均压灭火技术在矿井防火中的应用
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2020年第45卷第6期Vol.45No.6能源技术与管理Energy Technology and Management1218oi:10.3969/j.issn.l672-9943.2020.06.043自然发火矿井采空区均压防灭火技术的应用蒯多磊,胡云强,方晓蕾,苏东忠,徐鹤鸣,韩涛(皖北煤电集团公司朱集西煤矿,安徽淮南232098)[摘要]为解决深井高地压条件下采空区两顺槽侧压差不均衡导致采空区形成微系统,存在采空区自然发火隐患等问题,以朱集西煤矿11501封闭采空区为例,分析了采空区自然发火危险性及采空区内气体压差不稳定性,探讨了通风系统配合抽采平衡均压防灭火技术的实践应用。
结果表明:通过均压防灭火技术的应用,有效解决采空区微系统问题,消除了采空区自然发火隐患。
该均压防灭火技术对相似条件的采空区防灭火具有一定的借鉴作用[关键词]采空区;均压;防灭火;密闭;通风系统;抽采平衡[中图分类号]TD75+3.5[文献标识码]B[文章编号]1672-994^202/)06-0121-020引言矿井均压技术在自然发火矿井应用比较广泛,经过多年来的理论和技术实践,取得了良好的成果3"。
均压通风系统虽然可有效解决防灭火问题⑶,然而由于有些煤矿对均压防灭火技术理论的认识不够透彻,采取的措施存在一定的盲目性,反而增大了采空区自然发火危险性,造成不应有的经济损失叫朱集西煤矿属于“三高一深”矿井,一水平为-962m,具有高瓦斯、高地压、高地温等特点。
11501综采工作面采用2个顺槽、2个底抽巷、1个顶抽巷的“一面五巷”布置方式。
其中顶抽巷位于回采11-2煤层顶板25-35m处,内错工作面64.2m。
该面回采11-2煤层,平均煤层厚度1.57叫上覆11-3煤(层间距1.8~8.7m、均厚0.3m,该煤不可采采采空区,增了采空区煤,11501巷多孔多、系统复杂,存在较多漏风通道,易形成微系统,存在自然发火风险11-2煤自燃倾向性等级属于:n类,自然发火期为58d;11-3煤自燃倾向性等级属于I类,自然发火期为24d。
均压灭火技术在矿井防火中的应用随着矿井的不断深入,对矿井火灾防控的要求越来越高。
传统的灭火方式面临着很多问题,如矿井通风系统的限制、人员安全等等。
而近年来,随着科技的不断发展,一种新型的灭火技术——均压灭火技术在矿井防火中逐渐得到应用。
本文将对均压灭火技术在矿井防火方面的应用进行详细介绍。
一、均压灭火技术的原理均压灭火技术,又称为保压灭火技术,它的基本原理是将灭火用水喷入矿井作用点,降低作用点的温度和热辐射强度,使大气温度降低至可容许范围之内,以达到控制火灾扩散和保护矿井设施的目的。
同时,在火区区域周围形成水膜,防止火源复燃,避免火灾再次蔓延。
二、均压灭火技术的应用1、矿井井下巷道的均压灭火系统矿井井下巷道的均压灭火系统是由一系列系统组成,包括灭火控制器、喷头、管路和供水系统等。
当系统检测到矿井发生火灾时,会自动启动灭火控制器,向喷头输送水源,喷头向火区喷出水雾作用,形成水膜,避免火灾继续扩散。
该系统具有操作简便、节水节能、安全可靠的优点,是一种十分可靠的灭火系统。
2、矿井井下难以用传统方式灭火的部位的灭火均压灭火技术不受通风系统的限制,可以在矿井井下难以用传统方式灭火的部位进行灭火。
例如,矿井深处的火灾扑灭,传统的灭火方式需要借助通风系统将灭火剂输送到火区,在深处较远的地方却难以实现。
而均压灭火技术只需要在火区使用喷头进行灭火即可,无需管道输送,省去了很多的复杂步骤。
三、均压灭火技术的优点1、灭火速度快均压灭火技术使用水雾喷头喷射水雾到目标区域,并形成一层水膜在目标区域周围,从而形成一层隔离带,减小了火灾扩散速度,灭火速度非常快。
2、节约资源均压灭火技术使用的是水雾灭火,相较于传统灭火方式,可节约大量的水资源,更加环保。
3、操作简便均压灭火技术的操作非常简便,只需通过灭火控制器打开喷头,即可将水雾喷射到目标区域。
另外,它的使用不需要人工干预,可以自动进行,避免了人员伤亡的风险。
四、均压灭火技术的发展前景随着矿井深度不断增加,防火难度也越来越大。
Mine Engineering 矿山工程, 2020, 8(3), 283-289Published Online July 2020 in Hans. /journal/mehttps:///10.12677/me.2020.83036Practice and Application of PressureEqualization Fire ExtinguishingTechnology in Hou’an Coal MineKe’ai LiShanxi Shuozhou Hou’an Coal Co., Ltd., Shuozhou ShanxiReceived: Jun. 8th, 2020; accepted: Jun. 23rd, 2020; published: Jun. 30th, 2020AbstractAiming at the fact of spontaneous combustion in the goaf of 090204 working face of Hou’an Coal Mine, and adopting underground pressure equalization ventilation fire extinguishing technology for fire prevention and extinguishing, the working principle of pressure equalization fire extin-guishing is expounded. The technical precautions and effects have been carefully analyzed, and the analysis believes that the pressure equalization fire extinguishing has received good results, ensuring the safe production of the mine.KeywordsPressure Equalization Fire Extinguishing Technology, Practice, Application均压防灭火技术在后安煤矿的实践与应用李克爱山西朔州后安煤炭有限公司,山西朔州收稿日期:2020年6月8日;录用日期:2020年6月23日;发布日期:2020年6月30日摘要针对后安煤矿090204工作面采空区自燃的事实,并且根据实际情况采取了井下均压通风防灭火技术进行防灭火。
均压灭火技术在矿井防火中的应用矿井防火是煤矿生产中的重要环节之一,因为矿井一旦失火,往往会造成很严重的人员、财产损失。
所以,我依据平常在课上所学和最近查阅的资料就“均压技术在矿井防火中的运用〞结合现实案例,谈谈我自己的一些想法。
图2开区均压工作面布置方式〔三〕闭区均压在有可能发生煤炭自燃而已封闭的区域采用均压措施可以防止火灾的发生,在已经因火灾而封闭了的区域采用均压措施可以加速火区的熄灭。
前者称闭区均压防火,后者称闭区均压灭火。
1、闭区均压原理据考查,封闭内风流的流动属于层流状态。
层流状态下风流流动的阻力定律如下:h=R*Q式中:h层流流动时的阻力,Pa;Q封闭区的层流风阻,N*s/m5;Q通过封闭区的漏风量,m3/s;上式表达了封闭区域的风压、风量与风阻的互相关系,而且用于分析均压效果,故称闭区均压特性曲线图。
2、闭区均压措施1.并联风路与调节风门联合均压。
封闭区风口、进风口两点的压差过大,,所以漏风严重,以致有自然发火的危险。
为了控制漏风采用了两项措施:一是同时增加工作面风运道封闭区封闭区的压力;而是同时降低工作面风运道封闭区封闭区的均压技术在矿井防火中的应用〔开滦钱家营矿业分公司河北唐山063301〕,降低进风口压力。
这样进回风口两点压差显著减少,漏风量降低,自然发火危险得到消除。
如果封闭区内原来存在火源,也会加速熄灭。
2.调压风机与调节风门联合均压。
启动风机后,再依据需要调节窗口的大小,以消除原来防火墙内外的压差,从而阻止漏风。
防火墙内外压力的均衡可由安设于调节风门外的U形水柱计显示。
这种均压方法对已封闭的火区,限于条件无其它更好的方法时方可合计使用;关于用之防火要慎重。
风机长期运行消耗电能,经济上很不合理。
另外,一旦发生故障,风机停止运行,均压作用消失,防火作用得不到保证。
3.连通管均压。
在可能发生在煤炭自燃的封闭区的回风侧密闭墙处面,再加筑一道密闭墙,然后穿过外部密闭墙安设管路,直通地面。
第52卷第12期煤炭工程C O A L E N G I N E E R I N G Vol.52, No. 12doi:10.11799/ce202012017自然发火矿井釆空区均压防灭火技术应用华海洋(皖北煤电集团有限责任公司,安徽宿州234000)摘要:为了解决深井高地压开采条件下,工作面密闭采空区易形成微漏风,出现自然发火的 问题,以朱集西煤矿11501封闭采空区为例,监测分析了密闭采空区气体成分、压力分布及温度的 变化,分析认为:作用于采空区密闭的风压差形成了微漏风效应,是导致采空区遗煤出现氧化自燃 的主要原因。
基于此,提出应用调节通风系统与均压气室抽采调压相联合的均压防灭火技术。
现场 实践表明:联合均压后,密闭采空区内C0浓度降至2x l(T6以下,〇2浓度降至4%,两巷密闭墙均 压气室内相对正压均稳定在180P a上下波动,且两巷密闭压差值基本穗定在丨OPa。
该措施能有效地 防控采空区漏风的系统问题,达到抑制采空区遗煤自燃的目的。
关键词:自然发火;采空区;均压防灭火;微漏风;通风系统;均压气室中图分类号:TD724 文献标识码:A文章编号:1671-0959(2020)12-0076-04Application of pressure-equalizing fire prevention and extinguishingtechnology in goaf of spontaneous combustion mineH U A H a i—y ang(Wanbei Coal-electricity Group Co. , Ltd. , Suzhou 234000, China)A b s t r a c t:In order to solve the pr o b l e m of micro air leakage a n d spontaneous combustion in the closed goaf of the working faceu n d e r the condition of d e e p m i n e a n d high ground pressure mining, taking the 11501 closed goaf of Zhujixi Coal M i n e as ane x a m p l e,the changes of gas composition,pressure distribution a n d temperature in the closed goaf are monitored a n d analyzed. I tis considered that the air pressure difference acting o n the closed goaf has formed a slight air leakage effect, wh i c h is the m ain reason for the oxidation a n d spontaneous combustion of the coal in the goaf. Bas e d on this, the pressure equalizing prevention and extinguishing technology is put forward, w h i c h c o m b i n e s the ventilation system with the pressure equalizing chamber. T h e field practice sho w s that:after c o m b i n e d pressure equalizing, the C O concentration in the closed goaf reduced to below 2x l〇-6, the 02 concentration reduced to 4%,the relative positive pressure in the closed wall of the two roadways w a s around 180Pa, a n d the difference of the closed internal pressure in the two roadways basically w a s about lOPa. This m e asure can prevent a n d control the system pr o b l e m of air leakage in the goaf, a n d restrain the spontaneous coml^ustion of the residual coal in goaf.K e y w o r d s:spontaneous c o m b u s t i o n;g oaf;pressure equalizing fire prevention a n d extinguishing;micro air l eakage;ventilation s y s t e m;pressure equalizing a i r-c h a m b e r现阶段我国的主要能源是煤炭,而煤自燃是矿 井生产的主要灾害之一,占矿井火灾总数的85%以上,其中采空区自燃火灾占煤矿内因火灾的60%以上[〃]。
下沟煤矿孤岛综放工作面均压防灭火技术的应用研究摘要:矿井火灾是矿井主要灾害之一。
随着我国煤炭产量的不断增大,新建矿井的增多和开采强度、开采深度的增大,矿井防灭火问题显得尤为突出。
每一场火灾的发生,轻则破坏煤矿开采的部署,干扰矿井的正常生产;重则烧毁煤炭资源和井下材料、设备;更有甚者可能引燃瓦斯煤尘爆炸,酿成人员伤亡的重大恶性事故。
关键词:防灭火;煤柱开采;均压前言:在我国,随着煤矿开采强度的增加,资源枯竭,矿井进入后期,为尽量削减投资损失和煤炭资源损失,根据矿井整体布局规划等,回收煤柱,特别是多个回风井之间的煤柱回收,会增加回采工作面采空区自然发火风险,防火灾矿井是煤矿主要灾害之一,在回采期间发生火灾安全事故,损失也更加严重。
在煤层开采深度持续深入的过程中,煤层数量也随之不断上升。
本文针对矿井多个风井回收煤柱期间均压防灭火展开研究,分析有效处理途径,总结成功工作经验,为日后矿井防灭火工作提供合理化建议。
1矿井概况陕西华彬煤业股份有限公司下沟煤矿位于彬长矿区东南部。
矿井为正常生产矿井,井田面积10.31km2,主采4号煤层,2020年核定生产能力270万吨/年。
矿井属高瓦斯、弱冲击地压矿井,煤层为Ⅱ类自燃煤层,煤尘具有爆炸危险性,矿井水文地质类型为中等。
2ZF2822工作面概况ZF2822孤岛工作面是下沟矿401西二水平布置的集中巷道煤柱回收工作面,其井下具体位置:东为401下山保护煤柱,西为404下山保护煤柱,南为ZF1816工作面采空区,北为ZF2815~2820采空区。
工作面其上部地表为勾股切割的塬梁地貌,工作面的回采对地面设施无影响。
ZF2822工作面煤层大致为东西走向,向北倾斜的单斜构造,倾角0°~5°,工作面走向长度1006.7m,可采长度910m,倾向长度142.8m。
3防灭火原因分析下沟煤矿ZF2822孤岛工作面防灭火设计坚持以“预防为主、早期预警、因地制宜、综合治理”为原则,积极采用新技术、新设备、新工艺,开拓思路,针对煤矿火灾危害,分析研究ZF2822孤岛工作面可能引起火灾的各种因素,从提高防灭火技术、装备水平及抗灾能力出发,完善安全生产保障体系,建立、健全矿井防灭火系统,从而保障煤矿生产和职工人身安全,有效预防煤矿火灾事故的发生。
当代化工研究Modem Chemical Research87 2021•04技术应用与研究均压防灭火技术在煤矿的实践与应用探讨*王海波(山西潞安化工集团左权佳瑞煤业有限公司山西032600)摘耍:综采放顶煤技术应用极其普遍,然而存在因冒落高度大而导致不同煤层连通餉漏风现象,引发采空区自然发火的现象,威胁煤矿的妥全开采.本文重点探讨均压防灭火技术在煤矿的实践应用,进行不同条件下采空区自燃“三带”的模拟,通过适当的均压措施减小“自燃带”的宽度,并使采空区整体后退,进行示踪气体采空区漏风测定,获悉风流稳定性和安全推进度,并通过采空区气体监测分析获悉采空区自燃“三带”的分布特征,较好地防治煤炭自然发火的现象.关键词:均压防灭火技术;煤矿;应用中图分类号:T文献标识码:ADiscussion on Practice and Application of Pressure Equalization Fire Prevention andExtinguishing Technology in Coal MineWang Haibo(Zuoquan Jiarui Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Lu'an Chemical Group,Shanxi,032600) Abstract:The application qffitlly mechanized top coal caving technology is very common.However,due to the high caving height,there is air leakage phenomenon of d ifferent coal seams,which leads to spontaneous combustion in goaf a nd threatens the safe mining of c oal mine.This paper focuses on the p ractical application of p ressure equalization f ire p revention and extinguishing technology in coal mine,simulates the"three zones"of spontaneous combustion in goafunder different conditions,reduces the width of,f spontaneous combustion zone"with appropriate p ressure equalization measures,and makes the goaf r etreat as a whole,and measures the air leakage in goaf y vith tracer gas,and obtains the stability of a ir f low and safe propulsion degree.Through monitoring and analysis of g oaf g as,the distribution characteristics of"three zones"cf s pontaneous combustion in goaf are obtained,which can better p revent the p henomenon of c oal spontaneous combustion.Key words x pressure equalization f ire p revention and extinguishing technology\coal mine;application矿井火灾是煤矿井下的重大自然灾害之一,要采用均压防灭火技术和方法,利用平衡漏风压差技术实现防灭火目的,较好地防治煤炭自然发火的现象,通过均衡通风进出口两端的风压,减少漏风量,避免煤炭自然发火的现象。
自然发火矿井采空区均压防灭火技术应用陕西彬长胡家河矿业有限公司摘要:自然发火矿井采空区均压防灭火技术是一种有效的防止采空区火灾扩散的措施。
本文通过对该技术的原理和应用进行介绍,并结合实际案例对其效果进行评估。
研究表明,自然发火矿井采空区均压防灭火技术在保护矿井设施和人员安全方面有着显著的优势,能够提高火灾处理效率,减少火灾的危害。
关键词:采空区;均压;防灭火;密闭;通风系统;抽采平衡引言:自然发火矿井是指因煤炭自身的自燃性质,在采煤过程中产生火灾。
采空区则是指煤矿工作面采煤后所形成的未完全填充的空间。
自然发火矿井采空区火灾的扩散会对工作面的安全带来严重威胁。
为了有效防止采空区火灾的扩散,自然发火矿井采空区均压防灭火技术应运而生。
自然发火矿井采空区均压防灭火技术是一种通过对矿井采空区进行均压处理来遏制火灾蔓延的技术。
该技术通过降低采空区内部氧气含量,提高烟温,以及增加稳定性物质的注入,形成不利于火源扩散的环境条件。
这些措施能够有效控制火势,防止火灾蔓延到相邻区域,最大限度地减少火灾造成的损失。
1.自然发火矿井的原因和特点煤自燃是自然发火的主要原因之一。
煤炭中存在的各种气体、水分和有机物质,加上煤固有的孔隙结构和化学反应特性,使得煤炭容易发生自燃现象。
当煤炭储存或堆放时,受到氧气、温度和湿度等外界条件的影响,煤中的有机质会发生氧化反应,并释放出热量。
如果这种氧化反应无法得到有效的控制和阻止,就可能导致自然发火。
动力火灾也是自然发火矿井的另一个重要原因。
动力火灾是指在矿井内部发生的能量骤增和可燃物爆炸引发的火灾。
例如,在采煤过程中,由于煤炭的剧烈震动或煤尘与空气形成可燃混合物,当遇到点火源时,就可能引发动力火灾,从而导致自然发火。
自然发火矿井具有一些特点,包括高温、高湿度和高浓度等。
首先,自然发火矿井中燃烧产生的热量会导致矿井内部温度升高,甚至超过正常范围。
高温环境不仅加速了煤炭的氧化反应和燃烧过程,还会对矿井设备和工作人员造成危害。
自然发火矿井采空区均压防灭火技术应用摘要:为解决深井高地压条件下采空区两顺槽侧压差不均衡导致采空区形成微系统,存在采空区自然发火隐患等问题,以某煤矿封闭采空区为例,分析了采空区自然发火危险性及采空区内气体压差不稳定性,探讨了通风系统配合抽采平衡均压防灭火技术的实践应用。
结果表明:通过均压防灭火技术的应用,有效解决采空区微系统问题,消除了采空区自然发火隐患。
该均压防灭火技术对相似条件的采空区防灭火具有一定的借鉴作用。
关键词:采空区;均压;防灭火;密闭;通风系统;抽采平衡中图分类号:TD75+3.5文献标识码:A引言现阶段我国的主要能源是煤炭, 而煤自燃是矿井生产的主要灾害之一, 占矿井火灾总数的 85%以上, 其中采空区自燃火灾占煤矿内因火灾的 60%以上。
随着矿井开采深度的增加, 地应力增大, 通风系统日益复杂, 漏风区域也错综复杂, 井下密闭采空区煤自燃与瓦斯耦合灾害的防控管理也面临严峻的挑战。
煤自燃火灾与瓦斯两种灾害共存, 常成为重特大事故发生的普遍模式, 已严重威胁着煤矿安全生产。
矿井均压技术在自然发火矿井应用比较广泛, 经过多年来的理论和技术实践, 取得了良好的成果。
1.矿井概况某煤矿属于“三高一深” 矿井, 一水平为-962m, 具有高瓦斯、高地压、高地温等特点。
11501 综采工作面回采11-2 煤层, 平均煤厚1. 57m,采用“一面五巷” 布置, 即进回风巷、两个底抽巷, 一个顶抽巷。
其中, 顶抽巷位于回采11-2 煤层顶板25~35m 处, 内错工作面 64.2m。
工作面上覆11-3 煤(层间距 1. 8~8. 7m、均厚 0. 3m, 不可采),随工作面回采全部垮落至采空区, 增加了采空区遗煤量。
11-2 煤为Ⅱ类自燃煤层, 11-3 煤为Ⅰ类容易自燃煤层, 自然发火期分别为58d 和24d, 工作面原岩温度高达41~46℃。
11501 工作面已回采结束, 进行永久密闭。
由于 11502 运输巷施工需要, 拆除了运输集中回风联巷的调节风墙, 导致 11501 运输巷密闭相对压力高于轨道巷密闭和轨道底抽巷密闭, 形成了封闭采空区的微漏风效应。
然发火矿井采空区均压防灭火技术的应用发布时间:2021-04-07T02:17:10.342Z 来源:《中国科技人才》2021年第5期作者:魏堃[导读] 矿井均压技术在自然发火矿井应用比较广泛,经过多年来的理论和技术实践,取得了良好的成果。
本文就自然发火矿井采空区均压防灭火技术的应用?展开探讨。
开滦集团股份公司范各庄矿业分公司通风区河北唐山 063100摘要:科技的进步,促进人们对能源需求的增多。
现阶段我国的主要能源是煤炭,而煤自燃是矿井生产的主要灾害之一,占矿井火灾总数的85%以上,其中采空区自燃火灾占煤矿内因火灾的60%以上。
随着矿井开采深度的增加,地应力增大,通风系统日益复杂,漏风区域也错综复杂,井下密闭采空区煤自燃与瓦斯耦合灾害的防控管理也面临严峻的挑战。
煤自燃火灾与瓦斯两种灾害共存,常成为重特大事故发生的普遍模式,已严重威胁着煤矿安全生产。
矿井均压技术在自然发火矿井应用比较广泛,经过多年来的理论和技术实践,取得了良好的成果。
本文就自然发火矿井采空区均压防灭火技术的应用?展开探讨。
关键词:自然发火;采空区;均压防灭火引言矿井火灾是煤矿主要灾害之一,可能造成机电设备损坏,产生有毒有害气体危害职工生命安全,甚至引起瓦斯、煤尘爆炸等特大安全事故。
有些煤矿开采煤层,自燃倾向性等级为Ⅱ级,属自燃煤层。
在生产过程中容易发生矿井火灾,影响矿井安全生产。
在矿井防灭火工作中,采用均压通风,减少或者杜绝旧巷、采空区漏风,防治煤炭自燃。
1均压通风概述通过构筑调节风门控制风压,使运输、轨道顺槽、轨顺底抽巷密闭墙内处于正压状态,利用调节风门风窗控制风压使得采空区内压差处于相对均压状态。
在井巷系统中,矿井通风的目标在于力求合理和充分的风量分配以满足环境控制与安全保障的要求;对于采空区和封闭的火区,则力求将漏风控制在尽可能低的程度,以控制瓦斯涌出、避免煤层发火、确保已有的火区熄灭。
均压通风是矿井通风的一项重要技术,其核心是在保证井巷系统正常通风的条件下,对漏风控制区域周边特定的点、线、面的风压加以控制,使密闭区内外的风压差保持在尽可能低的水平上,特别要尽可能平衡漏风控制区域周边的的通风压差,以此实现有效遏制漏风的目的。
编订:__________________审核:__________________单位:__________________均压灭火技术在矿井防火中的应用Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-2064-26 均压灭火技术在矿井防火中的应用使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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矿井防火是煤矿生产中的重要环节之一,因为矿井一旦失火,往往会造成很严重的人员、财产损失。
所以,我根据平时在课上所学和最近查阅的资料就“均压技术在矿井防火中的运用”结合现实案例,谈谈我自己的一些想法。
摘要:矿井火灾矿井主要灾害之一,每一场火灾的发生,轻则影响生产,重则可能烧毁煤炭资源和矿井设备,更为严重的可能引燃瓦斯煤尘爆炸或火烟毒化矿井,酿成人员伤亡的重大恶性事故。
因此,必须分析矿井的各种火灾的火源,以及引起火灾的各种因素,特别是对矿井内因火灾的防治。
矿井内因火灾的防治措施主要有矿井均压灭火、矿井预防性注浆等。
矿井均压技术由于其投入小、见效快而被矿井广泛使用。
同时在一定程度上矿井均压技术防止了矿井内因火灾的发生,对矿井的安全生产起到保驾护航的作用。
关键词:均压技术;矿井防火;应用20xx年取样经抚顺煤研所鉴定,开滦钱家营矿业分公司5s、7s、8s、9s、12s属Ⅱ类自燃发火煤层,1997年7月,-450水平一采区12s-1西回风巷曾发生一次自燃发火事故,12s-1的采空区先后出现过高温点、CO等自燃发火迹像。
12s-1煤层自燃发火期为12个月,发火危险程度为Ⅳ级。
20xx年,-296采空区出现高温点、CO等自燃发火隐患。
一、煤的自燃发展过程一般来说,煤的自燃发展要进过三个阶段,即潜伏期、自热期、燃烧期。
影响煤的自燃发火危险性的主要因素是:第一,漏风供氧条件。
漏风风速很大时,改变了热交换条件,氧化生成的热量容易被风带走就不能发展成自燃火灾;只有在既有风流流通,而风速又不大的情况下,煤才能自燃发火。
第二,蓄热条件。
蓄热条件越好,热量易于积聚,越易引起煤的自燃。
第三,采空区留有大量的遗煤。
综采工作面在采煤期间,必然有一些的遗煤留在采空区,在生产期间要优化回采工艺,提高煤的回收率,尽量减少遗煤量。
根据研究结果显示,采用走向长壁采煤法的工作面,采空区自燃三带的范围为:散热带24-27米,氧化带27-110米,110米以后为窒息带。
二、防止煤炭自然的开采技术措施合理的采煤方法能够提高矿井先天的抗自然发火能力,实践边名,降低煤层自然发火的可能性应从以下几个方面着手。
(一)少丢煤或不丢煤,在工作面回采过程中,由于要做到不丢煤是非常困难的,因此要做到优化回采工艺,最大限度的提高煤炭的开采回收率。
(二)控制矿山压力,减少煤柱破裂。
煤柱是用来割断各采空区的防护柱,煤柱一旦破裂,采空区之间将形成互相连同的趋势,而回采工作面的采空区欧风井进入其它采空区,这样将形成采空区大面积漏风。
这对矿井防止煤层自然发火极为不利。
(三)避免上行开采,遵循先采上覆煤层,再采下覆煤层的正常回采顺序。
如果先采下覆煤层,再采上覆煤层时,由于下浮煤层已经回采,其采空区下陷,再绘彩上覆煤层时,采空区漏风将会由下覆煤层的下陷时所形成的裂隙进入回采工作面,或者由上覆回采工作面进入下覆采空区中。
这样将形成采空区漏风,进而将会形成采空区自然发火。
(四)加快工作面回采速度,是采空区子热源难以形成。
(五)及时封闭采空区。
三、防治火灾的均压技术均压是指均衡漏风通道进出口两端的风压以杜绝或减少漏风量的措施,有人称为调压。
减少或杜绝通往有遗煤堆积区域的漏风就是取消煤炭自燃的四个必要条件之一,即可以防火也可以防灭火。
用于封闭区的均压可防止遗煤自然发火和加速火灾熄灭;用于开区的均压可以抑制工作面后部采空区遗煤自燃的发展。
同时又将均压概念用于指导调整风流方向以消除火灾气体的威胁,用于正确地选择通风系统,通风构筑物的位置等通风防火工作的多个方面。
均压防灭火技术大体可分为两类。
(一)开区的均压在生产工作面建立均压系统,以减少向其后部采空区漏风,抑制遗煤自燃,防止CO 等有害气体超限聚积或向工作面涌出,从而保证工作面正常回采,称之为开区均压防火。
针对不同形式的漏风,查清主要漏风通道、漏风范围、降低或改变其端点压差是实现开区均压的关键。
1、长壁工作面漏风形式1.后退式回采,折返通风,采空区漏风与工作面风流形成的小并联漏风系统。
2.厚煤层分层同采,上下分层工作面采空区漏风形成的角联漏风系统。
3.厚煤层分层开采,下分层回采时,透过上分层采空区漏风形成的多并联漏风系统。
4.后退式回采,折返通风,工作面后部与相邻煤层采空区或本煤层未隔离的旧巷形成的复杂连接的漏风系统。
2、漏风通道的探测目前检测漏风通道的最新方法是采用示踪气体法。
示踪气体SF6用于检测井下漏风,SF6是无色、无嗅、无毒的不燃性惰气,在大气中的本原含量极低,而且检出灵敏度高,使用带电子捕获器的气相色谱仪或SF-1型SF6检漏仪即可检出。
释放与采样操作简便,在地面用球胆装入SF6气体,携带井下使用。
释放SF6选在漏风通路的主要进风口,采取气样使用小号球胆或15ML的医用针管在几个预估的漏风通路出口进行。
采样针管上要注明采样的时间与地点,采取气样的针管要严密封闭,携往井上,交化验室分析。
第一次采样时间的预估十分重要,为防漏检,在放样后第一次采样时间的确定要考虑释放SF6地点与采样点的距离,漏风的速度以及SF6的扩散速度。
检测漏风的距离愈长,范围愈大,漏风的风速愈小则放样与第一次采样的间隔时间可以愈长。
但是大范围的漏风区域不应超过30MIN,小范围的漏风区可在10MIN以后,采样在同一地点时间上的间隔初期短(5-10MIN)后期可稍放长一些(30-60MIN),采样十次左右就足以检出SF6的最高浓度点。
(二)开区均压措施调节风门均压是针对小并联漏风系统而采取的一种均压措施,在工作面的回风巷内安设调节风门后,工作面风量减少,通风压差降低。
随之而来的是采空区内原有的自燃带宽度变小,窒熄带前移,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就不会发生。
现场生产中,针对类似条件,除采用调节风门的均压外,还在工作面的进风巷内安设调压风机,其实这是不必要的。
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),更不允许出现瓦斯超限。
另外,还要满足降温、防尘方面的要求。
图2开区均压工作面布置方式(三)闭区均压在有可能发生煤炭自燃而已封闭的区域采取均压措施可以防止火灾的发生,在已经因火灾而封闭了的区域采取均压措施可以加速火区的熄灭。
前者称闭区均压防火,后者称闭区均压灭火。
1、闭区均压原理据考查,封闭内风流的流动属于层流状态。
层流状态下风流流动的阻力定律如下:h=R*Q式中:h层流流动时的阻力,Pa;Q封闭区的层流风阻,N*s/m5;Q通过封闭区的漏风量,m3/s;上式表达了封闭区域的风压、风量与风阻的相互关系,而且用于分析均压效果,故称闭区均压特性曲线图。
2、闭区均压措施1.并联风路与调节风门联合均压。
封闭区风口、进风口两点的压差过大,,所以漏风严重,以致有自然发火的危险。
为了控制漏风采取了两项措施:一是同时增加工作面风运道封闭区封闭区的压力;而是同时降低工作面风运道封闭区封闭区的均压技术在矿井防火中的应用(开滦钱家营矿业分公司河北唐山063301),降低进风口压力。
这样进回风口两点压差显著减少,漏风量降低,自然发火危险得到消除。
如果封闭区内原来存在火源,也会加速熄灭。
2.调压风机与调节风门联合均压。
启动风机后,再根据需要调节窗口的大小,以消除原来防火墙内外的压差,从而阻止漏风。
防火墙内外压力的均衡可由安设于调节风门外的U形水柱计显示。
这种均压方法对已封闭的火区,限于条件无其它更好的方法时方可考虑使用;对于用之防火要慎重。
风机长期运行消耗电能,经济上很不合理。
另外,一旦发生故障,风机停止运行,均压作用消失,防火作用得不到保证。
3.连通管均压。
在可能发生在煤炭自燃的封闭区的回风侧密闭墙处面,再加筑一道密闭墙,然后穿过外部密闭墙安设管路,直通地面。
在管路出口安有调节阀门,使其阻力与进风区段的阻力相等。
则封闭区的进回风两端的压能相等而漏风消失。
四、均压技术的应用(一)工作面概况开滦钱家营矿业分公司1127工作面是第一个跨上山、跨区域回采的工作面,回采期为15个月,而12s-1煤层自燃发火期为12个月,回采期超过该工作面自燃发火期,具有自然发火隐患,同时上赋1196工作面已回采完毕。
工作面布置图见图3。
一采五中20032001付采五中1127采面3图1127作面工调整前通风系统示意图1、工作面位置:该工作面位于-450水平1~3采区十二煤层。
2、采面走向长度:上风道1886m,下运道1940m。
3、采面倾斜长度:平均149m。
4、工作面掘进施工情况1.一采侧工作面掘进:风道自20xx年10月16日开始掘进,运道自20xx年11月8日开口掘进。
2.三采向辅采侧掘进:工作面风道自20xx年1月7日开始掘进,于20xx年3月1日与辅采侧贯通;运道自20xx年1月9日开始掘进,于20xx年3月30日与辅采侧贯通;切眼自20xx 年2月27日由风道开口掘进,20xx年3月15日与运道贯通。
5、1127工作面自20xx年5月17日正式回采。
于20xx年12跨过辅采区回采。
(二)煤层自燃发火防治1、回采初期煤层自燃发火防治1.准备工作(1)十二煤层自燃发火期为12个月,1127工作面回采期预计为15个月,要求对工作面防火管理更加严格,制定了相应的安全技术措施的同时,加大了该区域的火检检查密度,由原来每周检查三次改为每周四次.(2)对运道尾巷和风道尾巷使用砖灰材料及时的进行了永久性封闭,切眼绕道采用编织袋装煤矸粉码垛的方法封闭。
(三)工作面回采前,由风道维护尾巷向切眼埋设了55米直径为108毫米注浆管路,准备在工作面推进100米(运道推过最低点)后,开始对采空区注浆。