兖矿综合机械化放顶煤工作面煤层自然发火防治技术.docx

兖矿综合机械化放顶煤工作面煤层自然发火防治技兖矿综合机械化放顶煤工作面煤层自然发火防治技术术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，而特厚煤层开采自然发火更为严重。近年来，随着我国特厚煤层综采放顶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 1.01.6 万 t，日产值达 200 多万元，工作面设备投资在 40005000 万元，年产 500 万 t 的矿井基本上可实现一矿一面，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%以上的综采放顶煤工作面存在着自然发火危险，严重威胁着矿井的安全生产。因此，防灭火技术的研究工作也是综放工作面安全生产的关键之一。1 1、我国煤层自然发火防治技术概况、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，8090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。1.1.1 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 DQ150、DQ1000 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 BGP200 型高倍发泡机以及YZWP180 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（BXND500 型、KYZD800 型）、井下移动变压吸附制氮机组（JXZD400)、膜分离制氮机组（KMDS600 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 12%可快速灭火，燃烧深度大的火源，注氮量应达到火区体积的 23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。