但是热控阻化技术只有在阻化膜全面将煤炭结构进行包裹时，才能够发挥出其最佳理想的效果，但是在实际操作的过程中，我们很难做到将阻化剂完全覆盖在煤炭结构的表面上，并且很多阻化剂对一些施工设备都具有一定的腐蚀性，在使用过程中还会散发出一些有害气体，影响到施工人员的身体健康

^[3]。

2发展趋势

经过多年的发展，我国的煤炭矿井自燃火灾防治的技术也在不断的进步，虽然我们已经获得了突破性的进展，但是煤炭自燃的原理还需要进行进一步的研究，在研究的过程中，面对较为复杂的矿道内部工作环境，我们不能够盲目的采用火灾治理的手段。因此，在研究的过程中，必须要通过以下几个方面进行更加深入的探讨。

2.1煤自燃阶段的精细划分

煤自燃的进程，并没有一定的规律，并且具有突发性的特征，因此，在煤炭自燃火灾的防治过程中，煤炭自燃的特点与在现场所分析的实际数据之间具有很大的联系性，但是仅仅通过对于现场数据的判断，很难准确测算出煤炭自燃的进程。因此必须要精细化的划分煤炭自燃的阶段，对于煤炭自燃的严重程度，采用更加科学合理的防治技术^[4]。

2.2煤自燃的动态监测与智能预警

随着现代化科学技术的不断发展，我们可以利用相应的自动化设备以及智能监测系统应用，在煤炭自燃灾害的防治过程中。我们可以利用现代化的信息技术，通过大数据分析等多种手段，对于煤炭自燃的严重程度进行有效的评估，并且还能够准确地采集煤炭现场的数据，包括含氧量和风速等相关的参数，这样就可以实现动态的跟踪，并且还能够对煤炭自燃火灾的现场进行可视化的监控，不断煤炭自燃火灾的智能监测^[5]。

结语：

综上所述，通过对煤炭自燃的理论进行研究，我国的煤炭自燃火灾防治技术也得到了进一步的发展，目前我国已经研究出多种煤炭自燃火灾防治的技术，但是在实际使用的过程中，我们必须要根据火灾发生的实际特点，对于火源进行精准的定位，然后采用相应的火灾防治手段，同时还可以利用多种防治手段相结合的方式，能够更好地控制煤炭自燃火情的蔓延，不断促进我国煤炭行业的可持续发展。

参考文献：

[1]卢瑞翔,苏贺涛,康宁,石景冬.基于专家决策支持的煤自燃火灾防控系统设计[J].武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2020,4205:403-408.

[2]田臣,李斌.基于物联网的煤自燃监测预警与火灾防治技术[J].内蒙古煤炭经济,2020,11:108-109.

[3]郭军,蔡国斌,金彦,郑学召.煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势[J].煤矿安全,2020,5111:180-184.