我國56%的礦井開采的是易自燃煤層,礦井火災(zāi)是一大突出災(zāi)害。百萬噸發(fā)火率近年雖有所下降,但仍高居不下,與世界幾個主要產(chǎn)煤國家相比,差距還很大。尤其是近幾年,重大火災(zāi)事故還時有發(fā)生,給煤炭企業(yè)帶來難以估量的負(fù)面影響,特別是有損于煤炭行業(yè)的社會形象,也嚴(yán)重制約著煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此,火災(zāi)防治工作依然是煤炭企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的一項常抓不懈、重要而艱巨的任務(wù)。
1 礦井火災(zāi)分類
1.1 外因火災(zāi)
外因火災(zāi)是指由外來熱源,如放炮、瓦斯煤塵爆炸、機(jī)電設(shè)備不良、機(jī)械磨擦、電流短路、焊接火花等原因造成的火災(zāi),同時也包括內(nèi)因火災(zāi)處理不當(dāng)而誘發(fā)的外因火災(zāi)。礦井外因火災(zāi)具有突發(fā)和嚴(yán)重的災(zāi)難性。例如福建省陸家地煤礦曾經(jīng)發(fā)生一起明火火災(zāi),由于無法進(jìn)行反風(fēng)造成了死亡28 人的嚴(yán)重性事故。由于外因火災(zāi)的主要可燃物有木材、膠帶、電纜、油料等,故對井下可燃材料燃燒特性的認(rèn)識,對我們分析火源、控制火情、減少損失有著積極的作用。許多專家和學(xué)者做了大量的燃燒實驗,測試得到了各種材料的基本燃燒性質(zhì)及火災(zāi)過程中各種因素的相互影響等寶貴的數(shù)據(jù),豐富了人們對礦
井火災(zāi)燃燒特性的認(rèn)識。
1.2 內(nèi)因(自燃)火災(zāi)
自燃火災(zāi)是指煤炭自身的吸氧、氧化、發(fā)熱、熱量逐漸積聚達(dá)到著火溫度而形成火災(zāi)??v觀我省煤礦有不少礦井的煤層有自然傾向性,如蘇邦煤礦今年年初發(fā)生自燃火災(zāi)及一些小煤窯的自燃火災(zāi)屢有發(fā)生等現(xiàn)象也說明了這點(diǎn)。煤炭并不是一暴露于空氣中就自燃著火的,一般需要經(jīng)過潛伏期、自熱期和自燃期三個階段。
?。?)低溫氧化階段
特征:煤的重量略有增加,增加的重量等于吸附氧的重量,煤的化學(xué)性質(zhì)變得活潑,煤的著火溫度降低。
?。?)自熱階段
特征:煤溫升高;流經(jīng)火源后的空氣氧含量減少;空氣濕度增大,形成霧氣,在支架及巷道壁上凝有水珠;空氣中CO、CO2 含量顯著增加。
(3)自燃階段
產(chǎn)生大量的C 和碳?xì)浠衔?;空氣和煤巖溫度顯著升高;火源出現(xiàn)火焰;巷道中出現(xiàn)煙霧及特殊的火災(zāi)氣味。
2 礦井火災(zāi)預(yù)測預(yù)報技術(shù)
煤的自燃傾向性鑒定技術(shù)在80 年代中期前, 應(yīng)用的是照搬蘇聯(lián)的煤著火溫度降低值法。盡管發(fā)現(xiàn)它存在著不少缺點(diǎn),但由于缺乏自己的技術(shù)和手段,仍然不能予以割舍,沿用了幾
十年。進(jìn)入80 年代中期,隨著新技術(shù)的發(fā)展,我國才開始開發(fā)研制以現(xiàn)代色譜為基礎(chǔ)的新一代煤的自燃傾向性鑒定技術(shù)和手段?,F(xiàn)已開發(fā)出被納入法規(guī)的色譜吸氧鑒定法及其配套儀器ZPJ-1 型煤的自燃性測定儀,業(yè)已投入實際應(yīng)用,使我國在這方面的技術(shù)和手段步入國際先進(jìn)行列。色譜吸氧鑒定法,就是應(yīng)用現(xiàn)代氣相色譜技術(shù)與手段, 檢測煤低溫下吸氧的能力(氧量、速度),作為判別煤的自燃傾向性程度。它的特點(diǎn)是使用了現(xiàn)代色譜技術(shù),測定和計算都由色譜儀及其附件完成,人員不接觸有害物質(zhì)。該方法已納入《煤礦安全規(guī)程》(1992 年版)作為法定方法執(zhí)行。它簡單易學(xué),操作簡便,且無害健康。
3 礦井火災(zāi)防治技術(shù)
我國煤礦火災(zāi)防治技術(shù)措施,總體上說,有如下幾類。
3.1 均壓防滅火技術(shù)
均壓防滅火技術(shù)一般對工作面及掘進(jìn)面初期發(fā)現(xiàn)的高溫預(yù)兆點(diǎn)有較好地效果。它是采用通風(fēng)的方法減少自燃危險區(qū)域漏風(fēng)通道兩端的壓差,使漏風(fēng)量趨于零,從而斷絕供氧源,起
到防滅火作用。
3.2 阻化劑防滅火技術(shù)
煤炭自然發(fā)火是由于煤與空氣中的氧氣相互作用的結(jié)果,在漏風(fēng)不可避免的情況下, 在煤的表面噴灑上一層隔氧膜,阻止或延緩煤的氧化進(jìn)程。阻化劑主要是鹵化物與水溶液能浸
入到煤體的裂隙中,并蓋在煤的外部表面,把煤的外部表面封閉,隔絕氧氣。同時,鹵化物是一種吸水能力很強(qiáng)的物質(zhì),它吸收大量水份復(fù)蓋在煤的表面,也減少了氧與煤接觸的機(jī)會,延長煤的自然發(fā)火期。
3.3 阻化汽霧防滅火技術(shù)
汽霧阻化防滅火其實質(zhì)就是將受到一定壓力的阻化溶液通過霧化轉(zhuǎn)化成為阻化劑汽霧。汽霧發(fā)生器噴射出的微小霧??梢砸缆╋L(fēng)風(fēng)流為載體飄移到采空區(qū)內(nèi),從而提高采空區(qū)防火效果。