防灭火安全技术措施 保证安全的技术措施 煤矿安全技术措施 安全技术...
[摘 要]本文从徐庄煤矿因地制宜地应用均压防火技术的实例，从理论和实践的角度上进一步分析了该项技术在防治自然发火、提高经济效益以及确保矿井安全生产中的重要作用。
[关键词]均压防灭火，漏风，采空区遗煤自燃
中图分类号：TD752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0399-02
1 引言
自然发火是制约厚煤层开采工艺发展的因素之一，也是煤炭工作者多年来致力解决的一个课题。本文通过采用均压防火，结合传统防治火灾的技术，分析其可行性。
2 现场条件
本文结合大屯矿区徐庄煤矿7193综放工作面采用均压防灭火的实例加以阐述。7193综放工作面煤层特征（如表1所示），工作面采用后退式回采、折返式通风。7193综放工作面面长150米，走向长度平均840米，工作面共安设支架101台。当工作面推进130米时，发现工作面上隅角有煤油味，并测得CO为300ppm，且有不断上升的趋势，最高测得CO为600ppm，表明工作面采空区内某点已经发生了煤炭自燃。
3 理论依据
均压技术始于五十年代，由波兰汉·贝斯特朗（H.Bystron）教授提出。开始，仅用于加速封闭区域内火区的熄灭，经过几十年的发展，均壓防灭火在技术上和理论上都得到了发展和完善。目前它不仅应用于封闭区域内防止遗煤自燃和加速火区的熄灭，而且还应用于工作面回采时抑制工作面后部采空区遗煤自燃的发展，以及用来调整风流方向消除火灾气体的威胁，以至于用来控制存积瓦斯的涌出。
（1）回采工作面漏风形式：后退式回采、折返式通风（U型通风系统）形成的采空区小并联漏风（图1）
（2）漏风通道的探测：采用SF6示踪气体法对漏风通道进行探测，根据示踪气体检出的地点、时间与浓度即可判定漏风路线、漏风范围，从而为制定均压措施提供依据。
（3）采空区遗煤自燃。
第一带：不自燃带。如图2所示之Ⅰ带。这个带氧气充足，漏风流速大，有氧化但无蓄热条件，氧化的热量被漏风带走。不燃带的宽度一般为工作面煤壁至采空区的1-15m范围内。
第二带：自燃带。如图2所示之Ⅱ带。从不自燃带向采空区的1-120m范围内，因采空区上覆岩层的冒落与逐渐压实，漏风减少到既有充足的供氧条件，又有良好的蓄热环境，故煤炭最易于自燃。
第三带：窒息带。如图2所示之Ⅲ带。在自燃带之后，冒落的岩石不断被压实，漏风微弱氧气浓度下降到6-8%以下的窒息浓度。在自燃带已自燃的煤炭到了窒息带也因氧气浓度的减少而窒息熄灭。
以上三带的位置随着工作面的推进而前移。在这三带中，从防火角度研究，以自然带（Ⅱ带）的特性参数最值得注意。自燃带前移的速度愈慢，宽度愈大，遗煤滞留在此带的时间愈长，自燃愈容易发生。为此，加快其前移速度，缩小宽度，将是遗煤自燃的重要方法。而加快自燃带前移速度的唯一方法是加快回采速度；控制其宽度的方法是降低工作面的风阻或者进出口端点的通风压差；以及灌浆、注水、充填采空区的空隙，促进再生顶板的生成，提高采空区的漏风风阻。
4 均压措施
（1）7193调节风门均压。如图3所示，在工作面的回风巷内设调节风门（A）。
采用调节风门均压，是针对小并联漏风采取的一种均压措施。如上图所示，在工作面的回风巷内设调节风门（A）之后，工作面风量减少，即使风阻不变，其通风压差也会有所下降。随之而来的是采空区原有自燃带宽度变小，窒息带前移，已经发展起来的自燃现象也会得到抑制。由此不难看出，在工作面后部采空区存在并联漏风的条件下，控制自燃的有效措施是在回风道内设置调节风门。与此同时，若能采取加快回采速度的措施使三个带迅速前移自燃定当不会发生。应当指出的是：工作面风量的减少是有限度的，它不能低于《规程》规定的最低风速（0.25m/s）；更不允许瓦斯超限。另外，还要满足降温、降尘方面的要求。
（2）7193调节风门与风机联合均压。如图4所示，在工作面进风巷安设风机而回风巷内构筑调节风门，即风门与风机联合均压。
采用调节风门与风机联合均压。如上图所示，工作面采空区漏风可以是来自后部上方B点或下方A点。这类漏风的特点是无论来自何方都要经回采工作面的上隅角排出。针对这一特点采取的均压措施通常是在工作面进风巷安设风机而回风巷内构筑调节风门，即风门与风机联合均压。采取这种均压措施后，工作面局部区段（2-3）的绝对压力提高，当它等于后部漏风源A、B处的绝对压力时，就会阻止向采空区内漏风供氧，从而控制了自燃的发生。采用这种均压措施时要注意一点，不能单纯追求上隅角CO或其它自燃征兆全部消失，而无限制地加大风机的能力；缩小调节风门上的风帘面积。如果工作面局部区段风压过大，造成向采空区内部供风，后果将是相当危险的。
5 工作面“三带”观测及煤温测定
工作面“三带”观测及煤温测定方案有二：一是观测范围在材料道沿采空区走向长度150m范围内每隔30m布置一个取样点抽取气样和测定温度，二是在材料道布置1-2点连续抽取气样并每天记录推进度，计算深度，7193工作面“三带”观测及煤温测定选用方案一，即在材料道沿采空区走向长度150m范围内每隔30m布置一个取样点抽取气样和测定温度。通过采用束管监测技术和热电偶测温技术，测定和分析了7193综放工作面采空区气体成份和采空区温度变化规律，确定了工作面采空区“三带”的宽度，考察了采用不同均压措施下的采空区“三带”的变化情况，对指导今后其它类似的工作面也有一定的参考作用。表2是7193综放工作面采空区“三带”分布情况。
6 结论
7193综放工作面调节风门均压以及调节风门与风机联合均压措施的实施，有效地遏制了7193采空区自燃发火事故的发生。从采空区三带分布表数据显示，调节风门均压、调节风门与风机联合均压两措施实施均实现了三带的前移。徐庄煤矿7193工作面均压防灭火措施的实施，为大屯矿区综放工作面的防灭火提供了宝贵的实践经验，具有较高的推广应用价值。
作者简介
李东良（1980-），男，河北定州人，2003年毕业于华北科技学院，工程师，现任中煤大屯公司徐庄煤矿通风科科长。
