摘要:随着经济的发展,我国的煤矿工程建设的发展也有了进展。煤矿火灾给公司和员工带来巨大的危害,所以了解煤矿火灾的起因是非常有必要的。在煤矿采掘过程中,造成火灾事故的原因包括煤炭自燃、人为引燃、电路系统火花放电等,其中,煤炭自燃灾害发生的频率最多。煤炭自燃给井下作业人员带来生命安全危害,给公司带来极大的财产损失,并增加了煤矿开采的难度和预防成本。由于煤炭自燃成为主要的煤矿火灾安全问题,相关技术人员与煤矿开采施工人员对其进行了重点关注,在现场及时进行火灾处理,并纷纷开展研究并采取措施,来预防火灾的发生,保证井下作业人员的生命安全。在众多的防火技术中阻化防火技术应用最为广泛,且使用效果较好。阻化防火技术是20世纪中后期被研制出来的一项技术,随着煤炭采掘不断增加,阻化防火技术应用越来越广泛,且由于其只需要喷洒于煤矿的表面,阻化剂将会以乳状物的形态覆盖煤层的表面,防止煤体的自燃。只需要将一种特殊的乳化剂喷洒在煤层表面,就可以实现煤炭自燃的防治,操作简单。本文介绍了阻化防火技术的基本原理,并探究了阻化剂在煤矿中应用的发展情况。接着研究了传统煤矿防火技术与阻化剂喷洒技术,最后重点研究了气雾阻化剂防火技术及在煤炭防火中的应用。
关键词:阻化防火技术;煤矿;运用研究
引言
我国煤矿总体的瓦斯浓度较高,火灾事故发生相对频繁,根据相关统计数字表明,国内容易出现自燃的煤矿所占的比例超过了50%,在所有的已经发生的火灾事故中,由于自燃原因导致的火灾超过了90%,同时,火灾的存在,也可能引发煤尘爆炸、瓦斯爆炸等事故。因为煤矿火灾的出现,导致煤矿大量的优质煤损失,例如,在我国的新疆地区,由于火灾导致的煤炭资源损失量每年接近1000万吨,而通过将阻化防火技术应用到煤矿中,对于提升防火效果有着非常重要的作用。因此,对阻化防火技术在煤矿中的运用进行分析有着较为重要的意义。
1阻化防火技术的原理
阻化剂有着防火的作用,加工制作阻化剂能够使乳浊液体形成,且在矿体表面喷射,要么是在煤矿采空区添加,如此一来,乳化物状的阻化剂能够形成,且在煤体表面覆盖,以及阻化剂可以吸收水分,空气当中的水分被其有效吸收之后,含水液膜逐步地形成,在煤层附着,一是可以使氧气阻断,二是可以防范火灾,最终对煤层的自然问题进行集中化控制。并且,阻化剂还可以跟煤矿分子当中的活性物进行吸附,如此一来,活化之后的活性物质的活化分子之间的彼此碰撞得以控制,这确保了活化分子的独立性,从而确保整体煤层的可靠性,最终使出现自燃情况的概率降低。基于不断发展的现代化工业技术影响之下,有机防火技术获得迅速发展,会应用于高分子的有机防火材料,这种物质的特点是附着性好、亲水性高、质地细腻等,在煤层中应用这种类型的防火材料,一是可以保证在煤层完全地附着,进而建构一种精密、紧致、牢固的密封层;二是高分子阻化剂的应用时间较长,不容易失去效果,可以很长时间地体现阻化防火的功能,从而实现理想的防火目标。
2阻化防火技术在煤矿中的运用
2.1阻化防火剂喷洒技术
阻化剂的喷洒过程是保证阻化剂起到作用的重要保证。通常来说,阻化剂喷洒的过程为:将阻化液存放在一个较大的存储池中,在加压水泵的作用下,阻化液被提取出来,阻化液经过输液管道,从存储池传输到喷头处,由于喷头具有多孔的结构,具有喷洒作用,可以将阻化液朝着多个方向进行全方位的喷射与喷洒。在这个过程中,喷洒的效果和水泵的压力、喷头形状、网孔结构有较大的关系。阻化剂能够产生最佳的防火效果和阻化剂的调配具有重要的关系,阻化剂调配浓度过高容易造成输液管道的黏度增加,传输出现变慢的现象,而阻化剂的浓度过低将不足以与煤层表面发生紧密黏合,导致部分煤层并没有被覆盖到,所以,阻化剂的浓度应按照一定的标准值设定。阻化液的存储池需要设置在具有良好通风的通道内,由于阻化液也属于液体,长期不流畅将会造成阻化剂的沉淀与凝固。
根据实际生产,阻化液的存储池通常放置在一个具有活动性的平板车上,从而保证阻化液具有规律的流通性。在煤矿的采掘过程中,阻化液在液压支架内进行逐步移动,这个过程可以保证阻化液的绝对均匀,均匀处理后的阻化液方可对煤矿的采空区进行全面的喷洒。
2.2阻化防火技术在巷道掘进期间的具体应用
在巷道掘进期间,特别是在煤层中掘进时,需对掘进工作面周边的煤壁及时进行阻化剂的喷洒,在具体喷洒时,应坚持多次少量喷洒原则,阻化剂通常情况下选择使用氯化镁,根据大量的巷道掘进期间阻化防火技术应用实践来看,阻化剂溶液的浓度应控制在20%左右为最佳,每平方米喷洒的量应控制在5kg到8kg,对于在巷道掘进过程中,有自然隐患的煤柱,可选择使用钻孔压注阻化剂的方式进行预防处理。在具体操作的过程中,应对有隐患的煤柱打设钻孔,阻化剂通过打设的钻孔进入到煤体内部,根据阻化防火技术实际应用情况,在巷道掘进的过程中,为了取得较好的防火效果,若巷道顶板的破碎深度在500mm到1000mm之间,通常情况下,可沿着巷道走向,在巷道顶板的位置每间隔3000mm打设间距在1000mm左右的钻孔,且钻孔与巷道中心线的之间的夹角在35°左右,这些钻孔可以用来对煤体温度进行测量,若出现了温度超过了标准值的情况,则及时使用阻化剂。如果煤体破碎的深度大于1000mm,则需要在钻孔中预先注入阻化剂,主要的作用是降温和增湿。若巷道整体的破碎非常严重,包含的裂隙也非常大,则需要通过注浆的方式对煤体裂缝进行充填,在将裂缝封闭较好后,再使用阻化剂,取得较好的防火效果。
2.3阻化防火技术在煤矿支架安装期间具体应用
从煤矿生产实践来看,在煤矿支架安装的过程中,也较易出现火灾。因此,需将阻化防火技术应用到煤矿支架安装过程中。在具体实施时,可以在煤矿支架的顶梁架喷洒阻化剂,也可以将化学凝胶注入到其中,实现对漏风位置的有效封闭,也可以达到二次湿润的效果。在将阻化剂压入的过程中,可选择使用利用人工直接向巷顶破碎煤体中插入15mm接杆水枪头进行压注阻化剂。每节水枪头长度1~2m,第1根的前端加工成“尖”形,后端车丝,其余只在两端车丝,插入水枪头时,必须供水,以防枪头被破碎煤体堵塞。同时,如果在施工的过程中,枪头不能较好的插入到其中,则可选择使用煤电钻的方式进行钻孔,同时需连接相关的管路,将阻化剂注入到其中。此外,在具体操作时,可对开切眼、掩护梁与顶板之间的三角悬空地带充分应用,对支架掩护梁顶部和开切眼靠采空区侧的破碎煤体人工插入枪头洒水,如果出现了总体温度较高的情况,则可选择使用将洒水量增加的方式来进行降温。
结语
煤矿行业属于高危险性行业,存在较大的安全隐患,需要加强安全技术的应用和施工管理,尤其是针对煤炭自燃与防治技术,需要加强现场管理,对施工环境定期测量与检测。煤矿采掘单位应确保安全性第一的原则,加强防火技术应用管理,最后在追求经济效益。科研院所以及煤矿管理部门应开展煤矿安全研究,研发煤矿火灾安全预警新技术,提高火灾的提前预警与提前防治,保证现场施工安全。
参考文献
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