我国煤矿火灾防治现状及发展对策

母朝峰

内蒙能源长城五矿 内蒙古鄂尔多斯 016299

摘 要:介绍一些我国近几年研究和开发成功的、适用于我国国情的可靠而经济的火灾防治技术与手段,同时给予适当的评价，供有关矿井选择参考，并正确地予以应用。

关键词：煤矿火灾；治理；研究

1 概述

伴随着当前我国经济文化水平的不断提高，人们对自身安全的重视程度逐渐提高，因为事故的发生必然伴随着人身财产的损失和经济的损害，特别是煤矿安全生产的安全事故管理受多种因素的影响，针对于当前我国矿井防治技术发展缓慢的现状，当前我国的煤矿火灾组织管理面临着严峻而艰巨的考验，只有不断总结火灾事故发生的原因和对事故的统计分析，才能针对性制定出合理可行的火灾防治措施和对策，及时消除和避免不良情绪的蔓延，对传统的救灾措施的防治具有良好的指导意义。

2 我国煤矿火灾防治现状

当前引发矿井内火灾的原因包括内因和外因两个方面，针对火灾发生的内因而言，燃烧主要是矿井内的煤层在通风条件下发生的物化反映，当聚积较多的热量时，引发煤矿内煤层的燃烧火灾，针对最新的研究理论，对于自燃机理的研究主要是从煤炭分子结构和活化能的研究，结合热分析技术和煤分子结构模型进行的研究，一般而言，矿井内火灾发生在煤柱和采空区，点源隐蔽且过程不易觉察。引发煤矿火灾的外因主要是对火源的探查，电气、摩擦产生的火花、火药爆炸、明火、液压联轴器喷油着火都是极易引发煤矿火灾的外因，据不完全统计，国内重大恶性煤矿火灾事故中，由外引火灾引发的事故能占到九成，因此必须足够重视和加强对煤矿火灾内外因的综合防治，才能有效避免矿井火灾的发生。煤矿矿井火灾发生会产生大量的有害气体，一氧化碳、二氧化硫和高温烟气都会严重威胁人身生命安全，除此之外，火灾会造成煤尘和瓦斯的爆炸，若处理不当极易诱发大规模的爆炸事故和人员伤亡。火灾发生会产生高温烟气流，造成巷道内的风压加大，致使风流方向逆转和引发受灾范围的扩大，最后，火灾致使煤矿井内的挥发性气体释放与新鲜空气交会燃烧，最终引起更大规模的煤炭烧毁和机械损失。

我国当前的矿井火灾的防治主要是结合矿井的实际特点，一般采用多种措施并举，对火灾惰化技术的研究包括将惰性气体和泡沫、三相泡沫注入矿井空间阻止火灾发生和葛延。对新型材料的研制和开发，造就了大量的与煤体氧化结构发生反应的材料，极大降低了火灾的发生程度。另外，吸热降温技术主要是依靠注水灌浆和利用液态的二氧化碳和液氛，采取隔绝火灾发生的环境因素，特别是对温度因素的控制和防护，能够起到很好地隔绝效果，另一方面，除了温度控制，环境空气的控制是避免火灾发生蔓延的另一个方面，采用泡沫喷涂和水泥喷涂甚至采用纳米材料的涂抹技术，都可以减少闭区的均压和减少封闭区域的漏风，起到降低自燃危险程度的效果。最后，注水防火是煤矿早期防火应用的方法技术，它成本较低且使用简单方便，但是相应反应会容易引发蒸汽爆炸等事故，因此，正逐渐被阳燃剂防火技术取代。胶体防火技术是新型的灭火技术，它是一种粘塑性的化合物，由主剂和促凝剂混合形成凝胶，凝固期可以根据需要调整，胶体成胶后强度和耐高温性大增，但是对运输和环境的要求较为苛刻，因此需要妥善保管和保护。

3 我国煤矿火灾防治重点对策研究

(1)凝胶灭火技术。凝胶捏或是70年代研制出的灭火技术，它主要是将化工材料混合后采用高压压入巷道的煤体发火部位，在化学物质的快速发生反应中，在着火部位形成一定的凝胶和冻胶，有效填充煤层的缝隙和通过胶体的吸热反应，隔绝漏风并起到阻化火灾的效果，凝胶灭火是处理巷道顶板和底板、两帮、撤面区间和高温区域火灾的有效手段。当前国内应用较广的凝胶灭火方法是井下轻便一定和大流量注浆灭火工艺，该技术使用方便灵活、能很好地处理局部和高温的火灾区，大流量的注浆对井下运输的影响较小，避免井下运输的压力，起到很好地灭火功能。

(2)惰性气体灭火技术。惰性气体的煤矿防火技术使用较久，最早应用于上世纪50年代，它是将惰性气体送入自燃区，起到很好地抑制和灭火的效果，在火灾区域通过惰性气体的注入，将周围的氧浓度降低到7%以下，阻止煤层的复燃。惰性气体在处理煤矿的井下大规模火灾事故时效果显著，对保障火灾安全生产起到良好的促进作用，惰性气体的扩散能力较强、安全可靠性突出、在现实使用中具有较大的使用价值，但是，涉及到复杂地质状况的不明高位火源点，应用效果受到限制且惰性气体会随漏风扩散，对人员滞留区域会造成一定的影响，因此，需要妥善处理泄漏事故。

(3)泡沫灭火技术。泡沫灭火技术是提高矿井灭火效果的重要技术，它兴起于90年代，主要是利用惰性气体为气源，由于化学惰性泡沫灭火是多种化学固态粉末，一旦火灾发生，采用钻孔压注技术将溶液注入发火区域，在采空区形成惰性气泡的封闭区域，有效阻止和实现空间的大面积冷却，既能有效灭火，又可以有效抑制采空区的煤层复燃，与多种灭火措施结合使用，包括后期研发的三相泡沫灭火技术，是集合了固、液、气的优势，大大增加了灭火的效率。泡沫灭火一般存贮在灭火容器中，灵活方便且流动性较强，在火灾初期就能很好防控，不利之处是泡沫灭火的严格密闭性对高温区的热量带走较小，后期煤层复燃的可能较大。

4煤层开采时期防火与灭火技术的进步与发展

煤矿火灾防治中的另一个重要方面，是煤层开采时期的火灾防治。此问题的复杂性在于，采煤方法多种多样，煤层的赋存状态也十分复杂，很难使用一种单一的方法去防治所有采煤方法下的各类地质条件的火灾，必须根据具体的情况选用适当的防治措施。

1)在监测预警方面，研制基于光谱技术的煤矿自燃火灾监测预警系统，研发基于物联网的MEMS煤矿带式输送系统、电缆、机电碉室高温异常点信息感知成套装备，建立基于全矿井大数据分析的内外因火灾危险综合评价方法及配套管理平台，实现长距离在线实时监测预警。

2)在火灾治理方面，研制基于红外遥感、磁法、电法的隐蔽火区多元信息探测技术与装备；研制开发新型气溶胶、无机泡沫阻化剂、微生物等防灭火材料及其专用装备；研制松散煤岩体大孔径灭火钻进装备；开发浅埋藏近距离复合煤层堵漏控风与惰化降温关键技术与装备、煤田火区高温大热容煤岩体的快速降温灭火技术及装备。

3)在应急救援方面，开发便携式煤矿漏风分析仪、煤矿灾害气体分析仪、便携式爆炸三角形分析仪等小型仪表，实现井下原位检测、就地分析功能；研制瓦斯抑爆材料与装备，实现火灾灾变环境爆炸危险性准确侦检与快速防护。

结束语

针对目前煤矿火灾防治技术现状及存在问题，煤矿火灾防治应坚持以基础理论研究为先导，以关键技术研究及装备研发为重点，以推广应用为目的，以法规标准升级为保障，从优化采掘布局、开采技术、通风系统等基础影响因素入手，完善各项装备，不断创新提高防灭火技术的有效性、适应性和经济性，指导煤层自燃与外因火灾防治，实现隐蔽火源的精确定位，最终实现一体化火灾预警技术的突破。

参考文献

[1] 段西凯.基于正逆双向模拟的采空区隐蔽火源探测技术[J].煤矿安全，2014，45(10)：51-54.

[2] 许延辉，金永飞，李海涛，等.浅埋深煤层近距离采空区隐蔽火源探测及控制技术[J].煤矿安全，2014，45(9):144-147.