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【摘 要】火灾为煤矿五大灾害之一,矿井自燃发火隐蔽性强、治理难度大。本文以中平能化集团十二矿为研究对象,探讨了隔断充填技术的特征,及其在煤井火区治理中的应用措施,目的是希望这一技术方法能够被更多的煤矿企业认识和运用。
【关键词】煤井;火灾;隔断充填技术
一、矿井内因火灾及其危害
内因火灾是指煤炭在一定条件下,如破裂的煤柱、煤壁、集中堆积的浮煤,又有一定的风量供给,自身发生物理化学变化、吸氧、氧化、发热、热量聚集导致着火而形成的火灾。内因火灾的发生,往往伴有一个孕育的过程,根据预兆能够在早期发现。但由于火源隐蔽,经常发生在人们难以进入的采空区或煤柱内,要想准确地找到火源比较困难。内因火灾理所当然受到人们的重视,成为研究的重点。
二、我国煤矿矿井火灾防治现状
我国煤矿自燃发火非常严重,有56%的煤礦存在自燃发火问题,而我国统配和重点煤矿中具有自燃发火危险的矿井约占47%,矿井自燃发火又占总发火次数的94%,其中采空区自燃则占内因火灾的60%。这种火灾常造成工作面封闭、冻结大量的煤炭资源和昂贵的生产设备,造成工作面、采区风流紊乱,影响矿井正常的生产接替,并造成人员伤亡。由于我国火灾基础理论研究起步晚,防灭火关键设备和技术有待完善和配套,有一批亟待解决的技术问题。因此,矿井火灾防治工作仍然是矿井安全生产所面临的一项艰巨任务。
三、隔断充填技术方案与实施效果
(1)隔断充填技术简述。隔断充填技术是利用发火巷道邻近的措施巷向着火点或高温区域边界处上部(顶部)施工钻孔,然后通过钻孔向巷道内灌注碳酸氢铵与水玻璃的混合水溶液,两种溶液的混合凝固时间要根据钻孔深度、溶液流速、钻孔孔径等参数进行合理化配比,两种溶液流出钻孔管口凝固时间要控制到2秒以内,以便可以瞬间凝固、堆积,形成固体隔断墙,使着火区域(段)形成密闭空间。然后再通过措施巷在密闭空间中间段施工钻孔,灌注碳酸氢铵与水玻璃的水溶液,两种溶液流出钻孔管口凝固时间根据封闭段长度控制在180秒以内合理时间,使溶液可以有充分时间均匀平铺并全断面凝固充填巷道。最后通过边清理凝固体边喷浆堵漏灭火的方式起到彻底消除火灾隐患的目的。(2)隔断充填技术方案实施步骤。首先通过己15-17-17042回风巷向己15-17-17062回风巷火区高温段预测首、末点顶板位置(依据前期治理情况综合分析预测火区高温段)施工治理钻孔K1、K2孔,在己15-17-17042回风巷依次对K1、K2孔远距离灌注碳酸氢铵与水玻璃的混合水溶液,依据实验室实验配比浓度和钻孔深度、溶液流速、钻孔孔径等参数进行合理化配比,利用注浆钻孔套铝塑管的又重管路使溶液在钻孔出口处混合,混合时间控制在2秒以内,使溶液可以短时间内混合凝固,进而堆积成“密闭墙”,彻底隔断火区高温段,使己15-17-17062回风巷50米高温段形成一个密闭空间。然后在己15-17-17042回风巷向己15-17-17062回风巷K2孔向里3米位置再施工一个治理钻孔K3孔,向K3孔再次灌注碳酸氢铵与水玻璃的混合水溶液。己15-17-17062回风巷为下山掘进,外高里低,巷道下山角度为12°至15°,此次两种水溶液混合时间根据巷道坡度和密闭段长度控制在120秒左右,使其有充分时间均匀平铺并全断面凝固充填火区高温密闭空间。待灌注完毕,充填材料稳定之后,启封己15-17-17062回风巷,一边对充填材料进行清挖、一边对巷道喷浆堵漏的方法解放己15-17-17062回风巷。己15-17-17062回风巷解放出来以后再对己15-17-17060采空区局部高温点进行近距离彻底治理,短时间内消除火灾隐患。(3)隔断充填技术实施效果。自2011年元月25日己15-17-17062自燃发火以来,十二矿精心组织,采取了隔断充填、喷浆堵漏、调整优化通风设施、均压、注氮、注液态二氧化碳、注高分子灭火材料、注黄泥浆、壁后注水泥浆、注碳酸氢钠、注碳酸氢铵等一系列治理措施,最终成功启封己15-17-17062进、回风巷,恢复采掘生产。目前,己15-17-17062回风巷已经顺利启封,工作面已经恢复正常生产状态,彻底消除了火灾隐患。
四、隔断充填治理技术的推广与意义
“隔断充填”技术的实施与推广可以更好的服务于矿井火灾治理工作,其低风险、小成本、高时效、易操作的特性可以加速矿井火灾治理进度,大大降低人员伤亡与经济损失,提高煤矿生产行业的安全指数。
参 考 文 献
[1]孙桂梁.利用矿用固化泡沫密闭充填技术成功封堵遗留火区[J].煤矿安全.2007(3)
[2]汪丽媛,张鹏翔,郑龙.煤矿火灾预防与治理[J].山东煤炭科技.2010(4)
【关键词】煤井;火灾;隔断充填技术
一、矿井内因火灾及其危害
内因火灾是指煤炭在一定条件下,如破裂的煤柱、煤壁、集中堆积的浮煤,又有一定的风量供给,自身发生物理化学变化、吸氧、氧化、发热、热量聚集导致着火而形成的火灾。内因火灾的发生,往往伴有一个孕育的过程,根据预兆能够在早期发现。但由于火源隐蔽,经常发生在人们难以进入的采空区或煤柱内,要想准确地找到火源比较困难。内因火灾理所当然受到人们的重视,成为研究的重点。
二、我国煤矿矿井火灾防治现状
我国煤矿自燃发火非常严重,有56%的煤礦存在自燃发火问题,而我国统配和重点煤矿中具有自燃发火危险的矿井约占47%,矿井自燃发火又占总发火次数的94%,其中采空区自燃则占内因火灾的60%。这种火灾常造成工作面封闭、冻结大量的煤炭资源和昂贵的生产设备,造成工作面、采区风流紊乱,影响矿井正常的生产接替,并造成人员伤亡。由于我国火灾基础理论研究起步晚,防灭火关键设备和技术有待完善和配套,有一批亟待解决的技术问题。因此,矿井火灾防治工作仍然是矿井安全生产所面临的一项艰巨任务。
三、隔断充填技术方案与实施效果
(1)隔断充填技术简述。隔断充填技术是利用发火巷道邻近的措施巷向着火点或高温区域边界处上部(顶部)施工钻孔,然后通过钻孔向巷道内灌注碳酸氢铵与水玻璃的混合水溶液,两种溶液的混合凝固时间要根据钻孔深度、溶液流速、钻孔孔径等参数进行合理化配比,两种溶液流出钻孔管口凝固时间要控制到2秒以内,以便可以瞬间凝固、堆积,形成固体隔断墙,使着火区域(段)形成密闭空间。然后再通过措施巷在密闭空间中间段施工钻孔,灌注碳酸氢铵与水玻璃的水溶液,两种溶液流出钻孔管口凝固时间根据封闭段长度控制在180秒以内合理时间,使溶液可以有充分时间均匀平铺并全断面凝固充填巷道。最后通过边清理凝固体边喷浆堵漏灭火的方式起到彻底消除火灾隐患的目的。(2)隔断充填技术方案实施步骤。首先通过己15-17-17042回风巷向己15-17-17062回风巷火区高温段预测首、末点顶板位置(依据前期治理情况综合分析预测火区高温段)施工治理钻孔K1、K2孔,在己15-17-17042回风巷依次对K1、K2孔远距离灌注碳酸氢铵与水玻璃的混合水溶液,依据实验室实验配比浓度和钻孔深度、溶液流速、钻孔孔径等参数进行合理化配比,利用注浆钻孔套铝塑管的又重管路使溶液在钻孔出口处混合,混合时间控制在2秒以内,使溶液可以短时间内混合凝固,进而堆积成“密闭墙”,彻底隔断火区高温段,使己15-17-17062回风巷50米高温段形成一个密闭空间。然后在己15-17-17042回风巷向己15-17-17062回风巷K2孔向里3米位置再施工一个治理钻孔K3孔,向K3孔再次灌注碳酸氢铵与水玻璃的混合水溶液。己15-17-17062回风巷为下山掘进,外高里低,巷道下山角度为12°至15°,此次两种水溶液混合时间根据巷道坡度和密闭段长度控制在120秒左右,使其有充分时间均匀平铺并全断面凝固充填火区高温密闭空间。待灌注完毕,充填材料稳定之后,启封己15-17-17062回风巷,一边对充填材料进行清挖、一边对巷道喷浆堵漏的方法解放己15-17-17062回风巷。己15-17-17062回风巷解放出来以后再对己15-17-17060采空区局部高温点进行近距离彻底治理,短时间内消除火灾隐患。(3)隔断充填技术实施效果。自2011年元月25日己15-17-17062自燃发火以来,十二矿精心组织,采取了隔断充填、喷浆堵漏、调整优化通风设施、均压、注氮、注液态二氧化碳、注高分子灭火材料、注黄泥浆、壁后注水泥浆、注碳酸氢钠、注碳酸氢铵等一系列治理措施,最终成功启封己15-17-17062进、回风巷,恢复采掘生产。目前,己15-17-17062回风巷已经顺利启封,工作面已经恢复正常生产状态,彻底消除了火灾隐患。
四、隔断充填治理技术的推广与意义
“隔断充填”技术的实施与推广可以更好的服务于矿井火灾治理工作,其低风险、小成本、高时效、易操作的特性可以加速矿井火灾治理进度,大大降低人员伤亡与经济损失,提高煤矿生产行业的安全指数。
参 考 文 献
[1]孙桂梁.利用矿用固化泡沫密闭充填技术成功封堵遗留火区[J].煤矿安全.2007(3)
[2]汪丽媛,张鹏翔,郑龙.煤矿火灾预防与治理[J].山东煤炭科技.2010(4)