我國煤層自然發火情況嚴重，據統計國有重點煤礦中大約有56%的礦井存在煤層自然發火危險，而特厚煤層開采自然發火更為嚴重。近年來，隨著我國特厚煤層綜采放頂煤技術的試驗和推廣，煤炭的產量和效益大幅度提高，日產原煤高達1.0－1.6萬t，日產值達200多萬元，工作面設備投資在4000－5000萬元，年產500萬t的礦井基本上可實現一礦一面，確保工作面安全生產顯得尤為重要。但這種采煤法的開采強度大、采空區遺留殘煤多、冒落高度大、漏風嚴重，隨之出現了難以解決的火災、瓦斯、粉塵等一系列問題。據統計，我國煤礦有50%以上的綜采放頂煤工作面存在著自然發火危險，嚴重威脅著礦井的安全生產。因此，防滅火技術的研究工作也是綜放工作面安全生產的關鍵之一。    1、我國煤層自然發火防治技術概況    1.1防滅火技術    20世紀50年代我國開始研究并在煤礦推廣黃泥灌漿防滅火技術，60-70年代研究阻化劑防火、均壓通風、高倍數泡沫滅火等技術，80－90年代研究礦井自然發火預測系統、惰氣防滅火、快速高效堵漏風、帶式輸送機火災防治等技術，并逐步形成適應普通采煤法和高產高效采煤法的綜合防滅火技術。目前我國煤礦煤層開采時期采用的火災防治技術措施，從總體上說有惰化、阻燃、堵漏、降溫及其綜合防治技術，共同發揮作用來實現防滅火的目的。    1.1.1惰化防滅火技術    惰化技術主要是指將惰性氣體送入擬處理區，抑制煤自燃的技術。主要用在當發生外因火災或因煤自燃火災而導致的封閉區。我國研制了燃油型DQ－150、DQ－1000型惰氣發生裝置，裝備了我國煤礦救護隊，成為滅火救災的重要設備。此外還研制了BGP－200型高倍發泡機以及YZWP－180型惰泡發生裝置。    近年來，注氮防滅火技術已在我國煤礦迅速推廣應用。除部分煤礦用深冷固定制氮機組和管輸下井注氮系統外，有些礦井開始裝備近年來新研制的地面移動式碳分子篩變壓吸附制氮機組（BXND－500型、KYZD－800型）、井下移動變壓吸附制氮機組（JXZD－400)、膜分離制氮機組（KMDS－600型）等。由束管監測系統連續監測測定，確定采空區氧化、自燃、窒息三帶寬度后，用埋管或打鉆向采空區自燃帶連續注氮，惰化自燃帶，達到防火的目的。在撲滅巷道火災中，建臨時密閉后，向封閉區注氮氣，使火區氣體氧濃度降至10%以下可滅明火，降至1％－2%可快速滅火，燃燒深度大的火源，注氮量應達到火區體積的2－3倍。    1.1.2阻燃物質防滅火技術    阻燃物質防滅火技術主要是指將一些阻燃物質送入擬處理區，從而達到防滅火目的。除已作為常規防滅火措施使用的黃泥漿外，近年來發展起來的有粉煤灰、頁巖泥漿、選煤廠尾礦漿、阻化劑和阻化泥漿等，已經得到較廣泛的應用。    1.1.3堵漏風防滅火技術    工作面推過后，及時封閉和采空區相連通的巷道、無煤柱工作面順槽巷旁充填隔離帶、隔離煤柱裂隙注漿堵漏風等均屬于堵漏風防滅火。我國近年研究了雙料型高水速凝充填料和液壓快速注漿設備，并進行了無煤柱工作面順槽巷旁充填隔離帶的試驗，已獲成功。還研制了KBJ一100/5, KBJ一50/3型速凝粉煤灰漿設備和注漿工藝，灰漿輸送距離達800m，用于構筑永久密閉、煤壁裂隙、巷道高冒區灌注、膠結等作業。該設備和材料還可用于快速構筑密閉。    1.1.4災變時期風流穩定、控制及救災指揮技術    我國研究火災時期風流穩定性和風流控制還處于建立物理數學模式進行通風網路解算和災變風流模擬的階段，未達到實用化階段。近年來還開展了救災專家系統的研究，試圖將眾多防滅火專家的技術經驗，經計算機軟件形成人工智能，組成救災專家決策系統，以便在各火災發生時快速選擇救災方案，避免人為因素的片面性。由于該研究的工作量大、難度大，還沒有正規產品間世。自動防火監控風門、自控防火水幕也是開發研究的內容，已達實用化階段。    1.2火災的預測預報技術    1.2.1煤自然發火危險性的判定    20世紀80年代前，煤自然發火危險性的判定沿用前蘇聯的著火溫度法鑒定煤自然發火傾向，其結果和開采后證實的情況基本相符，但對于高硫煤差異較大。    近年來，研究色譜動態吸氧法測定吸氧量和吸氧速度，判定自然發火傾向，并研制了ZRJ－1型色譜自燃性測定儀，在煤礦已推廣使用。    在研究煤的自然發火期及其影響因素中，近年來采用了2種技術途徑：一是用煤堆實驗裝置在模擬條件下測定并解算發火期；二是測定煤的吸氧速度、氧化反應速度，以熱傳導及熱平衡原理推算最短自然發火期，并結合地質、開采、通風等影響因素的修正系數確定煤的發火期。    1.2.2自然發火預測預報    (1)預測預報指標    過去礦井火災預測預報指標主要采用CO，但最新研究表明CO已不是在任何情況下都可作為惟一的和最靈敏可靠的判別煤自燃火災的指標。最新的研究結果為：使用CO、C2H
                

相關標簽：