郭雷

摘要：礦井周邊受露天剝離矸石自燃或礦井廢棄巷道與采剝坑聯(lián)通時(shí)，由于礦井負(fù)壓通風(fēng)，采剝坑矸石自燃產(chǎn)生的有害氣體或高溫氣體通過(guò)裂隙、漏風(fēng)密閉進(jìn)入礦井，威脅礦井安全。因此文章就雙液注膠在礦井防滅火技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行略述。

關(guān)鍵詞：雙液注膠;礦井防滅火技術(shù);應(yīng)用

煤層自然發(fā)火是礦區(qū)煤層開(kāi)采面臨的主要自然災(zāi)害之一。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于礦井開(kāi)采作業(yè)中易產(chǎn)生大量的易燃易爆氣體，一旦礦井發(fā)生火災(zāi)，必然會(huì)造成十分嚴(yán)重的后果。因此結(jié)合煤礦實(shí)際情況，采取適宜的防滅火措施十分必要。

一、礦井煤層自然發(fā)火基本規(guī)律

在實(shí)際生產(chǎn)中有很多種因素都有可能影響到煤層自燃，經(jīng)長(zhǎng)期研究，人們發(fā)現(xiàn)煤層要達(dá)到自燃，有兩個(gè)條件必不可少，一方面應(yīng)具有自燃傾向性，另一方面能夠進(jìn)行連續(xù)供氧，同時(shí)還要具備較為充分的儲(chǔ)熱時(shí)間以及足夠的氧化。在自燃的過(guò)程中，煤會(huì)受到較多因素的影響，比如煤的特性、采煤的方法、以及地質(zhì)條件與通風(fēng)方式等。在長(zhǎng)期的生產(chǎn)和應(yīng)用煤的過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)了煤自燃的規(guī)律性特征，比如在切眼或者巷道高冒區(qū)以及交叉點(diǎn)處的三角煤等地都為煤層易自燃區(qū)、之所以這些區(qū)域?yàn)橐鬃匀紖^(qū)采動(dòng)影響以及礦壓影響是兩個(gè)很重要的方面，這些因素會(huì)導(dǎo)致煤壁出現(xiàn)一些裂縫，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生破碎，給氧化升溫創(chuàng)造了更好的條件，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)火現(xiàn)象的出現(xiàn)。2016年11月29日21時(shí)許，黑龍江省七臺(tái)河市茄子河區(qū)景有煤礦發(fā)生火災(zāi)事故，造成21人死亡，1人失蹤。如圖1。

二、礦井防滅火綜合技術(shù)措施

（一）系統(tǒng)優(yōu)化

在對(duì)礦井進(jìn)行擴(kuò)建時(shí)，應(yīng)樹(shù)立先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，取消井田內(nèi)存在的一些不合理的多盤區(qū)，想方設(shè)法應(yīng)用條帶式布置。若實(shí)際生產(chǎn)條件允許，可把長(zhǎng)壁綜采工作面直接布設(shè)于主要巷道兩側(cè)。同時(shí)應(yīng)科學(xué)、合理的改進(jìn)優(yōu)化那些不合理的礦井生產(chǎn)系統(tǒng)劃分方式。比如可以將其按照兩級(jí)的方式進(jìn)行劃分，一般來(lái)說(shuō)可以按照工作面與礦井兩級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，通過(guò)這種方式能夠有效縮減開(kāi)拓及準(zhǔn)備巷道工程量，進(jìn)一步簡(jiǎn)化礦井生產(chǎn)系統(tǒng)，讓礦井實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)。另外應(yīng)努力創(chuàng)建斷面大，風(fēng)壓比較低并且實(shí)際風(fēng)量比較大的通風(fēng)系統(tǒng)，并有效降低礦井的通風(fēng)負(fù)壓，以更好的對(duì)漏風(fēng)進(jìn)行控制，進(jìn)而促使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)降“壓”防“漏”的目標(biāo)，進(jìn)而有效降低煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)。

（二）推廣應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)

應(yīng)重視推廣應(yīng)用新技術(shù)，如可通過(guò)逐步推廣全面推廣“四快”（快掘、快采、快撤、快閉）新型防滅火技術(shù)，以有效防火。如對(duì)掘進(jìn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，可選用掘錨機(jī)雙巷掘進(jìn)技術(shù)，把之前的掘錨機(jī)單巷掘進(jìn)工藝，采用更加科學(xué)的方式將其向雙巷掘進(jìn)的方向拓展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速支護(hù)與掘進(jìn)以及短距離的局部通風(fēng)目標(biāo)，同時(shí)對(duì)裂隙進(jìn)行預(yù)防，最終達(dá)到防止煤巷自燃的目的。

（三）注氮防滅火技術(shù)

采用氮?dú)鉁缁饡r(shí)，注入的氮?dú)饪芍鸩綌U(kuò)散至空間各位置，以排擠出氧氣，讓火中因含氧量大幅降低最終來(lái)熄滅火源，同時(shí)注入的氮?dú)膺€能有效預(yù)防礦井爆炸，借助液態(tài)氮可吸除大量熱量，大幅度的降低火區(qū)的溫度，并且在滅火的過(guò)程中所使用的氮?dú)獠⒉粫?huì)對(duì)設(shè)備造成損害，在滅火之后，巷道在滅火完成之后也能夠快速的恢復(fù)生產(chǎn)。

（四）阻化劑防滅火技術(shù)

在日常生產(chǎn)作業(yè)中，我們常用的阻化劑有很多，其大致包括 Ca Cl2、Mg Cl2、Na C1、水玻璃等。對(duì)于采用阻化劑滅火其主要是通過(guò)讓阻化劑附著于煤表面，把控制中含有的水分迅速吸除，以在煤層的表面形成含水液膜，進(jìn)而對(duì)煤氧進(jìn)行隔離，達(dá)到滅火的目標(biāo)。并且這些鹽類的存在會(huì)使得煤長(zhǎng)期處于潮濕含水的狀態(tài)，隨著煤層表面水的蒸發(fā)，會(huì)吸收大量熱量來(lái)給煤體降溫，這樣可抑制煤的自熱以及自燃，這樣可起到有效防滅火的作用。

（五）膠體防滅火技術(shù)

作為現(xiàn)代新型的防火技術(shù)，膠體滅火技術(shù)能夠達(dá)到堵漏、固結(jié)水以及降溫等功能的充分結(jié)合，確保在一定的時(shí)間與范圍內(nèi)，水溶液能夠充分進(jìn)行膠凝，進(jìn)而對(duì)高溫源進(jìn)行包圍，也能夠徹底發(fā)揮水的降溫吸熱功能，同時(shí)也能夠有效解決在注水與灌漿的過(guò)程中所出現(xiàn)的泄露等方面的問(wèn)題，確保能夠?qū)崿F(xiàn)安全滅火。此外，該技術(shù)還能夠?qū)γ旱谋砻婊钚曰M(jìn)行鈍化，以對(duì)氧氣進(jìn)行隔絕，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防溫降火的目標(biāo)，還能夠降低水煤氣發(fā)生爆炸的可能性，確保工作人員安全作業(yè)。

（六）三相泡沫防滅火技術(shù)

所謂的三相泡沫，主要是水和氮?dú)庖约包S泥漿等三相物質(zhì)所組成的發(fā)泡劑，能夠降低漿液表面的張力，對(duì)固體顆粒表面的濕潤(rùn)性進(jìn)行改變;氣體和漿液通過(guò)發(fā)泡器利用氮?dú)夂蜐{體對(duì)混合液進(jìn)行做功，最終達(dá)到利用三種物質(zhì)的特性實(shí)現(xiàn)吸熱降溫與防滅火的目標(biāo)。

工程實(shí)例

（一）工程概況

某煤礦113 下 10 工作面位于十一采區(qū)西部，東側(cè)為 113 下 09 工作面采空區(qū)，西側(cè)為十采區(qū)三條大巷，南側(cè)為-740 水平 4 條大巷，北側(cè)切眼外幫距 103下01 面軌道順槽45.736 m，上方為 113上02 工作面采空區(qū)和 113上03 工作面采空區(qū)。113下10 工作面地面位置位于礦井西南部。其中 113 下 10 綜放工作面是十一采區(qū)最后一個(gè)工作面，工作面周邊及上方為采空區(qū)，采空區(qū)及巷道之間裂隙較多。因斷層較多，地質(zhì)條件復(fù)雜，采空區(qū)丟煤量大，回采條件復(fù)雜，并且設(shè)備狀況差，頂板破碎等因素影響，推進(jìn)速度慢，出現(xiàn)了自然發(fā)火隱患。在這一情況下，通防部門采用了雙液注膠的方式有效地形成隔離帶堵塞漏風(fēng)，火災(zāi)隱患得到了有效控制。

（二）雙液注漿的應(yīng)用

113下10工作面是該煤礦的主要生產(chǎn)工作面之一，需積極確保其安全、順利的生產(chǎn)。為此，通防部門采取了利用雙液泵壓注凝膠的方法，在工作面架間、架后采空區(qū)形成隔離帶，減少氧氣輸送，從而窒息火災(zāi)。該方法極為重要的特性是材料可以滿足隔絕空間的效果，能迅速堵漏，并且能堆積。采用小蘇打水溶液與泡花堿混合的方法是最合理的。雙液注膠（如圖1所示）的工藝技術(shù)能夠有效解決漏風(fēng)的問(wèn)題，繼而可有效遏制火災(zāi)的意外發(fā)生情況。

由上表可以看出，在該煤礦工作面采用雙液注膠防滅火技術(shù)，對(duì)采空區(qū)工作面現(xiàn)狀進(jìn)行了顯著的改善，有效地降低了采空區(qū)二氧化碳以及甲烷（瓦斯）濃度，顯著的提高一氧化碳的控制水平，抑制采空區(qū)的高溫現(xiàn)象。同時(shí)，采用均壓防火技術(shù)能夠有效地降低一氧化碳的產(chǎn)生量，提高氧氣的進(jìn)入量，對(duì)于提高采空區(qū)的安全性具有非常重要的作用。

總之，在實(shí)踐中使用雙液注膠的方式可有效替代注粉煤灰及黃泥膠體的現(xiàn)狀。采用雙液注膠方式能夠避免出現(xiàn)大面積的裂縫現(xiàn)象或者是破碎問(wèn)題，不會(huì)出現(xiàn)潰漿出水隱患。雙液注膠的方式具有極高的堵漏能力，對(duì)礦井的防火滅火事業(yè)提供了積極的幫助，可有效保證工作面的安全生產(chǎn)與發(fā)展，對(duì)礦井的整體發(fā)展具有積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王剛.液態(tài)CO_2灌注技術(shù)在礦井防滅火中的應(yīng)用與分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2017，45（S1）

[2] 周廷揚(yáng).突出礦井厚煤層分層開(kāi)采防滅火技術(shù)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2017，45（S1）

[3] 朱家勝.某上覆采空區(qū)均壓防火技術(shù)的應(yīng)用探析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（08）

（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)內(nèi)蒙古大雁公司生產(chǎn)部）