浅谈辽矿集团的防灭火技术

摘要：辽矿集团矿井自然发火严重，通过查找原因，采取针对性措施，为辽矿集团采煤方法的革新奠定了基础，在综放采区和残煤综采区的消防火方面获得了保障，确定了集团公司的发展方向，为自然发火严重的矿井提供了宝贵的管理经验。

关键词：自然发火 注浆材料 百万吨发火率 辽矿集团

1.基本概况

辽源矿业集团各矿井井田基本是晚侏罗纪成煤，煤层自然发火期最短为7天，煤层极易自然发火。1986～2010年25年间，煤炭自然发火共发生6022次。

2.自然发火的原因、特点、规律分析

归纳过去自然发火的几点非自然原因如下：

2.1技术设计不合理

采区隔离煤柱尺寸小，煤柱压坏容易漏风。有时接续紧张在生产采区两道插孔送新区，造成两区无法封闭。设计采区没有走水条件，遇有隐患无法处理。

2.2采煤方法不当

过去采用水砂充填、假顶分层开采采煤法，砂道充不严，上层采完未等灌好浆、未等压实就发展下分层，造成上分层老塘无法灌浆漏风供氧。残煤回采也存在同样问题，接续紧张上层没封闭完就发展下分层、相邻采区连续发展，造成邻区漏风。

2.3巷道采用木支护

抗压强度低，极易压坏造成冒顶，同时木棚受压变形断面小，有隐患也难于处理；

2.4防灭火设备、装备、消防火处理方法落后

常年的消防火处理方法就是打苞子充填、打钻灌浆，这些方法占用空间、占用时间，与采掘容易发生矛盾，影响消防火工作的正常操作。

2.5支护质量不好，造成冒顶

掘进只抢进度，支护质量不好，造成冒顶。巷道维修大翻大挑造成冒顶多，造成冒顶也不认真处理，给自然发火留下了最大的隐患。

3.针对性措施的采取

通过自我剖析，寻找一切行之有效的管理办法。效果显著的几点总结如下：

3.1合理设计，缩小采掘工作面个数，减少隐患发生。

西安矿针对采掘地点过多问题进行了调整，仅2个月时间就关闭27个采区和掘进道口，关闭量达到40%，减少了隐患发生。

3.2改革采煤方法，减少隐患发生。

西安矿取消水砂充填采煤法发火次数降低30%，取消巷柱采法改用单扒采法发火次数降低20%。

3.3改变木支护为钢铁支护。

煤巷有条件的要采取锚网支护，没条件的要与锚网联合支护，保证巷道规格尺寸，提高支护抗压强度，避免冒顶，在源头上消灭发火隐患的发生。并对所有煤巷进行喷浆，即防止了煤体接触空气风化，又防止了漏风供氧自燃。

3.4改造消防火系统，提高隐患处理能力。

对各矿消防火系统进行改造：由原有的消火充砂系统改为注浆泵高压注浆系统，并新上了注氮防火系统配合束管监测系统对采空区进行综合防火，现集团公司总注氮能力能达到12300m3/小时。极大地提高了消防火处理能力。

3.5改变矿井安全责任主体，控制隐患发生。

西安矿改变了过去的“专业分工管理”。由过去的通风部门专职负责处理隐患，改为“全井（区）各部门分别责任共同管理”。在技术设计、采掘生产管理、隐患处理各环节、各部门都要有统一平衡管理，改变了生产组织意识和安全生产观念，从被动式处理灾害改变为主动超前处理隐患，自然发火事故大幅度降低，安全生产日趋稳定。

几年来，由于防灭火技术的改变，防灭火处理方法得当，防灭火能力大大增强，全公司每年自然发火次数从过去的30～50次降到现在的0～2次，下降95%以上；百万吨发火次数从过去的10～15次降到现在的0.002次左右，降低幅度99%以上。

4.试验研究消防火新方法

虽然我们现在消灭了自然发火封区事故，但必要的防火工作，每年注浆量要上万吨，制氮机耗电量近2000万度。所以我们必须努力探寻更有效、更省力、更环保的消防火新方法。

4.1加强自然发火早期预测预报

4.1.1 通过束管和热敏电阻测量目标区气体和温度，即用万用表测热敏电阻的阻值，查表即可得出温度值。

4.1.2 用红外测温仪检测高顶温度。

4.1.3 用红外热像仪检测井下隐性火源位置。

通过早期的预报能够提前掌握自然发火的发展进度，及时采取措施将巷道高顶的自然发火隐患消灭在萌芽中。对松动圈发育的巷顶，其处理方法与处理高冒区相同。

4.2高冒区目标注氮

将注氮管接通到进、回风顺槽，注氮管每隔50～100m设置三通一个，便于用软管连接高冒区钻孔套管。对高冒区实施目标注氮防灭火，注氮时机为：当高冒区温度超过35℃时，或高冒区打钻难度大时。

4.3不断更新注浆材料

4.3.1 注凝胶

凝胶是硅的胶体，它由基料水玻璃和促凝剂碳酸氢铵（也可用硫酸铵、铝酸钠等）按一定的比例配制成水溶液，发生凝胶作用，胶体内部充满了水分子和一部分其它物质，硅凝胶起框架作用，把易流动的水分子都固定在凝胶内部。成胶的过程是个吸热的过程，吸热量与胶体浓度及原材料有关，生成的副产物一般都有是很好的阻化剂。

4.3.2 注白泥

白泥（高岭土）成浆后具有固水性、粘性、悬浮性和抗烧性。当白泥的浓度达到25%以上时，白泥近似于凝胶状态，注入高冒区后，能象凝胶那样充填高冒区和裂隙，防止高冒区的漏风。注白泥工艺为单液注浆，工艺简单、流量大、成本低，货源方便，可大量向高冒区或松动圈注入白泥。

4.3.3 注粉煤灰

有洗煤厂的矿井，可将洗煤产生的粉煤灰浆引入井下，通过注浆泵高压注入目标地点，可对空巷、采空区及巷道高冒区注浆。粉煤灰浆在管道内流动性好，注入目标区后脱水性好，脱水后形成的再生煤体密封性好。注粉煤灰工艺简单、资源方便、流量大、成本低，并可减少洗煤厂的排污处理工序，因此可大量向目标区注入粉煤灰。

总之，随着社会科技的发展，新的注浆材料会被不断发现，只要不断积极研究试验各种注浆材料，一定能找到更适合煤矿使用的好材料。

5.结论

辽矿集团的消防火工作通过从干部到职工思想认识的提高，认真分析总结自身自然发火的原因、特点和规律，依据科学技术，采取针对性的解决办法，虽然历经坚难，最终消防火工作水平有了全面的提高，杜绝了发火封区现象。多年积累的消防火工作经验仅供有自然发火的矿井参考借鉴。在煤层的自然发火领域还存在很多科技攻关项目，我们只有依据科学技术才能更好地做好煤矿的消防火工作，希望通过科学有效的消防火工作，所有煤矿都能尽快地杜绝自然发火现象。