煤矿防瓦斯及防灭火技术应用

(整期优先)网络出版时间:2024-10-31
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煤矿防瓦斯及防灭火技术应用

邵会军

 平凉新安煤业有限责任公司   甘肃省平凉市  744201

摘要:在当前的煤矿开采过程中,安全开采受到更多的重视,许多煤矿企业采取各种技术手段提升煤矿开采的安全程度。对此,本文针对煤矿防瓦斯及防灭火技术的应用展开探讨,阐述其重要价值,以及火灾事故、瓦斯事故成因,而后对于如何推动技术应用提出相关建议,希望能为矿井开采提供一定参考。

关键词:煤矿;防瓦斯;防灭火;技术;应用

引言

煤炭在我国能源结构中占有重要位置,随着国民经济转型发展,煤炭需求量不断上升,煤矿开采规模也相应扩大,但在煤矿开采期间,瓦斯气体的存在不仅会对开采工作人员身体健康造成威胁,还容易发生爆炸,不利于各项工作的顺利进展。为了有效解决此类问题,有必要探究煤矿防瓦斯及防灭火技术,将其有效应用在煤矿开采工作中,本文对此展开探讨。

一、煤矿防瓦斯及防灭火技术应用的重要性

结合煤矿开采现状来看,应用防瓦斯及防灭火技术的重要价值主要体现在下述方面。一是确保煤矿有序开采,确保煤矿开采效率,在实际的生产中,如果出现瓦斯泄露或火灾事故,轻则导致生产暂停,重则引起严重的安全问题,危及工作人员的人身安全,因此,通过防瓦斯及防灭火技术的应用,可以有效避免安全隐患,确保煤矿稳定有序开采。二是降低煤矿企业成本,提升煤矿企业经济效益,瓦斯和火灾事故会给煤矿企业带来不必要的成本,而通过技术应用可以有效控制这些事故隐患,避免事故带来的额外成本,从而助力煤矿企业降本增效,不断扩大企业的利润空间。三是推进地区经济发展,煤炭是我国的主要能源之一,对经济发展具有极为明显的保障作用,通过防瓦斯及防灭火技术的应用,能确保煤矿开采有序进行,产出优质煤炭,为地区经济发展提供能源支持。

二、煤矿瓦斯事故、火灾事故成因分析

(一)瓦斯事故成因

瓦斯事故成因主要包括以下三种。一是回撤期的瓦斯涌出量明显增加,尤其是上隅角瓦斯气体堆积,如果通风不畅,就导致瓦斯气体无法及时排出,引起瓦斯浓度增加,造成瓦斯事故。二是瓦斯预先抽放时间不足,瓦斯浓度和压力可能暂时下降,达到标准,但在煤层之中的瓦斯气体总量依旧较高,随着时间的推移,瓦斯仍旧会大量涌出,而且无法及时排出,造成瓦斯事故。三是采空区的浮煤发生氧化反应,产生瓦斯气体,引起瓦斯事故。

(二)火灾事故成因

火灾事故成因主要包括内因和外因。内因主要指煤炭自燃,在开采的过程中,矿井内的温度会随着深度不断增加而上升,同时,煤层会吸收一定的氧气,当温度达到自然点以后,煤炭就会燃烧,如果未能有效控制,就会形成火灾事故。外因主要包括人为因素、设备因素,人为因素主要是工作人员出现违规操作情况,致使矿井内部温度升高或通风不畅,进而引起火灾问题。设备因素主要是一些井下机械设备短路、故障,迸发火花而引起的火灾问题[1]。一般而言,内因造成的火灾事故占比较高,但并不意味着可以放松对外因的排查和控制,工作人员仍需要规范操作并做好设备检查。

三、煤矿防瓦斯及防灭火技术应用措施研究

(一)煤矿防瓦斯技术

1.瓦斯抽放技术

瓦斯抽放主要是煤矿企业在开采之前进行打孔,铺设管道,而后利用钻孔、管道和真空泵抽出煤层、岩层和采空区的瓦斯气体。煤矿企业在开采之前建立瓦斯泵站,运行真空泵,制造负压,以此抽出瓦斯气体,如果抽出量较大,而且抽出稳定,可以供给矿区或周围居民生活,如果抽出量较小,或者抽出不稳定,则要进行排放处理。这一技术的优势在于能提前进行抽放,有充足的时间确保抽放效果,但缺点是钻孔较深,一旦钻孔出现问题,容易造成抽放效率较低,或是引起地面水进入钻孔内部。

2.矿井通风技术

优化矿井通风是排出瓦斯气体、降低瓦斯浓度的重要手段,也是预防瓦斯事故的最佳方式之一,这就需要煤矿企业建设完善的矿井通风系统,并做好系统检修维护,确保通风系统可以稳定运行。在实际的生产中,矿井通风系统采用的通风方式可以按照通风机的工作方法、安装位置分为抽出式、压入式和混合式,三种方式各有优点和适用条件,需要煤矿企业和工作人员按照实际需求进行选择和应用。同时,随着当前人工智能技术的发展和应用,矿井通风系统的智能化程度越来越高,系统中的CO传感器、交通状态检测装置和火灾报警控制装置可以自动运行,避免出现人工通风不及时而引起瓦斯事故的情况。

3.煤矿开采管理技术

煤矿开采管理技术主要分为两部分,一是加强煤矿开采过程中的安全管理,对煤矿开采作业人员进行定期的安全教育和培训,提升其安全意识和操作水平,以此降低瓦斯事故概率,二是针对瓦斯事故进行专业化防治管理,比如,进行提前检测和抽放,或是对采空区域的浮煤喷洒阻化剂,避免浮煤氧化反应,从而减少瓦斯气体生成量,避免瓦斯事故[2]

(二)煤矿防灭火技术

1.泡沫防灭火技术

泡沫防灭火技术主要是通过喷洒化学药剂生成惰性泡沫,从而隔绝氧气、瓦斯等气体,达到灭火的效果,这一技术的优势在于具有更强的针对性、流动性和可堆积性,工作人员可以根据防灭火需求向指定区域喷洒,从而实现防灭火。但结合应用情况来看,这一技术无法立刻生效,存在固泡时间,所以在应用的过程中还需要工作人员多加注意。当前这一技术主要应用于煤矿自然发火区域的防灭火工作,工作人员通过钻孔压注的方式将防灭火溶液注入指定区域,而后生成惰性泡沫,隔绝空气并产生窒息效果,完成灭火。

2.灌浆防灭火技术

灌浆防灭火技术主要是工作人员根据煤矿采空区状况及防灭火需求,提前配置防灭火浆液,而后向采空区进行灌注操作,以此填充煤层、岩层裂隙,达到隔绝氧气的效果,同时,防灭火浆液还能起到吸温降热的作用,是煤矿开采后期常用的防灭火技术。这一技术主要分为钻孔灌浆、埋管灌浆和工作面洒浆三种方法,钻孔灌浆直接通过钻孔灌注浆液,埋管灌浆则是在工作面预埋灌浆管道,待工作面准备得当以后进行灌浆,工作面洒浆主要是用来覆盖煤矸石和浮煤[3]。灌浆技术的优势在于成本低廉而且操作简单,但在使用的过程中容易出现灌浆不均、洒浆不均以及影响矿井环境的问题,而且无法防治中、高及顶板煤体等区域可能出现的火灾问题。

3.堵漏风防灭火技术

堵漏风防灭火技术的应用由来已久,主要利用堵漏材料防灭火,以前主要是采用黄泥浆、砂浆等材料进行堵漏风防灭火操作。随着当前技术进步,现阶段的堵漏材料主要是无机固化粉煤灰和轻质膨胀堵漏材料,其中,无机固化粉煤灰的隔绝堵漏效果更好,在使用的过程中还要加入一定的固化激发剂,以此增强粉煤灰活性,使其更快固化。轻质膨胀堵漏材料闭孔率更高,堵漏速度更快,而且兼具减震、防渗水的效果。

四、结论

防瓦斯及防灭火技术的应用对于煤矿开采生产具有重要作用,在实际的开采生产中,煤矿企业和工作人员要做好各项技术的优缺点分析,而后根据实际条件选择合适的技术,同时加强对瓦斯事故、火灾事故的防治,以此提升防治效果,为安全生产提供保障。

参考文献

[1]任雁强. 煤矿防瓦斯及防灭火技术应用探析 [J]. 矿业装备, 2024, (01): 60-62.

[2]闫超. 探析煤矿瓦斯治理及防突问题应对措施 [J]. 内蒙古煤炭经济, 2023, (02): 157-159.

[3]刘湘杰. 煤矿防瓦斯、防灭火技术的研究与应用 [J]. 能源技术与管理, 2020, 45 (03): 53-54+106.