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我国矿山火灾防治技术研讨——煤自燃的火灾预测技术、预报技术和火源区域探测技术
 

引言:矿井火灾是威胁煤矿安全生产、危害职工生命安全的重大灾害之一,煤矿井下火灾防治是重中之重。在我国的重点煤矿中,存在自然发火危险的矿井约占47%,而矿井自然发火占发火次数的94%。

矿井火灾不仅可能烧毁大量机械设备、设施、巷道及工作面,冻结大量的煤炭资源,而且燃烧生成的有毒有害烟气,使处于排烟道上的工作人员的生命受到威胁和伤害,甚至引起瓦斯爆烽事故,给矿井带来更大的灾难。

下面主要分析了我国在矿井防灭火技术中所使用的技术手段。

一、矿井火灾预测预报和火源区探测技术
1、预测技术(包括自燃倾向预测法、综合评判预测法、统计经验法和教学模型预测法)
预测技术是指在煤处于低温氧化阶段(即潜伏期),还未出现自然发火征兆之前,根据煤的氧化放热特性和实际开采条件,超前判断松散煤体自燃的危险程度、自然发火期及最易自燃区域的一种技术。

上述4种煤自燃预测技术偏倾向于主观臆断性,因此科学家们分析总结了采空区三带划分和综放面采空区自燃原因,建立了模拟煤层自燃过程的大型煤自然发火实验台,其预测精度之高,能满足现场需要。

2、预报技术(有标志气体分析法、测温法、光电法、电离法、烟雾法、磁力预测法)
预报技术是指煤层开采后,松散煤体氧化放热,引起升温,进入白热化阶段,在煤体冒烟和出现明火之前,根据煤氧化放热时引起的标志气体、温度等参数的变化情况,较早发现自燃征兆,判断自燃状态的技术。

煤矿的安全生产,关键在于早期对煤自燃的识别和预警,而大多预报方法都是根据参数是否达到自然发火的阀值来进行预警,难免有些晚矣,因此,发展一种在煤体自燃初期即对煤进行技术识别的技术手段是非常必要的。

3、火源区域探测技术(磁探测法、电阻率探测法、气体探测法、氡气探测法、温度探测法)

火源区域探测技术是在煤体自燃后,通过技术手段来精确火灾区域的技术。其中:①磁探测法。煤层自燃时上覆岩石受到高温烘烤,其中铁质成分发生物理化学变化,开成磁性物质,并且保留有较强的磁性,烘烤后的上覆岩石的磁性随自燃温度升高而增强。由此探测出高温火点的位置和区域;②电阻率探测法。当煤炭自然发火后,煤层的结构状态和含水性发生较大变化,从而引起煤层和周围岩石电阻率的变化。因此,可根据观测结果比较未自燃区和自燃区的变化情况,判断自燃区域的位置;③气体探测法。分井下和地面两种。其原理是,煤自燃在不同的温度下产生的气体种类和浓度不同,并可据此依次判断煤的自燃温度,并由气体浓度梯度大致确定高温区域的范围;④氡气探测法。煤层自燃后,随着煤的温度升高,氡气浓度上升,在地面布置观测点,收集并测量氡气浓度,依此判断火灾区域;⑤温度探测法。分为测温仪与测温传感器联合测温支(分地面和井下)和红外探测法(红外测温仪和红外热成像仪)两种。

在我国煤矿行业,每年都会发生好几起坍塌、起火事故,不仅危害着井下职工生命安全,而且对自然资源造成了浪费,又大大污染了自然环境。如何发展整理一套安全有效的防火灭火技术,是煤矿企业在发展中所需解决的重中之重。



     
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