井下阻化防火技术应用分析

赵合新

摘要：针对煤矿火灾治理工作的重要性，就阻化防火技术在矿井中的应用开展研究，在分析阻化防灭火原理的基础上，结合具体工程实际，从巷道掘进防火与回采作业防火两方面就阻化防火技术的具体应用开展论述，实践结果表明，阻化防火技术对于实现火灾隐患的消除有着显著效果。

关键词：煤矿;火灾治理;阻化防火;原理分析;应用分析

引言

火灾作为煤矿井下生产作业中的常见事故，长期以来一直是威胁矿井生产作业安全的重要因素之一。为实现井下火灾有效治理，更好地保护井下生产安全，阻化防灭火技术应运而生，并迅速在巷道掘进、回采面生产等各个领域获得广泛应用。以往常规阻化剂多为MgCl2等无机盐类物质，但近年来随着材料科技不断进步，瑞米、WEA等高分子有机材料成为阻化防火的新宠，并进一步实现了阻化防灭火效果的显著提升。鉴于此，针对新型高分子材料具体应用技术进行分析研究，总结相关经验，成为进一步拓展阻化防火技术应用范围，提升井下生产作业安全性的必要举措。

1、阻化防火技术原理

阻化剂本身具有防火功效，对其进行加工制作形成乳浊液体，并喷射于矿体表层，或者将其添加到煤矿采空区，这样阻化剂就会以乳状、乳化物的形态覆盖在媒体表层，而且阻化剂能够吸水，充分吸附空气中水分后，逐渐变为含水液膜，附着于煤层，一方面能够阻断氧气，另一方面防范火灾，能够集中控制煤层的自燃。同时，阻化剂还能同煤矿分子内部的活性物吸附在一起，这样活性物质则进一步被活化，抑制了活化分子间的相互碰撞，保持了活化分子的独立，使煤层整体处于稳定状态，减少自燃现象发生的概率。随着现代化工技术的发展，有机防火技术也持续发展，其中高分子有机防火材料得到了应用，该物质具有质地细腻、亲水性强、附着性优等特征，该类防火材料应用于煤矿煤层，一方面能够确保充分附着在煤层，打造出一个牢固、紧致、精密的密封层，另一方面高分子阻化剂使用周期更长，不易失效，能够长久发挥阻化防火作用，达到预期的防火目标。

2、煤矿火灾阻化剂防治技术发展情况

煤矿采掘具有一定的风险性，其中火灾是主要危险源之一，要想从根本上防范火灾，就必须从其发生根源、发展过程与防范策略等方面入手，深化研究、深入分析，采用阻化技术。煤矿采掘施工中添加阻化剂，能够促使煤分子内部的一些特殊成分，例如：氮、硫、磷等同阻化剂进行反应，生成某种新的化学物质，从而阻断煤层与氧气的接触与反应，防范煤炭发生自燃等问题。阻化剂防火技术自20世纪中后期一经研发，就被应用于各大煤矿火灾实验中，实施证明发挥了有效的火灾防范作用，最近一些年来无论是室内实验、煤炭工程现场实验都伴随着阻化防火技术的应用，而且实验理论与实践都证实了该技术在煤矿火灾预防中的优势功能。目前，阻化剂防火技术已经在煤矿火灾防范中得到了发展与应用。阻化剂防火技术已经在我国煤炭行业得到了发展和应用，截至目前，该技术已经在全国上下13个省份范围内得以应用，事实证明效果显著。20世纪八十年代，煤炭采空区就使用了雾化阻化剂，雾化阻化剂的应用控制了残煤发生自燃，有效防范了煤矿火灾的出现。

3、煤矿工程中阻化防火技术应用

3.1阻化防火剂喷洒技术

阻化剂的喷洒过程是保证阻化剂起到作用的重要保证。通常来说，阻化剂喷洒的过程为：将阻化液存放在一个较大的存储池中，在加压水泵的作用下，阻化液被提取出来，阻化液经过输液管道，从存储池传输到喷头处，由于喷头具有多孔的结构，具有喷洒作用，可以将阻化液朝着多个方向进行全方位的喷射与喷洒。在这个过程中，喷洒的效果和水泵的压力、喷头形状、网孔结构有较大的关系。阻化剂能够产生最佳的防火效果和阻化剂的调配具有重要的关系，阻化剂调配浓度过高容易造成输液管道的黏度增加，传输出现变慢的现象，而阻化剂的浓度过低将不足以与煤层表面发生紧密黏合，导致部分煤层并没有被覆盖到，所以，阻化剂的浓度应按照一定的标准值设定。阻化液的存储池需要设置在具有良好通风的通道内，由于阻化液也属于液体，长期不流畅将会造成阻化剂的沉淀与凝固。根据实际生产，阻化液的存储池通常放置在一个具有活动性的平板车上，从而保证阻化液具有规律的流通性。在煤矿的采掘过程中，阻化液在液压支架内进行逐步移动，这个过程可以保证阻化液的绝对均匀，均匀处理后的阻化液方可对煤矿的采空区进行全面的喷洒。

3.2阻化剂防火技术应用关键点

除了上述的阻化剂喷洒技术外，阻化剂在使用过程中还需要遵循科学的方法和规律。阻化剂在煤矿自燃防范中起到了重要的作用，在采空区具有良好的防范效果，保证了煤矿开采的安全性，降低了煤矿施工火灾的发生率。由于一般阻化剂自身具有一定的腐蚀性，对矿井下的金属支撑和衡量等金属件容易造成腐蚀现象，并且阻化剂的作用原理就是吸附水分，这对于金属的防护和控制提出了更高的要求。所以，在阻化剂喷洒的方位要进行优化设定，只有把握好喷洒的位置，才能保证准确的喷洒到煤体表面而不会对金属件造成损伤，保护煤矿开采区支护装置的安全性。对于煤矿开采的关键部分，在阻化剂喷洒的过程中，应根据要求的阻化剂使用合理的标准定量喷洒。在停采线、上下隅角的地方，需要事先设定好阻化剂的浓度和喷洒量，并且需要专业的煤矿火灾监督人员进行监督喷洒。阻化剂的喷洒需要有科学合理的，在每次喷洒完成后需要进行清理工作，保证下一次喷洒正常进行。

3.3新型阻化材料应用

随着化学化工技术的发展，需要高分子材料被研发出来，这些材料具有很好的防火防水性能。高分子阻化材料对提高防火性具有重要作用，現有的新型材料包括MEA、ZSF高分子阻化剂等。在试验室阶段，对现有的高分子阻化剂进行长期的实验对比，发现新型高分子阻化剂具有更佳的阻化效果，寿命更长，具有更长的使用周期，且更加容易与水体相容，粘附性较强，也长期黏结在煤体的表面，相对于一般的阻化剂可较长时间预防火灾危害的发生。另外，目前将氯化物按照一定规律的比例在水中进行混合，可以有效防止水分的蒸发，减慢水分蒸发速度，控制阻化剂的作用时间。煤矿中水分增加时，阻化效果就明显，因为这样阻止了煤炭与空气中的氧气的氧化作用，达到了阻化效果。水体能够吸收一定的热量，对环境温度具有一定的控制能力，从而起到防火的作用。这种加入氯化物的阻化剂称为气雾阻化剂，这种阻化剂作用原理就是将水溶液变成雾状，雾状的阻化剂在空气流动的作用下，可以飘到煤层的任意角落，可以进行火灾的防范。气雾阻化剂的使用关键技术就是需要设计或者选择喷雾的量、喷雾浓度，在一般情况下，对于残余煤渣，煤体的气雾阻化剂需要融合0.1～0.2的阻化液。喷雾泵放置在通风的地方，顺着采煤工作面的风向，这样可以提高喷洒的效率。总之，新型材料的应用促进了阻化剂的多样性，同时提高了煤矿采掘的安全性，高分子化学材料提高了阻化剂的防火性能。

结束语

矿井生产安全事关矿井的可持续发展，而火灾防范作为生产安全的主要内容之一，一直是煤矿日常管理的重中之重。矿井管理者理应重视对其的监管，并积极组织专业技术人员，结合矿井自身生产实际，总结研究具有针对性的科学防火措施，有效监管火灾隐患，发现一处治理一处，真正做到对火灾萌芽的全面扼杀，从而为井下生产作业安全、持续开展提供有力保障。

参考文献：

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