作者簡(jiǎn)介：

白亦歡（1994- ），男，漢族，陜西渭南人，本科，助理工程師，研究方向：一通三防；劉喬（1996- ），男，漢族，陜西咸陽(yáng)人，研究生，助理工程師，研究方向：安全管理。

摘要：

防滅火工作是煤礦開(kāi)采作業(yè)中的一項(xiàng)重要工作，直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的安全性。當(dāng)前礦井主要采用通風(fēng)防滅火技術(shù)來(lái)防范礦井火災(zāi)事件，有效提升了礦井的防火能力。本文簡(jiǎn)單論述了煤礦通風(fēng)防滅火技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及當(dāng)前礦井火災(zāi)的主要原因，介紹了常見(jiàn)的礦井通風(fēng)防滅火技術(shù)，并提出了構(gòu)建完善的煤礦通風(fēng)防滅火機(jī)制的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：煤礦；通風(fēng)防滅火技術(shù)；應(yīng)用

引言

煤炭作為國(guó)家重要戰(zhàn)略能源，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常重要。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，抓好防滅火工作，確保煤礦生產(chǎn)的安全性仍是重中之重。伴隨煤礦開(kāi)采深度的不斷增加，過(guò)去采用的煤礦防火措施難以滿足新時(shí)期煤礦防滅火需要。通風(fēng)防滅火技術(shù)有助于提升煤礦防滅火效果。為此，有必要將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到煤礦防滅火管理中，以保證煤礦生產(chǎn)的安全性。

一、通風(fēng)防滅火技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

煤礦中運(yùn)用通風(fēng)防滅火技術(shù)對(duì)井下生產(chǎn)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。風(fēng)流進(jìn)入井下后，會(huì)受氣壓的引導(dǎo)流向各個(gè)區(qū)域，并最終通過(guò)回風(fēng)井排出。關(guān)于煤礦通風(fēng)，主要存在自然風(fēng)和機(jī)械風(fēng)兩種形式。自然風(fēng)源于大氣壓強(qiáng)變化，促使空氣流動(dòng)。然而，單純依賴自然壓力推動(dòng)風(fēng)流在井下流動(dòng)，難以達(dá)到預(yù)期的通風(fēng)效果。就穩(wěn)定性與主動(dòng)性來(lái)講，機(jī)械風(fēng)明顯優(yōu)于自然風(fēng)，它可以使井下氣壓強(qiáng)度發(fā)生變化，從而使空氣流向不同區(qū)域，同時(shí)也能使氣壓保持足夠的強(qiáng)度，獲得較好的通風(fēng)性[1]。在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用通風(fēng)防滅火措施，能降低瓦斯、粉塵以及其他有害氣體的濃度，同時(shí)也有利于空氣流動(dòng)，將火災(zāi)隱患控制到最小范圍。

二、煤礦出現(xiàn)火災(zāi)的主要原因

煤礦出現(xiàn)火災(zāi)的原因有很多，但結(jié)合過(guò)往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看大致可分為內(nèi)因與外因。

（一）內(nèi)因

在煤礦生產(chǎn)中，煤炭自燃屬于一種常見(jiàn)的安全隱患。如果通風(fēng)效果不佳，井下溫度容易升高。由于煤炭的自燃點(diǎn)相對(duì)較低，一旦環(huán)境溫度達(dá)到這一臨界點(diǎn)，煤炭便會(huì)自燃。如果不及時(shí)察覺(jué)和控制，這種自燃很容易引發(fā)大范圍燃燒，進(jìn)而造成火勢(shì)迅速蔓延[2]。通常煤炭自燃爆炸事件更容易在瓦斯?jié)舛容^高的區(qū)域發(fā)生，進(jìn)一步增加了煤礦生產(chǎn)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（二）外因

有的作業(yè)人員在工作過(guò)程中未嚴(yán)格遵守煤礦生產(chǎn)的安全規(guī)則，如抽煙用到明火就可能引發(fā)火災(zāi)。另外，機(jī)械設(shè)備出問(wèn)題，產(chǎn)生火星引燃瓦斯也會(huì)引發(fā)火災(zāi)。在煤礦作業(yè)期間，嚴(yán)禁明火，煤礦生產(chǎn)企業(yè)與工作人員都應(yīng)高度重視這一問(wèn)題，加強(qiáng)相關(guān)安全教育培訓(xùn)，使全體井下工作人員都能嚴(yán)格按規(guī)范作業(yè)。

三、煤礦生產(chǎn)中通風(fēng)防滅火技術(shù)的應(yīng)用

（一）均壓通風(fēng)防滅火技術(shù)

防滅火技術(shù)在煤礦開(kāi)采中屬于一種常用的安全措施。該技術(shù)主要利用風(fēng)機(jī)、礦下風(fēng)窗、調(diào)壓氣室等設(shè)備，合理調(diào)節(jié)礦井采空區(qū)內(nèi)部的壓力，以控制漏風(fēng)現(xiàn)象，進(jìn)而消除煤炭自燃隱患[3]。此技術(shù)不僅操作簡(jiǎn)便、成本較低，而且防火效果顯著，因此在預(yù)防煤炭自燃方面得到了廣泛應(yīng)用。首先，采用邊眼暢通均壓法，工作面上大多都設(shè)有邊眼，以便于出煤，待回采結(jié)束邊眼就會(huì)被拆除，并封閉工作面。因?yàn)椴鸬暨呇塾兄诳s小運(yùn)輸口與運(yùn)輸巷之間的氣壓差異，減弱漏風(fēng)強(qiáng)度，從而有效預(yù)防礦井火災(zāi)的發(fā)生。其次，采用預(yù)埋管路導(dǎo)風(fēng)均壓防火法，通過(guò)在特定線路安裝消防管路，同時(shí)管路兩端應(yīng)砌筑到第二道永久防護(hù)墻上，并利用管路排出漏風(fēng)，實(shí)現(xiàn)采空區(qū)兩端的均壓狀態(tài)。此外，設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)也是一種有效的均壓方法，待工作面回采作業(yè)做完后，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)來(lái)減少通風(fēng)量，特別適用于解決采空區(qū)的并聯(lián)漏風(fēng)問(wèn)題。在使用這種方法時(shí)需密切關(guān)注瓦斯?jié)舛龋源_保滅火效果[4]。最后，將全負(fù)壓通風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎龎和L(fēng)也是一種常見(jiàn)的應(yīng)用方式，先撤走工作面運(yùn)輸巷中的各種設(shè)備，再立即封閉。在合適位置安裝局部通風(fēng)機(jī)，并利用風(fēng)筒連接回風(fēng)巷和工作面拆架處，形成正壓通風(fēng)環(huán)境，可有效防止采空區(qū)漏風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。

（二）封堵漏風(fēng)防滅火技術(shù)

運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)防滅火的原理是封堵漏風(fēng)管道，從而阻礙井下氧氣的持續(xù)供應(yīng)，進(jìn)而抑制煤炭發(fā)生燃燒。目前，常用的封堵措施包括閉區(qū)勻壓、開(kāi)區(qū)勻壓、噴涂抗壓水泥泡沫、水泥噴漿、涂抹納米改性彈性體材料。就水泥噴漿這個(gè)材料來(lái)說(shuō)，盡管成本低，但是防滅火效果并不好，因?yàn)樗目箘?dòng)壓性能差，在礦井內(nèi)操作比較麻煩，工作量大。就噴涂抗壓水泥泡沫來(lái)說(shuō)，它是將一些復(fù)合發(fā)泡劑添加到水泥材料中，當(dāng)產(chǎn)生均勻的泡沫后直接噴涂。因?yàn)椴僮鞅憬?，封堵性能好，在井下作業(yè)中應(yīng)用較多。就納米改性彈性體材料來(lái)說(shuō)，一般在封堵處涂抹這一材料，待固化反應(yīng)后表面就有一層彈性體存在。該材料有很好的可塑性，氣密性也非常好[5]。閉區(qū)勻壓可以大幅減少往封閉區(qū)域中的漏風(fēng)。開(kāi)區(qū)勻壓用來(lái)平衡采空區(qū)周邊的氣壓，以免存在浮煤的地方因漏風(fēng)太多而引發(fā)自燃。

（三）阻化劑防滅火技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)作為一種有效的煤炭自燃預(yù)防措施，阻化劑是技術(shù)的關(guān)鍵要素，利用特定的化學(xué)物質(zhì)來(lái)阻礙抑制煤炭的氧化過(guò)程。它具有很多優(yōu)勢(shì)，不僅工藝簡(jiǎn)潔、所需設(shè)備少，而且阻化劑來(lái)源廣泛。目前，該技術(shù)主要有三種應(yīng)用方式：一是運(yùn)用噴灑阻化劑溶液的方法。通常將噴灑泵、阻化液箱放置到回采工作面的一些區(qū)段平巷內(nèi)，由工作人員拿著手持噴槍對(duì)采空區(qū)內(nèi)存在遺煤的地方噴灑，利用噴出的阻化劑來(lái)抑制煤炭發(fā)生自燃。二是采用汽霧阻化技術(shù)。將手持噴槍更換為霧化噴頭，并安裝在工作面支架后面。霧化噴出的阻化劑極易在風(fēng)力作用下進(jìn)入采空區(qū)，然后逐漸分布在遺煤的表面，從而獲得更廣泛的阻燃效果。三是采用注入式阻化劑防火技術(shù)。對(duì)于位于工作面的煤層，為了防止遺煤發(fā)生自燃，一般會(huì)對(duì)這里的煤層采用順層鉆孔法，將含有阻化劑的水溶液注入到尚未開(kāi)采的煤層內(nèi)部。值得注意的是，阻化劑并非一直都有效，它有一定的使用壽命，覆蓋范圍也相對(duì)不大，對(duì)金屬存在一定的腐蝕作用[6]。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)井下作業(yè)實(shí)際，合理選擇和使用阻化劑，以充分發(fā)揮其阻燃作用。

（四）惰性氣體防滅火技術(shù)

這項(xiàng)防滅火技術(shù)是一種有效的煤礦安全技術(shù)手段。通過(guò)向特定區(qū)域注入如氮?dú)?、二氧化碳等惰性氣體，以顯著降低該區(qū)域內(nèi)的氧氣濃度，進(jìn)而阻礙煤炭發(fā)生氧化反應(yīng)。用惰性氣體來(lái)防范火災(zāi)影響區(qū)域廣，在氣體流動(dòng)過(guò)程中還能帶走煤炭燃燒形成的熱量，給環(huán)境降溫。當(dāng)發(fā)現(xiàn)礦井內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)，立即將惰性氣體注入專門(mén)的通風(fēng)管道內(nèi)輸入井下，要注意控制好氣體的注入量。這能有效抑制火勢(shì)蔓延，使火災(zāi)快速熄滅。惰性氣體的生產(chǎn)投入較小，而且非常穩(wěn)定、無(wú)污染，因此在防滅火領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。它不僅能有效應(yīng)對(duì)明火火災(zāi)，還能有效消除隱蔽火源[7]。然而，值得注意的是，遇到熱容偏大的煤炭燃燒，惰性氣體的降溫效果不明顯，滅火周期可能較長(zhǎng)，火區(qū)復(fù)燃的風(fēng)險(xiǎn)也相對(duì)較高。因此，利用惰性氣體進(jìn)行防滅火一定要注意火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的堵漏工作，確保惰性氣體能夠充分發(fā)揮阻燃作用，同時(shí)減少火勢(shì)復(fù)燃的可能性。

（五）膠體防滅火技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)憑借其獨(dú)特的性能，在礦井火災(zāi)防治中擁有廣泛的應(yīng)用前景。它是通過(guò)膠體材料來(lái)產(chǎn)生封堵、阻化效果，并達(dá)到降溫的目的，適用于不同類型的礦井火災(zāi)預(yù)防。參照相關(guān)比例，把水、膠體滅火材料混勻就能獲得防滅火凝膠體，可以牢牢附著于煤炭的表面，隔絕氧氣，吸熱降溫，進(jìn)而抑制氧化反應(yīng)的形成。同時(shí)，還可以將煤炭之間的熱能傳遞阻斷，以防火勢(shì)變得更嚴(yán)重。這種材料在初期的流動(dòng)性非常明顯，能夠不斷拓寬覆蓋區(qū)域，并深入到煤炭縫隙中，實(shí)現(xiàn)對(duì)漏風(fēng)點(diǎn)的有效封堵。這有助于減少空氣中的氧氣含量，從而獲得較好的防滅火效果。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，凝膠體的粘度會(huì)逐漸增強(qiáng)，最終產(chǎn)生一層致密、穩(wěn)定的凝膠保護(hù)層。這層保護(hù)層不僅有良好的滅火性能，還能在極端高溫（如1000℃）條件下保持穩(wěn)定性，不容易馬上汽化。此外，在濕度為90%、溫度為28℃的條件下，凝膠體也能夠保持長(zhǎng)達(dá)13個(gè)月的穩(wěn)定性，為長(zhǎng)期防滅火提供可靠保障[8]。

四、構(gòu)建完善的煤礦通風(fēng)防滅火機(jī)制

（一）提升煤礦員工的防滅火意識(shí)

煤礦企業(yè)應(yīng)定期組織防火防災(zāi)的宣傳教育活動(dòng)，為員工普及相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，確保全部員工都能時(shí)刻保持警惕，切實(shí)履行防火防災(zāi)職責(zé)。這些宣傳教育活動(dòng)形式要豐富多樣，如舉辦宣講會(huì)、開(kāi)展知識(shí)競(jìng)賽、設(shè)置宣傳展板等，以提高員工的參與度和學(xué)習(xí)效果。此外，可在班會(huì)上強(qiáng)調(diào)防滅火工作，圍繞近期的工作實(shí)際全面分析可能存在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，確定防范措施[9]。同時(shí)，要備齊相關(guān)防滅火設(shè)備器械，并科學(xué)放置，以便在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能盡快利用這些設(shè)備滅火。當(dāng)遇到火災(zāi)事故時(shí)，煤礦企業(yè)須馬上執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案，組織力量進(jìn)行撲救，并及時(shí)聯(lián)系消防部門(mén)協(xié)助滅火。同時(shí)，要立即給有關(guān)部門(mén)及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并針對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行整改，以防止類似事故再次發(fā)生。在日常工作中，要培養(yǎng)員工的安全責(zé)任意識(shí)，使他們深刻認(rèn)識(shí)到火災(zāi)事故可能帶來(lái)的嚴(yán)重后果。他們應(yīng)參與工作面專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案的制定和實(shí)施，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即采取措施進(jìn)行處理。此外，工作人員還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的日常檢查和維護(hù)，確保其正常運(yùn)行，從根源上防范火災(zāi)。

（二）打造科學(xué)的火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)管理機(jī)制

煤礦企業(yè)要想更好防范火災(zāi)發(fā)生，應(yīng)配備健全的火災(zāi)預(yù)測(cè)管理系統(tǒng)和先進(jìn)的器材及設(shè)備，對(duì)礦井內(nèi)部的各種有毒有害氣體信息、采煤工作面的溫度以及空氣流動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)，從而確保精準(zhǔn)預(yù)估井下火災(zāi)的發(fā)生概率。這樣通過(guò)系統(tǒng)能盡早發(fā)現(xiàn)煤炭自燃傾向，也可以提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患最大的地方，進(jìn)而為煤礦安全生產(chǎn)管理提供有效依據(jù)。在運(yùn)用火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)管理系統(tǒng)過(guò)程中，一旦信息技術(shù)出現(xiàn)故障，預(yù)報(bào)管理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理能力將大打折扣，可能無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確反映煤礦安全狀況。因此，技術(shù)人員需定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保其正常運(yùn)行，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并迅速解決，為煤礦的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

（三）擬定完善的煤礦火災(zāi)事故應(yīng)對(duì)方案

煤礦企業(yè)在制定防滅火技術(shù)處理方案時(shí)，應(yīng)緊密結(jié)合礦井具體情況，并參考過(guò)往火災(zāi)事故處置的成功經(jīng)驗(yàn)。以均壓滅火技術(shù)為例，其應(yīng)用策略如下。第一，針對(duì)小區(qū)域并聯(lián)漏風(fēng)問(wèn)題，可采用調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的方式實(shí)現(xiàn)均壓。具體而言，為了使負(fù)壓風(fēng)能夠有效傳導(dǎo)至采空區(qū)，可在回采工作面朝向外面60m～110m的地方配備調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)。一般須安裝2個(gè)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)，二者的距離要求在3～5倍巷道截面范圍內(nèi)，使風(fēng)門(mén)距離與風(fēng)壓損失保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)[10]。第二，將通風(fēng)效果好的系統(tǒng)放在作業(yè)面。過(guò)去使用的“U”形通風(fēng)方式因?yàn)楣ぷ髅鎯蓚?cè)壓差太大，使得采空區(qū)中自燃區(qū)域范圍增加，從而提高了煤炭發(fā)生自燃的幾率?，F(xiàn)在多選擇“W”形通風(fēng)方式，可以將工作面兩端的壓差變小，最大限度減小易自燃范圍面積，從而更有效預(yù)防火災(zāi)發(fā)生。對(duì)煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)進(jìn)一步完善技術(shù)方案，并嚴(yán)格加以落實(shí)，確保防滅火措施取得實(shí)效。

結(jié)語(yǔ)

總之，煤炭生產(chǎn)極其復(fù)雜，具有較高的危險(xiǎn)性，容易發(fā)生火災(zāi)事故。為此，做好防滅火工作是煤礦生產(chǎn)中的重中之重。采用通風(fēng)防滅火技術(shù)能有效減少礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，也能?chuàng)造出安全的作業(yè)環(huán)境，最大限度避免煤礦火災(zāi)事故的發(fā)生。

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