矿井火灾防治技术

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矿井火灾防治技术范文第1篇

[关键词]煤矿安全；光纤光栅；光纤光栅传感器；应用

中图分类号：TD791-4；G426 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0301-01

0 引言

我国是世界第一产煤大国，然而每年因煤与瓦斯突出、冲击地压、冒顶、水灾等矿井灾害造成了大量的生命与财产损失。为解决煤矿安全生产中的问题，我国已将传统的传感技术应用于煤矿生产，在一定程度上实现了煤岩动力的灾害、矿井水灾、火灾以及瓦斯气体等的检测。随着煤炭资源的深部开采，矿井环境的日益复杂，传统的传感器由于温度、湿度、风速等环境因素的影响，稳定性和准确度受到严峻挑战。同时，传统传感器的测量精度低、易腐蚀等特点，为有效监测带来了巨大压力。

20世纪70年代末，光纤传感技术进入研究阶段。光纤光栅是光纤传感技术发展的最新成果，它性能优良是一种反射滤波无源敏感元件，能够通过波长的移动来感应外界微小应力、应变变化而实现对结构在线测量。光纤光栅传感器具有不怕恶劣环境、抗电磁干扰、易于传输、测量精确和准分布式测量等优点。同时，光纤传感器也非常适用于煤矿井下单点或多点多参数检测，是煤矿安全监控的理想选择。

1 光纤光栅的传感原理

利用光纤材料的光敏性，光纤光栅中心波长的变化量与应变、温度等物理变化量成线性关系。根据这样的特性，可将光纤光栅制作成应变、温度、压力、加速度、位移等多种传感器，并与光纤传感技术相结合，形成基于现代传感技术的实时在线监测系统。光栅光纤的结构原理；当一宽谱光源射入光纤，经过光纤光栅会有波长为满足波长反射条件的光返回，而其余波长的光波仍然照常传播。只要测出光纤波长的变化，就可以得到外界的应变或温度扰动；而采用一些特殊的方法，用同一个光栅传感器，还可以同时测出应变与温度扰动。监测时，光栅传感器的最大优势是它可以实现应力与温度的准分布式测量，也就是将具有不同栅距的光纤光栅间隔地制作在同一根光纤上，宽带光源从一端入射，由于光纤反射光的光谱只占入射光光谱中很小的一部分，调整各光栅的栅距，使它们的具有不同的，且其光纤光谱互不重叠，就可以用同一根光纤复用多个光栅传感器，实现对待测结构定点的分布式的测量。由于该复用系统中每一个光栅传感器的位置与都是确定的，分别对它们的波长移动量进行检测，就可以准确地对各光栅传感器所在处的扰动信息进行监测。综合所有光栅传感器采集的信息，还可以得到沿光纤轴向的应变场或温度场的分布状态。

2 光纤传感器在煤矿安全监测中的应用

顶板冒落、瓦斯爆炸、矿井突水、矿井火灾、煤尘积聚，还有伴随着深部开采而来的煤与瓦斯突出、冲击地压合称为矿井六大灾害。其中冒顶、煤与瓦斯突出、冲击地压可以统称为矿井动力灾害。通过光纤传感器对煤岩移、支护体应力、温度、瓦斯浓度等相关物理量变化情况的监测，指导矿井灾害的防治。

2.1 矿井动力灾害的防治

煤岩动力灾害是煤岩在外界高应力作用下短时间内发生的一种具有动力效应和灾害后果的现象，其孕育、形成、发生始终与煤岩体应力应变状态及能量积聚释放密切相关。掌握煤岩应力―应变规律，通过实时监测煤岩应力应变状态，可以有效对矿井动力灾害进行预警。近二十年来，锚杆支护被大力推广，已经成为矿山巷道的主要支护形式。锚杆的受力状况反映了矿井巷道整体的力学状态，对矿井动力灾害的防治具有指导意义。西安科技大学柴静等人将光纤传感器运用到锚杆应力应变实时测量中，通过和电阻应变片测量值的比较，体现出了光纤传感器灵敏度、分辨率高，抗干扰能力强，稳定性好的优势。

2.2 矿井水灾的防治

矿井水害是影响和制约我国煤炭生产及煤炭产量的几大障碍之一，随着矿井开采不断向深部延伸，突水的危险性越来越大。渗水或涌水现象在矿井建设和生产过程中常常发生，当水量超过矿井正常排水能力时，矿井采场巷道可能会被淹，造成矿井水灾。导致采矿设备、设施被淹，生产中断，人员伤亡等事故。地表水和地下水是矿井水灾事故的主要水源。因此，可将光纤传感器布置在煤层与含水层之间的关键位置，可实现对隔水层中应力场变化、应变场变化、水压力场变化和水温度场变化的监测和动态分析，从而超前预测矿井水害危险性采取相应的防治措施，保证矿井生产的安全性和连续性。采用光纤传感技术可以克服常规监测方法的抗干扰性差、怕水、易受电磁影响、易受环境影响等缺点，此外，利用光纤光栅可以实现实时监测。根据光栅传感技术，研制出的光纤光栅位移、应力、渗压和温度传感器，可以准确测量相应的煤岩位移、应变、渗压和温度等信息，监测中如果出现应力、位移突然增大或渗压与温度下降，则说明矿井突水危险性增大。

2.3 火灾以及瓦斯气体的防治

矿井火灾和瓦斯气体爆炸一直以来是矿井的重大灾害，一旦发生将会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，对矿井火灾做好准确的预测预报并且采取相应的的防治措施对煤矿的安全生产是必要的。究其原因，矿井火灾的构成要素有可燃物、氧气和热源，三者以一定的比例相互结合作用从而引发火灾，矿井下的可燃物如煤尘、胶带、坑木、机械设备以及电线是不可避免的，而且井下氧气在正常情况下也是充分的，所以矿井火灾的防治主要是对煤自然、机械摩擦、电线电火花、瓦斯气体爆炸等热源的监测控制。传统的火灾探测技术灵敏度低、传输距离短、精度低且易受干扰，效果不佳，而光纤光栅火灾探测器和温度传感器灵敏度高、测量精确从而缩短报警时间，在长距离的矿井巷道得到很好的应用。在煤仓、溜煤眼、断层附近、采空区和高冒区等火灾高发区安置火灾探测器与温度传感器在，进行实时监测，并给传感器调定一定的报警温度，如果温度升高达到调定温度，传感器即时报警，说明有发生火灾可能，此时采取积极的温度控制措施，降低温度以防火灾发生。此外，光纤光栅温度传感器可以应用在均压防灭火技术中，利用传感系统检测温度变化确定火源位置。均压防灭火技术是应用在自燃防治现场实践中得到了广泛的一种技术，其与一般的防火技术措施相比具有实用性强、经济、简便、易操作等特点。光纤光栅温度传感器在均压防灭火技术防火时可以在线监测温度和压力变化，大大提高防火效果。

3 结语

光纤光栅是光纤传感器根据波长的移动来感应外界微小应力、应变变化而实现对结构在线测量，还可以监测温度、渗压的变化。光纤光栅传感器抗电磁干扰好、耐腐蚀强、测量精度高、性能稳定、易于传输、测量距离长、使用寿命长和读数可靠，可很好解决矿井煤岩动力灾害、水灾、火灾以及瓦斯气体等问题，并能及时预报，保证矿井生产的安全性和连续性。

矿井火灾防治技术范文第2篇

【关键词】一通三防 技术应用 安全管理 优化建议

1 一通三防的含义及技术应用

1.1 一通

一通是指矿井的通风，即矿井有完善的通风系统。矿井通风主要是供给井下足够的新鲜空气，能够冲淡并且排除有害气体和粉尘，为井下工作人员提供适宜的工作条件。

1.2 三防

1.2.1 防治煤尘

在煤矿的生产过程中，井下生产中采取一些必要的防护措施，如安装净化水幕、佩戴专业的防尘口罩、掘进工作面安设除尘风机、完善采掘机内外喷雾等方式及措施。井下防尘供水系统的完善以及防尘管路能够铺设到粉尘沉淀的各个地点，就会有效的降低煤尘爆炸，进而降低尘肺病的发生，从而创造安全舒适的工作环境。

1.2.2 防治瓦斯

瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，无色、无味、无臭，对空气的相对密度为0.55，难溶于水、无毒，浓度较高时会引起人窒息死亡。

在瓦斯的治理中，抽放瓦斯技术是最关键最重要的技术，同时也是治理瓦斯的最佳方法。瓦斯的预测技术主要用来预测矿井内瓦斯的数量，为矿井瓦斯的预防治理、设计通风以及安全生产提供帮助。在运用煤层开采前瓦斯涌出数量的预测标准的同时也完善了瓦斯地质图的编制、瓦斯含量测定、涌出量预测等方面的技术。防突技术，即对条件不同的各种开采煤层实施突出防护的技术，在这方面的发展国内的煤矿也基本可以满足生产需求。

1.2.3 防火

矿井火灾指的是发生在矿井井下各处的火灾以及发生在井口附近的地面火灾。井下各处的火灾包括井下巷道、硐室和采掘工作面等处的火灾。又因为井口附近的火灾可能影响矿井井下安全，所以也列为矿井火灾范围。

治理火灾主要从防范入手，本着“预防为主，消防并举”的原则。煤矿在生产过程中尽量使用不燃或耐燃的材料与制品及防止失控的高温热源，同时建立独立通风系统，而且设置地面消防水池和井下消防管路系统，井上、下设置消防材料库。合理地进行巷道布置，防止漏风，均压防灭火，预防性灌浆，阻化剂、凝胶，水玻璃，367防灭火材料，马丽散、罗克休，三相泡沫等。

2 煤矿“一通三防”安全管理工作内容

矿井“一通三防”安全管理工作内容：提高安全认识，在思想上去高度重视“一通三防”工作，把“一通三防”质量标准化放在更加重要的位置；在矿井通风系统上确保万无一失，不断去完善矿井通风系统；加强管理人员、特殊工种人员和职工业务培训教育、安全思想，提高全体职工的综合素质和安全意识；建立并健全矿井通风质量管理体系，并不断挖掘其功能和作用，切实把通风相关设施落到实处；确保“一通三防”制度的落实，加大执法力度，提高标准化工作，以标准化为依托，不断去提升矿井通风的质量，为矿井的安全生产工作提供可靠的保证。

3 煤矿“一通三防”安全管理工作存在的问题

煤矿通风系统不可靠、不完善，超能力生产，局部通风管理混乱

煤矿通风安全设施不能满足生产需求，有些矿井风门、密封、风桥等一些基础通风设施的质量差，不能满足矿井通风需求。为了获得更大经济效应有些矿井的采掘工作面风量供给不足，造成了工人们在微风或是无风状态下作业。还有一些矿井就没有形成完整的通风系统就进行采矿作业或是因为节约成本实行通风，但如果安全技术措施不到位就会存在许多安全隐患。局部通风管理在一些小矿井中还是比较混乱，安设在主要进、回风联络巷中的风门往往存在“漏风大、不连锁、无反向风力、质量差”等问题。在井下风门处由于种种因素，往往两道风门一起打开，这就使得工作面风流短路，造成采掘工作面无风作业。

4 煤矿“一通三防”安全管理工作的优化建议

4.1 完善相关系统

4.1.1 煤矿通风措施

煤矿按照实际情况制定出科学的通风设计，强化对矿井内的通风管理，使矿井通风这个最核心的工作得到有效的开展。矿井通风要求要有稳定、可靠且抗灾变能力强的矿井的通风系统，这些都关乎着矿井安全的保障能力。在运用计算机优化过矿井通风系统的同时，能够动态地实时监测矿井通风的主要参数，并运用风门自动控制系统和遥控技术，来方便地通过远程控制对矿井通风情况进行管理。

4.1.2 煤矿工作面防尘措施

根据矿井的实际情况来开展防治粉尘的专项活动。主要对井下各地点的净化水幕及转载喷雾进行排查整改，保证各地点转载点喷雾和掘进工作面喷雾的正常使用，使工作区域粉尘含量降到最低。关于采煤工作面，要通过采煤机负压二次喷雾系统来进行，同时我们在液压支架与采煤机间安装尘源自动跟踪降尘喷雾系统。在掘进工作时必须使用湿式打眼才能够有效减少粉尘，在放炮时必须使用水炮泥，并在放炮前后及时进行洒水和喷雾等措施，由此来降低粉尘的产生。

4.1.3 煤矿瓦斯防治措施

在瓦斯防治方面我们首先对矿井瓦斯等级进行鉴定，根据鉴定结果采取针对性的防治瓦斯措施，在开采过程中采取预抽、边掘边抽以及采空区抽放等综合瓦斯治理措施，采取措施后对措施进行效果检验，确保抽采达标。其次对瓦斯的一些参数，比如瓦斯含量、瓦斯梯度、瓦斯涌出量、瓦斯压力、瓦斯放散初速度等参数要进行实时的测定分析，以保证地下矿井职工的安全。瓦斯管理可以采取对职工“一通三防”的安全培训、仪器仪表的标校、监控系统管理、瓦斯管理方面的操作规程和作业规程，严禁违章作业和违章指挥；及其他特殊工种的工作责任心和素质。

4.1.4 煤矿防火措施

矿井火灾主要分为分为外源火灾（外因火灾）和自燃火灾（内因火灾）。外源火灾一般采取直接灭火方法进行灭火，自燃火灾一般采取封闭、注浆等方法治理自燃火灾。在矿井的防火灭工作上，为实施以防止煤层自燃发火，对煤矿要安装火灾束管监测系统，要连续不断地将抽至井上的气相色谱仪进行精确分析。要做到人工检测和仪器监测上相辅相成，及时消除有火灾隐患的因素，一旦出现火灾也能及时地扑灭，避免火势的扩大和火灾的漫延。另外，喷洒阻化剂、预防性灌浆、注阻化凝胶、注三相泡沫、均压防灭火技术等防灭火措施要定期或不定期的进行维护和保养。合理科学地配置井上和地面消防器材，将井下各地点和井上各处消防器材配备整齐。要整齐摆放各类消防器材，并要布置专人定期检查消防器材，避免出现器材不能使用的问题。为了确保火灾事故的不发生，要采用煤层自然性能鉴定，制定避免煤层自然发火综合防灭火措施，并积极落实。

4.2 强化自身管理

作为煤炭安全生产的基础，煤矿企业应该将“一通三防”工作当做发展的重点来进行。并且在强化安全管理的同时，还要进一步的帮助管理人员提高自身的从业能力，不断的在安全管理上实施改革创新。另外还应该对员工进行定期的安全知识、技术培训，为职工的安全提供保障，只有这样企业才能持续发展。

4.3 完善管理机制

煤矿企业相关部门应该尽可能的完善“一通三防”工作方面的法律法规以及规章制度，保证在进行操作与检查是有法可依。此外，政府与相关的监督管理部门应该进一步加大对煤炭企业的监管力度，要建立起科学有效的管理机制，让安全管理工作有制可循。

5 结语

煤矿安全管理的重点永远是“一通三防”，每一个职工都要有戒骄戒躁、居安思危的观念。要保证“一通三防”安全工作的有效性，就要认真落实好相关预防措施，保证安全工作落实到实处。在引进新技术、新工艺的同时，要求工作人员工作时决不能松懈，提高警惕，要全过程、全方位地去抓好工作。只有“一通三防”安全工作做好了，煤矿企业才能进行安全生产，才能在工作中寻求“一通三防”的更加行之有效的管理方法，为实现安全生产长效机制、实现煤矿安全高效生产、构建社会主义和谐社会做贡献。

参考文献：

[1] 刘金枢，董辉.浅谈矿井“一通三防”技术管理.2006.

[2] 彭成金.浅谈白山市煤矿安全管理.存在的问题.2004.

[3] 刘启科，吴安强.“一通三防”管理工作浅析[J].2009.

矿井火灾防治技术范文第3篇

关键词：深部矿井；自然发火；综合防治技术

中图分类号：TD75 文献标识码：B文章编号：1009-9166（2011）017(C)-0213-02

煤炭自燃发火是煤矿开采中的重大灾害之一，根据相关数据统计，在我国的现有煤矿中，54.9%的国有重点煤矿都有可能会发生自燃发火的危险，部分煤矿年产2.5万吨以上的大型煤矿矿井中有三成左右的煤矿有自燃危险，到2010年为止，我国煤矿发生的火灾中，自燃发火约占矿井火灾的七成以上，特别有些自然发火严重的煤矿矿区，如山东的兖州、辽宁的抚顺、黑龙江的鹤岗、甘肃的窑街等地的煤矿，由于地域的原因，自然发火的概率特别大。

煤层的自然发火倾向性是煤层自然发火的危险性的重要指标之一，他与煤矿开采技术条件有着十分密切的关系。煤层的自然发火倾向性只是衡量煤层自然发火危险性的指标之一，要客观地评价煤层自然发火的危险性，还必须综合考虑煤层的地质条件特征、矿井开采条件特征、矿井通风条件特征等对自燃的影响。

一、影响煤层自然发火的主要因素

煤矿开采过程中，因为煤炭本身原始温度较低、煤炭内的水分含量大、矿压较小，所以瓦斯的涌出量并不是很大。在开采煤炭的过程中，一定要保证井下风流稳定，风量较小。随着开采深度的逐渐增加，煤层的埋藏就相对较深，所以成煤的时期也逐渐向前推进，煤层埋藏的原始温度不断增大，煤体内的水分慢慢减少，而矿压则在不断增大，所以瓦斯的涌出量随着深度的深加而增大。

采煤过程中要求通风量大，从而能够增加煤体的供氧能力，迅速加快煤炭的氧化过程。由于煤矿开采强度的不断加大，市场对煤矿的需求量也在不断的增大，采煤的工艺水平由原先的分层式开采到目前的放顶式开采，煤炭产量也得到了进一步的增加，相应的瓦斯涌出量也在增大，为了稀释生产过程中出现的瓦斯，必须加大通风量，风量的增大，加快了浮煤的氧化速度与氧化程度，为煤层的自燃发火提供了条件。

二、自然发火的井下防治策略

1、综合防灭火技术路线

目前，国内煤矿矿井常用的防火灭火技术在防治煤层自燃火灾中有着十分重要的作用，但是并不是每种防火灭火技术都能够适应每一次的自燃火灾，每一种防火灭火技术都存在一定程度的不足与欠缺。

针对我们贵州的煤矿，结合当地的气候地理条件，我们认为应当采取综合性防火灭火路线，综合采用集注阻化剂泥浆、胶体、注氮和均压的防火灭火方法，有效解决自然发火。

2、注浆注胶防灭火措施

注浆注胶是煤矿矿井防火灭火的主要方法，煤矿矿井中泥浆的浓度湿度对防灭火的效果影响非常大，泥浆浓度越高，对防火灭火的效果越好，而目前国内部分煤矿矿井仍然在使用传统的黄泥注浆系统，这个系统的制浆浓度很难控制，水土比例较低，通常在51左右，而制出的浆又因井下浆液流失量太大，注浆效率十分低下。所以，笔者希望煤矿企业应当为煤矿安全重想，更换更新注浆系统，将煤矿矿井井下的自然发火防治措施落实到位，同时，我们还可以进行地面自动控制，实现注浆原料基料、胶凝剂、悬浮剂的定质定量的控制，并按照设置要求进行浆液的配比。

3、注氮防火灭火

当煤矿矿井中氧气含量降低到总体的4%～8%时，可以有效抑制煤炭的氧化自燃，当矿井下氧气含量降低到2%以下的时候，可以完全抑制煤炭等可燃物的隐燃和复燃。所以根据以上的防火机理，我们可以向矿井采空区持续注入氮气，并使注入的氮气渗透到采空区、冒落区、裂隙带等非作业地区，形成一条氮气惰化带，为煤矿矿井铺上一层保护罩，这样可以有效达到抑制采空区自燃的目的。

4、煤层自然发火的防治对策

防止煤炭自燃的主要方法就是要排除煤矿的自然发火条件，这些条件包括巷道的合理布置，合理的煤炭开采顺序等，同时消除供氧条件，减少矿井下氧气含量，选择设置合理的通风系统，采用均压、漏风检测与堵漏防热技术等，有效破坏蓄热蓄氧的环境。

5、正确开拓，合理开采

正确地开拓巷道布置，合理有效的开采方法，对煤层发生自燃发火的控制影响非常大，这就要求我们煤矿采矿技术人员必须从开采设计到煤矿开采的施工管理，都必须考虑煤层自然发火的问题，既要保证煤矿生产又要兼顾防止煤炭自然发火。从防止煤炭自燃发火的角度，我们应当考虑对巷道进行合理的布置，也要求矿井的通风系统必须完善、煤层切割较少、回采率较高、采空区容易封闭，能够有效防治井下自然发火。

6、采用高压注水

在高压作用之下，让高压水通过煤层的裂隙渗透到煤体的层理、节理当中，当煤体吸收了大量的水分之后，煤质会变软变酥，这样的煤质适合煤炭的存储，也增加了煤炭的可放性，避免了因为存放煤炭时而产生的大量煤尘。

7、矿井巷道喷层内压注凝胶

为了防止出现因为长期漏风氧化而积蓄的热量，除了采取喷浆以外，煤矿矿井还应当在喷浆层内压注凝胶，进行有效降温及隔热。在煤矿回采前，在巷道顶板处每隔2―4米，均匀布置2个钻孔，孔深直至煤层的顶板，板下直径20毫米进行套管，将凝胶均匀的压注到喷层内。因为凝胶具有堵漏、阻化等良好的隔热性能，并具有良好的热稳定性，能够起到阻止煤炭氧化防止煤炭自燃发火。

8、提高回采效率，加快回采进度

科学进行组织开采工作、提高煤矿的回采率、加快回采的推进速度，这样做不仅仅是提高煤炭的开采产量，加快完成季度的生产任务，而且煤矿回采可以减少煤炭的堆积量，同时降低煤体水分的散失，有效减少煤炭的自燃发火，对防止煤炭的自然发火具有十分重要的作用。回采的高效率进行可以为煤炭的自然发火的防治有着巨大的影响。

如果回采的速度较快，那么煤炭在氧化带内停留的时间较短，煤炭自然发火之前就能进入窒息带，就不会发生自燃发火；反之，如果回采的速度较慢或受到条件限制，就极有可能发生自燃发火。

结语：煤矿自然发火是煤矿安全生产的重要隐患，本文从煤矿自燃发火的原因入手，客观条理地分析了随着矿井的开采深度逐渐加深，影响煤炭自燃的地质原因、开采原因、通风原因，根据煤炭自燃的三个基本条件，提出了一系列的防治煤矿自然发火的有效策略，笔者坚信，只要煤矿企业坚持“以防为主，防灭结合”的基本原则，把各项措施都落实到位，把安全施工放在管理首位，就能够切实有效地预防煤层自然发火。

作者单位：连云港市煤炭工业公司贵州省金沙县川达煤矿

参考文献：

[1]程卫民.矿井煤炭自燃的综合防治技术及其实践[J].西北煤炭.2007(3).

矿井火灾防治技术范文第4篇

第一，为避免煤矿开采过程中上隅角的瓦斯浓度过高，首先要保障工作台风通过的数量。开采工作台的通风属于负压类型，要想保障工作台自然风的通过数量，就必须要科学的通风系统。在煤矿生产过程中，矿井开采工作与通风工作是相对应的，为保证工作台风通过的数量，在开采过程中最好能够均衡开采，分时间段进行矿井开采，避免过度集中。第二，每个开采区域在挖掘工作台时，为避免掘进和作业台的串联通风以及掘进作业台之间的串联通风，在挖掘时首先要挖掘中间车场。第三，鉴于掘进作业台通风是矿井下面最易产生安全隐患的地方，且在替换和维修通风设备过程中故障的发生率更高，因此有必要加强对掘进作业台的通风管控，调节好通风机构与机电机构的工作，为掘进工作的顺利实施和恢复通风时的稳定提供保障。另外，针对瓦斯含量较高的矿井，在暂停通风设备工作期间应当采用“三专两闭锁”的方式，在通风设备上挂小牌并安排专人对其负责，禁止安排以外的人员操控通风设备，尤其是肆意将通风设备开启与停止；再者将停止通风设备之前，必须将所有相关人员都从井下撤到地面层，并将电闸拉下，避免因通风设备停止，瓦斯大量集中而给相关人员的身体造成伤害。

2突出防灭火工作重点，将各项措施贯彻落实到发生现场

矿井火灾是煤矿生产工作中颇为严重的事故之一，其发生不仅给井内工作人员的生活安全带来极大的损失，同时也给煤矿企业以及国家造成了严重的经济损失。根据对以往矿井内火灾事故的调查可知，导致矿井发生火灾事故的原因可分为两类，分别是内在因素与外在因素。从总体上来讲，为防止煤矿井内作业过程中发生火灾事故，煤矿企业和现场施工应对井内防火管理予以高度重视，不断加强与完善防火管理制度，严格按照煤矿安全生产的规章制度来安排和执行采矿区的防火安全工作。具体来讲如下，第一，除了要加强矿井内的综合管理外，为避免因内部因素引起火灾，还需加强对矿井内的通风管理，确保井内空气流通顺畅，空气质量处于人体接受水平之上，尽可能避免有害气体或煤尘的累积，提高煤的回采效率，禁止违规操作。第二，加大对矿井的管理力度，避免因外界管理不当而导致火灾的产生。在煤矿生产中出现的火灾一般分两种，第一种是外源火灾，针对这类火灾的防治手段，主要是在严令禁止在煤矿生产区内进行与煤矿作业无关的明火行为，比如禁止抽烟、禁止随意燃烧等，对于生产区内火灾发生概率较高的区域，要按照消防部门要求布置消防系统和消防设备；第二种是自然火灾，针对这种火灾，在其防治要点，在于要尽量保证风道两边压力持平，并根据井内空气分布状态来及时调整通风系统。

3强化采掘作业现场监督管理，确保综合防尘工作效果

在煤矿开采过程中经常会产生一些矿石与岩石的细微的颗粒，这些颗粒就是煤尘，当煤尘积累达到一定浓度时如果一道较大温度的火源就会发生爆炸，爆炸之后还出现各种对人体不利的气体，比如一氧化碳等等，有时甚至还出引起井下瓦斯爆炸或重大火灾等安全事故。且煤尘对人的身体健康也造成极大的危害，如果人长期接触矿尘，将很有可能患上严重的尘肺病。所以工作人员下矿时一般都会带上防尘口罩，而施工现场也会配设一些防尘的逛到，以降低煤尘浓度。针对煤尘防止工作，煤矿企业和相关人员应做好以下几点，第一对工作区域内的煤尘防止工作进行定期的检查，保持井内通风顺畅，以间和降低井内的煤尘含量；第二，适度增加井内的空气适度，利用向空气喷洒水等液体的方式来捕获漂浮的煤尘，达到减少煤尘的目的，这种方法颇为经济，但是对长期煤矿生产中的防尘效用不大，要想将其防尘效用切实会发出来，除非是不间断的洒水或者是与其他控尘技术相结合。第三，为减少煤尘对工作人员身体的伤害，要求作业过程中，所有的员工都必须佩带防尘口罩、风罩等防尘工具。

4采取综合措施，进一步加强对瓦斯的防治与管控效力

矿井火灾防治技术范文第5篇

关键词：火灾 煤层自燃 防治 措施

0 引言

矿井火灾是煤矿五大灾害之一，在矿井火灾发生总数中，外因火灾所占比重较小，粗略地说90%以上的矿井火灾都属于煤层自然发火引起的内因火灾，因此煤层自燃火灾防治技术的研究十分重要。

1 煤层自燃危险性预测方法

现阶段，我国的煤炭行业主要通过统计类比预测法、自燃倾向性实验、综合评判预测法三种途径来预测外煤层自燃危险性。

1.1 统计类比预测法 该预测方法是基于业内现有自然发火事故统计资料，对现采煤条件下煤层的自然危险性进行分析预测。该方法仅能参照煤层自然发火数据资料，结合现场条件对煤层可能发火的危险性进行粗略的分析。

1.2 自燃倾向性实验 该预测方法是按照测试煤的自燃倾向性划分出煤层自然发火等级，将现场煤体与划分结果进行对比，最后确定煤层自燃发火危险程度。

自20世纪90年代起，色谱动态吸氧法在我国得到初步的推广和应用。该方法将色谱仪中分离气体的色谱柱改换成了煤样试管，测量煤样对氧气的物流吸附量，并以某一温度条件下（30℃）每克干煤的吸氧量来分出自燃性等级。

1.3 综合评判预测法 综合评判预测法是基于大量数据资料对引起煤层自燃的主要因素进行分析，根据分析结果对煤层自燃发火的危险程度进行判断。近年来我国学者采用神经网络的方法预测煤层自燃的危险程度。

2 煤层自燃火灾预测预报技术

现阶段，业内主要通过指标气体分析法、测温法、示踪气体法、气味检测法、测氡法等有效途径来预报煤炭自燃情况。

2.1 指标性气体分析法 煤炭在氧化自燃过程中，会产生乙烷、乙烯、CO和CO2等指标性气体，分析这些气体就能准确得知煤炭氧化和燃烧程度，其生成物的种类与温度能有一定的规律，因此可利用指标性气体的发生量和变化规律，来预报煤炭自燃发火情况。

当前，许多国家均通过CO气体对煤体自燃发火情况进行监测。其原因是：①煤炭在低温氧化时煤体温度逐渐升高，CO在这一过程中会发生显著的变化，对煤体自燃的反映比较灵敏。②煤层中不含CO，CO气体生成后会被风流快速稀释并排除。③CO指标性气体检测方法简单易操作。在井下作业过程中，空气中一旦有CO气体出现并不断增加，就可直接判定井下煤层存在高温点或煤层已发生氧化自燃。

通过CO监测煤层自燃发火情况也存在一定的弊端。从煤体开始低温氧化至着火燃烧都可能出现CO，该气体涌出温度范围宽，不易准确把握其定量临界值。为解决这一问题，国内外学者提出，可通过烷烯烃类气体把握定量临界值，对煤层自燃情况进行准确预测。煤样加温实验证明，烷烯烃类气体涌出温度范围比CO窄，通过它可准确判断煤层自燃情况。在试验中，当煤温达到70～80℃时会产生乙烷气体；煤温为110～130℃时产生乙烯，达到130～150℃时产生丙烷、丙烯，达到150～170℃时会产生丁烯。井下作业过程中，只要准确把握这个规律，就能根据烷烯烃气体和碳原子数量来推测煤温，进而确定煤层自燃情况。

2.2 测温法 该方法是通过温度传感器实时监测测点温度，进而判定煤层发火危险程度。煤温和煤层发火程度都可以通过该方法直观地反映出来。

2.3 示踪气体法 示踪气体具有良好的恶稳定性，可通过该气体测量采空区漏风量。先选择一些在一定温度条件下容易热解的气体，在同一环境中使其与示踪气体共同释放，然后通过采样对其比例变化进行检测，也可对其分解物进行检测，以此来掌握煤层火灾隐患点的温度值，达到预测煤体自燃的目的。

2.4 气味检测法 该方法是通过一组不同类型的气味传感器，根据不同气味传感器的仿生双分子膜在感知不同气味刺激后引起传感器晶振装置频率的变化，并通过人工神经网络理论对不同种类的气味物质进行识别，气味传感器可以感知煤体在低温（30～40度）氧化初期释放气味的细微变化，由此预测预报煤层自然发火情况。

2.5 测氡法探测火源位置 煤岩底层含有半衰期较长的天然放射性元素。在衰变过程中，放射性元素可衰变成氡元素，同时放出射线，我们可根据粒子浓度的测量结果对氡气浓度值进行测定。基于煤岩底层的地质构造和岩性的差异，同一地区的不同岩层或同一岩层中的不同层位所含的放射性元素总量，以及其衰变产物从地下向上迁移速率和浓度都存在差异。当地下存在热源时，由于地下火区所产生的温湿度和压力条件的变化，在相似的地质条件下，氡及其同位素向上迁移的速率，高于地下无热源时的迁移速率。采空区的自燃区顶部氡气浓度比无热源区的氡气浓度高。通过科学的测量方法对氡气浓度变化进行测量，确定出异常变化区域，进而对地下采空区火源进行准确定位。

3 指标性气体检测技术

煤炭自燃指标气体的检测技术主要有两种：人工检测和矿井监测系统。

3.1 人工检测是检测煤炭自燃指标气体的主要方式 该方法是对自燃危险区进行人工采样，地面运用色谱仪分析确定指标气体的成份和浓度，进而对煤层自燃发火情况进行判断。该操作方法简单易行，无需过多的设备，适用性强，但是工作量大、间隔时间长，影响检测的时效性。

3.2 矿井监测系统 目前，井下作业已有一种专业的监测系统——束管监测系统来实时监测煤层自燃发火情况。工程人员均采用聚乙烯管通过地面抽气泵将气体抽送至地面，再由气样分选器依次将不同测点气样输送至色谱仪进行分析，根据分析结果判定煤层自燃情况。该监测系统也有不足之处，如束管线路长不易于维护管理。为解决这一问题，要综合运用气体分析技术和计算机技术，即通过移动式抽气泵对气体进行抽样，通过气样传感对气体成分进行分析，然后将信号传输至地面计算机系统处理气体数据，并把信号传导到地面计算机对气体数据进行处理并做出预报。

4 矿井防灭火技术及其特点

现阶段，堵漏、均压、阻化剂防灭火技术、惰性气体防灭火技术、灌浆防灭火技术、胶体防灭火和三相泡沫防灭火技术等，是井下作业常用的防灭火技术。

4.1 控制漏风防灭火技术 控制漏风技术主要是堵漏和均压通风，以减少或阻断松散煤体氧气的供给。

堵漏风技术包括水泥喷浆、泡沫喷涂、纳米改性弹性体材料涂抹等技术措施。其中，堵漏风效果最好的是纳米改性弹性体材料涂抹措施。纳米改性弹性材料的伸长性和气密性绝佳，将此种材料刮涂抹在煤岩体和密闭墙上，不仅简便易行，而且能按照施工要求对固化时间进行调整，固化后表面形成弹性体。

均压通风防灭火的实质是，利用风窗、风机、调压气室和连通管等调压设施，改变漏风区域的压力分布，降低漏风压差，减少漏风，从而达到抑制遗煤自燃的目的，降低煤层自然发火危险程度。

4.2 阻化剂防灭火技术 阻化剂防灭火的机理是降低煤在低温时的氧化速度，延长煤的自燃发火期。阻化剂只有与水混合成一定浓度的水溶液才能起到防灭火的作用，当阻化剂的水溶液附着于煤层表面形成含水液膜，阻断外部氧气供给的同时，可以使煤层保持湿润状态，从而有效控制其低温氧化时的温度，有效防止煤体自燃。当煤体温度达到一定程度，惰性阻化剂开始吸热气化，生成惰性阻化气体，阻断发火区域的自由基链锁反应，高温分解后的化合物会在煤体表面形成薄膜，冷却后变成脆性覆盖物阻断氧气供给，从而防止煤体自燃。

在化学上凡是能减少化学反应速度的物质皆成为阻化剂，目前最常用的阻化剂有CaCl2、MgCl2、氯化铵以及水玻璃等。从目前的应用来看CaCl2、MgCl2、氯化铵等对褐煤、长焰煤和气煤有很好的阻化效果，水玻璃对高硫煤有较高的阻化率。应用阻化剂防灭火的主要方法是表面喷洒、钻孔压注以及利用专用设备向采空区送入雾化阻化剂等。

阻化剂防灭具有施工工艺简单、投资少等优点，但是阻化剂对金属设备有一定的腐蚀作用，其阻化寿命有待进一步提高。

4.3 惰性气体防灭火技术 最常见的防灭火惰性气体是氮气、二氧化碳和燃气，惰性气体防灭火技术的主要目的是降低火区氧气浓度，窒息火区。国内外煤矿应用惰性气体防灭火的实践表明：惰性气体具有灭火速度快，既能防火，也能灭火，还能抑制瓦斯爆炸，无污染等优点，现已成为防治煤层内因火灾的有效技术措施之一。

4.4 灌浆防灭火技术 灌浆防灭火技术就是把粘土、粉煤灰等不燃性固体材料与水混合、搅拌，配置成一定浓度的浆液，借助注浆设备和管路注入或喷洒在采空区内，达到防灭火目的。岩石和碎煤的缝隙内填充了浆液，沉淀的固体物质充填裂隙同时包裹浮煤，以达到隔氧堵漏的效果。泥浆包裹煤体，隔绝其氧气供给，吸热降温，良好的防灭火效果受到业界的普遍认可。

4.5 胶体防灭火技术 胶体材料（也称凝胶）由基料、促凝剂和水组成，主要有硅酸凝胶、硅铝凝胶和复合胶体等，是近年来应用于煤矿井下防灭火应用较多的材料。胶体防灭火技术不仅具有良好的堵漏、降温功能，同时能达到阻化、团结水的效果，在指定的部位和适宜的时间使水溶液发生胶凝，将高温煤体包裹起来，利用水的吸热降温的功能有效防止煤体自燃。该技术有效解决了灌浆和注水的泄漏流失问题，防止其快速汽化，仅因水分缓慢蒸发而逐渐萎缩，灭火安全性好，但凝胶材料密度较大，充填时材料运输强度大，充填效率低，不适用于井下大面积充填作业，属于非常规、局部的防灭火技术，用于处理高温点。

为克服胶体充填防灭火过程中存在的不足，2000年研发出了新型防灭火充填材料—复合凝土。它是以黄土或粉煤灰为骨料，加入促凝剂、防收缩剂、缓释剂和固化增强剂等四种辅料组成的一种凝固时间可调的高水、无污染且成本低廉的防灭火充填材料。其防灭火原理与胶体防灭火基本相同，所不同的是该充填材料压入破碎煤体后不仅能密实充填其中的裂隙，硬化后还具有一定的强度，可防止破碎煤体发生滑移流变，同时符合凝土干燥失水后，再加水时具有较强的吸水性，且不会被冲散，可达到长期防灭火的目的。但是符合凝土需预先制备，且混合材料的制备要求和保存要求较高。

4.6 三相泡沫防灭火技术 三相泡沫多用于处理高温点和火区，三相泡沫具有良好的堆积性，对高、低处的自热煤体均能覆盖，滞留时间较长，泡沫破裂后释放的惰性气体具有窒息性，浆液中的水具有吸热降温性。

分析当前众多防灭火技术，发现每项防灭火技术都有其特殊性和适用条件，利用单一的防灭火技术不能完全预防和杜绝煤层自然发火事故发生，只有全面掌握煤层自燃发火的机理和规律，坚持“安全第一，预防为主的”指导方针，提前采取防治措施，才能有效治理煤层自燃发火，确保矿井长治久安。治理煤层自燃发火是煤矿防灭火技术人员一项长期而艰巨的任务，随着科学技术的发展，防灭火技术也在不断进步，防治手段也将不断完善。

参考文献：

[1]赵建华.采煤工作面煤层自燃防治技术研究[J].能源技术与管理，2009（04）.