1、概述：

我國存在有煤炭自燃的礦井占礦井總數(shù)的56%，具有自然發(fā)火危險的煤層占累計可采煤層數(shù)的60%；煤炭自燃而引起的火災占礦井火災總數(shù)的90%。 百萬噸發(fā)火率近年雖有所下降，但仍居高不下，高達1%，與世界幾個主要產(chǎn)煤國家相比，差距還很大。煤層自燃不僅直接燒掉了寶貴的煤炭資源，而且還破壞了煤層的賦存條件，危及煤礦的安全生產(chǎn)，使得大量煤炭資源難以開采而間接損失；更為嚴重地是煤層無控制地不充分燃燒，釋放出大量有害物質，引發(fā)一系列的生態(tài)環(huán)境惡效應；煤田自然，煤層消減，導致地表塌陷，河流改道，地下水位降低，部分土地荒漠化，嚴重地破壞了國土資源。這些都惡化著人類的生存環(huán)境與條件，影響著地區(qū)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：開采有自然傾向性煤層的礦井，在礦井和新水平的設計中，必須采用綜合以及專項預防煤層自然發(fā)火措施。

煤峪口礦是內因火災隱患較為突出的礦井之一，過去是將防治內因火災放在治理上，屬于“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的被動式治理方式，由于煤炭自燃是一個緩慢的過程，一旦發(fā)現(xiàn)已相對較遲，不利于隱患的治理，因此我礦在內因火災隱患治理和預防上一直處于被動的狀態(tài)，隨著礦井開采的繼續(xù)和防滅火實踐經(jīng)驗的積累，嚴峻的現(xiàn)實迫使我們必須改變內因火災防治意識，創(chuàng)新管理，才能適應突飛猛進的礦井開采生產(chǎn)的實際。為此我礦提出“以防為主，防治結合”的內因火災防治新理念的綜合治理方法。

2、重點區(qū)域分析：

通過對我礦內因火災治理經(jīng)驗進行分析總結，目前我礦重點防治區(qū)域有以下幾方面：

2.1、綜放工作面的防火：

410盤區(qū)采用綜合機械化一次采全高低位放頂煤的開采技術，受開采技術的限制，采空區(qū)內留有遺煤，而且在81006之后的所有工作面全部采用頂回風巷對上隅角瓦斯進行治理，由于頂回風巷超前工作面切割巷3～10m，造成工作面采空區(qū)“氧化帶、自熱帶、窒息帶”加長(采空區(qū)“三帶”位置在70m左右)，如果工作面出現(xiàn)回采速度放慢或停止回采時，即“三帶”長時間停留在同一區(qū)域時，那么極易在采空區(qū)內造成內因火災隱患的發(fā)生。

2.2、采空區(qū)的防火：

我礦是一個開采多年的老礦，井下采空區(qū)面積大，地表裂隙和沉陷坑直達采空區(qū)，外部漏風通道發(fā)達；同時，14^#層與11、12^#合并層屬近距離開采煤層，煤層間隔為4～7m，隨著14^#層開采的延伸，其采空區(qū)與上覆合并層采空區(qū)塌落面積逐漸加大。在采后應力作用下，采空區(qū)密閉和盤區(qū)保護煤柱被壓裂、變酥，形成內部漏風通道。由于漏風通道眾多且難以封堵，采空區(qū)內因火災隱患較為突出。

2.3、外界影響因素：

永定莊煤業(yè)公司跨界開采的我礦309、404火區(qū)下部的15#層8908工作面時采用正壓通風方式，受其通風方式的影響，309、404火區(qū)的平衡狀態(tài)極易被打破，容易造成復燃。

3、綜合治理措施：

對以前治理措施進行分析和實踐，我區(qū)在防滅火管理上創(chuàng)新管理思路，“變治為防”，將“被動治火”變?yōu)椤爸鲃臃阑稹?，通過對410盤區(qū)綜放工作面、404火區(qū)采等區(qū)域的治理應用后，效果十分明顯，現(xiàn)將治理方法說明如下：

3.1、內因火災預測預報分析：

3.1.1、每周二次對綜采工作面上隅角、回風的氣體取樣、化驗，建立數(shù)據(jù)庫分析、判斷氣體中△O2、CO/△O2、CO2/△O2的變化量，以判斷工作面內因火災的發(fā)展情況；

3.1.2、通過對工作面風量、月進度分析，預測下階段防滅火工作可能發(fā)生和情況；提出針對性治理措施，向礦領導匯報。

 

3.2、增強密閉堵漏：

①、我礦原來封閉工作面采空區(qū)外圍系統(tǒng)時，采用1.0m厚的片石水泥砂漿密閉，現(xiàn)全部改為防火密閉，增加密閉氣密性；

②、原防火密閉中間全部為充填黃土，但密閉內出現(xiàn)積水時了，隨著黃土極易流失造成密閉出現(xiàn)漏風的現(xiàn)象，現(xiàn)改為密閉中部注粉煤灰充填材料，增加密閉的封堵效果；

③、原防火密閉為2.5m原水泥砂漿片石構筑，現(xiàn)改為3.0m厚水泥砂漿片石構筑，增加密閉抗壓性。

3.3、預灌漿：

3.3.1、每年在灌漿工作結束后，對本年灌漿工作進行總結、分析；

3.3.2、根據(jù)礦井內因火災分析結果，提出下年度預防性灌漿的年度計劃和月度計劃；

3.3.3、對重點地段實施分時間、分階段、分地點的綜合預防性灌漿，確保灌漿效果和灌漿量滿足防滅火需要；

3.3.4、在每年4月份至10月份，充分利用有限的灌漿黃金季節(jié)，加大灌漿力度，確保完成月度和年度灌漿量計劃。

3.4、注氮防火：

在地面建立集中制氮站，并在井下鋪設注氮管路，采用“旁路式”注氮工藝，對厚煤層放頂煤工作面采空區(qū)實施注氮防滅火，改變過去采用注阻化劑防滅火的方法，使氮氣能直接進入回采工作面采空區(qū)，與采空區(qū)內殘存氧氣進行置換，從而有效減少采空區(qū)氧氣殘存量，達到降低采空區(qū)氧氣濃度，徹底消除采空區(qū)發(fā)生內因火災隱患的可能。

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5、氣霧阻化劑防滅火

在工作面進風巷穩(wěn)裝一個貯水箱和一個乳化液泵，阻化劑在水箱內與水混合后，經(jīng)乳化液泵加壓，將阻化劑溶液通過霧化器霧化后噴灑在工作面采空區(qū)內，隨采空區(qū)漏風飄散覆蓋到遺煤上，起到降溫和隔絕氧氣阻止煤炭氧化的作用，預防采空區(qū)遺煤自然發(fā)火。

 

 3.6、超前預防：

根據(jù)永定莊煤業(yè)公司公司開采15#層時采用正壓通風時，對我礦309、404盤區(qū)采空區(qū)造成的影響，我區(qū)提前采用加固309、404盤區(qū)外露密閉，同時為加強密堵漏效果，在密閉中部充填羅克休封堵材料，并在密閉外部安裝礦井監(jiān)測監(jiān)控傳感器，對密閉外部進行有效監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)氣體外泄及時采取措施進行處理，同時309、404盤區(qū)回風通道（西一風井井筒）進行預防性灌漿，從而全面消除309、404盤區(qū)的漏風通道，有效防止309、404盤區(qū)采空區(qū)內出現(xiàn)內因火災隱患，將外部因素對我礦造成內因火災隱患的可能減少到最低。

4、綜合防治技術的創(chuàng)新：

①、在預測預報方面：將△O₂、CO/△O₂、CO₂/△O₂和工作面風量、月進度等內容加入內因火災預測預報分析中，使內因火災預測預報分析更加全面、細致、科學。

②、將過去封閉工作面外圍系統(tǒng)時的永久密閉改為防火密閉，并在防火密閉中充填粉煤灰封堵材料，而且將2.5m厚防火密閉改為3.0m厚防火密閉，全面增強密閉封堵性、氣密性和抗壓性。

③、使預防性灌漿工作做到有計劃、有安排、有總結，充分利用4～10月份的灌漿“黃金季節(jié)”，對礦井重點區(qū)域、重點地段進行預防性灌漿。

④、采用“旁路式”注氮方法，對厚煤層放頂煤工作面采空區(qū)進行內因火災隱患的防治，使氮氣直接進入采空區(qū)內，有效降低采空區(qū)氧氣殘存量，徹底消除采空區(qū)內因火災隱患的發(fā)生。

⑤、超前預防，對可能造成我礦采空區(qū)出現(xiàn)內因火災隱患的區(qū)域，提前實施封堵和預防性灌漿，并在重點地段安裝安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)傳感器，從而實施連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的監(jiān)控。

通過采取上述幾方面的措施，使礦井內因火災隱患得到了有效的治理，將內因火災隱患消滅在萌芽狀態(tài)，從而消除了礦井內因火災隱患，給礦井安全生產(chǎn)打下了堅實的基礎，為實現(xiàn)本質安全型礦井，為實現(xiàn)“零事故現(xiàn)場，打造零事故環(huán)境”提供有力的支撐。

5、結束語：

礦井內因火災的防治是一項復雜的綜合過程，涉及礦井生產(chǎn)的各個主要環(huán)節(jié)，煤峪口礦在日常生產(chǎn)中，對煤層內因火災隱患進行及時、準確預報，避免人為因素的盲目性和被動性，從而做到預防為主、防治結合，最大限度地降低內因火災造成的損失。

作者簡介：

胡錦元，男，1970年7月出生，中共黨員，1994年7月河北煤建院采礦專業(yè)畢業(yè)，大學本科學歷，工程師，長期從事煤礦采煤專業(yè)技術工作，現(xiàn)任同煤集團煤峪口礦總工程師。

 

 

 

參考文獻

［1］張國樞，通風安全學，徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2008

［2］王德明，礦井通風與安全，徐州，中國礦業(yè)大學出版社，1990

［3］范天吉，礦井防滅火綜合技術手冊，吉林音像出版社，2003

［4］盧鑒章，申寶宏，煤礦災害防治技術基礎知識，北京：中國礦業(yè)大學出版社，2008

［5］張建民等，中國北方地區(qū)煤層自燃環(huán)境影響及治理對策研究，中國減災，1998

［6］譚永杰，中國煤田自燃災害及其防治對策、煤田地質與勘探，2000

［7］聶鴻元，繪合防滅火技術在高瓦斯礦井近距離煤層火災中的研究作用，太原：太原理工大學，2007

［8］王省身，張國樞，中國煤礦火災防治技術的現(xiàn)狀與發(fā)展，火災科學，1994

［9］烏劍明，許并社，王俊峰，吳玉國，煤自燃火災防治新技術及礦用新型密閉堵漏材料的研究與應用

［10］余明高，我國煤礦防滅火技術的最新發(fā)展及應用，礦業(yè)安全環(huán)保，2000

［11］羅海珠，梁運濤，煤自然發(fā)火預測預報技術的現(xiàn)狀與展望，中國安全科學學報，2003

附件下載