關(guān)于中國(guó)煤礦火災(zāi)防治現(xiàn)狀研究文獻(xiàn)綜述

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1、關(guān)于中國(guó)煤礦火災(zāi)防治現(xiàn)狀研究文獻(xiàn)綜述摘要：煤炭工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展直接關(guān)系著建設(shè)全面小康社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和國(guó)家能源安全。我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)危險(xiǎn)源多、災(zāi)害嚴(yán)重的形勢(shì)非常嚴(yán)峻，尤以火災(zāi)為甚。每年自燃形成的火災(zāi)近400次，煤自燃氧化形成火災(zāi)隱患近4000次，僅我國(guó)北方煤田累計(jì)已燒毀煤炭達(dá)42億噸以上。煤礦火災(zāi)防治及其繼發(fā)性災(zāi)害的防控技術(shù)，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)具有非常重要的意義。本文簡(jiǎn)述了我國(guó)煤礦礦井火災(zāi)防治現(xiàn)狀，研究和總結(jié)煤層自燃機(jī)理和礦井內(nèi)因引起的火災(zāi)預(yù)防治理技術(shù)，分析了常用的防滅火技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了一些新型防、滅火材料。關(guān)鍵詞：煤炭自燃；防滅火技

2、術(shù)；防滅火材料正文：一、煤炭自燃規(guī)律及其機(jī)理我國(guó)煤礦中有56%的礦井存在煤層自燃發(fā)火危險(xiǎn)。近20年來(lái)，隨著我國(guó)采煤新技術(shù)的試驗(yàn)和推廣，煤炭的產(chǎn)量和效益大幅度提高。但開(kāi)采強(qiáng)度大，端頭支架處頂煤放出率低(有的不放)采空區(qū)遺煤量較多，使得煤層自然發(fā)火幾率增高，礦井自燃火災(zāi)事故增多。目前，煤炭自燃已成為制約我國(guó)煤炭工業(yè)高產(chǎn)高效的主要災(zāi)害之一。1.煤自燃規(guī)律煤礦火災(zāi)主要是煤自然發(fā)火，由于空氣滲漏進(jìn)入松散煤體，空氣中的氧與煤分子表面的活性結(jié)構(gòu)接觸，發(fā)生物理吸附、化學(xué)吸附及化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)放出熱量，在一定的蓄熱環(huán)境下，煤體不斷地氧化、放熱、升溫，當(dāng)煤溫超過(guò)臨界溫度后，煤體繼續(xù)升溫，達(dá)到煤的著火

3、點(diǎn)溫度，最終導(dǎo)致煤體燃燒。[1]在煤礦里，自燃火災(zāi)主要是指煤炭在一定條件和環(huán)境下自身發(fā)生物理化學(xué)變化(吸氧、氧化、發(fā)熱)，聚集熱量導(dǎo)致著火而形成的火災(zāi)。自燃火災(zāi)大多發(fā)生在采空區(qū)、遺留的煤柱、破裂的煤壁。煤巷的高冒以及浮煤堆積的地點(diǎn)。2.煤的自燃機(jī)理關(guān)于煤的自燃問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)，一般都認(rèn)為煤中黃鐵礦的存在是自燃的原因，由于黃鐵礦氧化成為三氧化二鐵及三氧化硫時(shí)能放出熱量，在有水分參加的情況下，可以形成硫酸，它是很強(qiáng)的氧化劑，更加速煤的氧化，促進(jìn)煤的自燃。需要指出，有的含有黃鐵礦的煤，雖然經(jīng)過(guò)長(zhǎng)斯放置，并不一定發(fā)生自燃，而不含或少含黃鐵礦的煤也有自燃現(xiàn)象。因此，煤的自燃并非完全因含有黃

4、鐵礦而引起。其主要原因是由于吸收了空氣中的氧氣，使煤的組成物質(zhì)氧化產(chǎn)生熱量，再被水濕潤(rùn)，就放出更多的濕潤(rùn)熱，也會(huì)加速煤的自燃。此外，煤的自燃還與煤本身的性質(zhì)有關(guān)。如煤的品級(jí);煤的顯微組分、水分、礦物質(zhì)、節(jié)理和裂隙;煤層埋藏深度和煤層厚度;開(kāi)采方法和通風(fēng)方式等。煤的自燃從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是煤的氧化過(guò)程。3.礦井火災(zāi)發(fā)生的“三要素”礦井火災(zāi)發(fā)生必須具備的三個(gè)條件是：一是要有可燃物；二是要有一定的溫度和足夠熱量的引火熱源；三是要有一定量的氧濃度空氣。俗稱(chēng)火災(zāi)三要素，才能構(gòu)成火災(zāi)。其相互關(guān)系如下圖所示。[2]6煤層自燃發(fā)火煤本身的特性煤有自燃傾向人為控制影響熱量不斷積聚連續(xù)供氧遺留大量浮煤圖

5、1煤礦自燃火災(zāi)發(fā)生條件圖4.影響煤炭自燃發(fā)火的因素影響煤自燃的因素很多，包括煤自燃傾向性、煤層地質(zhì)條件、開(kāi)拓開(kāi)采條件、煤體漏風(fēng)條件及溫度、聚熱條件及煤體空隙度等，影響過(guò)程極其復(fù)雜。但這些因素不外兩大類(lèi)，即影響煤炭自身與氧反應(yīng)的因素和影響外界供氧因素，這正是煤炭自燃防滅火技術(shù)研究的根據(jù)所在。[3]二、中國(guó)煤礦火災(zāi)防治技術(shù)的現(xiàn)狀我國(guó)從20世紀(jì)50年代起在煤礦推廣灌漿防滅火技術(shù)，60—70年代對(duì)均壓通風(fēng)防滅火技術(shù)、阻化劑防滅火技術(shù)、泡沫防滅火技術(shù)進(jìn)行了研究應(yīng)用，80—90年代研究了自燃火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)、惰氣防滅火技術(shù)、凝膠防滅火技術(shù)、火區(qū)快速密閉技術(shù)、堵漏風(fēng)技術(shù)、帶式輸送機(jī)火災(zāi)防治技

6、術(shù)、內(nèi)外因火災(zāi)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)等，90年代以后主要集中在原有防滅火技術(shù)裝備性能提升以及新型防滅火材料研制等方面。煤礦火災(zāi)防治技術(shù)經(jīng)過(guò)50余年的發(fā)展，已形成了火災(zāi)預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)、預(yù)防、治理相結(jié)合的綜合火災(zāi)防治技術(shù)體系，并且在災(zāi)變時(shí)期風(fēng)流流動(dòng)及控制、救災(zāi)決策輔助系統(tǒng)、災(zāi)后搶險(xiǎn)救災(zāi)技術(shù)等方面取得了較大進(jìn)展。1.煤自燃的識(shí)別和預(yù)測(cè)方法[4～6]1)磁探測(cè)法。依據(jù)煤炭在氧化自燃過(guò)程中，烘烤后的上覆巖石的磁性隨自燃溫度升高而增強(qiáng)，通過(guò)檢測(cè)煤巖磁性的變化來(lái)判斷煤炭的自燃程度進(jìn)行早期預(yù)報(bào)。2)電阻率探測(cè)法。其依據(jù)是煤炭自燃發(fā)火后,煤層的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和含水性會(huì)發(fā)生較大變化，通過(guò)分析其變化進(jìn)而進(jìn)行自燃的早期預(yù)

7、報(bào)。　3)氡氣探測(cè)法。根據(jù)煤層自燃后,隨煤溫升高,氡氣濃度上升,依此判斷火區(qū)位置，確定自燃程度進(jìn)行自燃的早期的預(yù)報(bào)。4)測(cè)定空氣和圍巖的溫度的方法。根據(jù)煤炭在氧化自燃過(guò)程中產(chǎn)生一定的熱量，使圍巖和空氣溫度升高的性質(zhì)，通過(guò)檢測(cè)煤巖和環(huán)境溫度來(lái)判斷煤炭的自燃程度進(jìn)行早期預(yù)報(bào)。5)測(cè)定井下空氣成份的變化的方法。依據(jù)煤炭在氧化自燃過(guò)程中，除放出一定熱量外，同時(shí)熱解釋放出CO，C2H4等碳?xì)漕?lèi)氣體的特點(diǎn)，通過(guò)檢測(cè)分析采掘空間是否有煤炭自燃而產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物，進(jìn)行煤炭自燃的早期預(yù)報(bào)。2.煤自燃滅火方法分析