我國煤礦火災防治技術的現(xiàn)代發(fā)展與應用

?　　我國56%的礦井開采易自燃煤層,礦井火災是一大突出災害。百萬噸發(fā)火率近年雖有所下降,但仍高居不下,達1%強,與世界幾個主要產(chǎn)煤國家相比,差距還很大。尤其是近幾年,重大火災事故還時有發(fā)生,給煤炭 企業(yè) 帶來難以估量的負面 影響 ,特別是有損于煤炭行業(yè)的 社會 形象,也嚴重制約著煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此,火災防治工作依然是煤炭企業(yè)領導的一項常抓不懈、重要而艱巨的任務。

　　我國煤礦的火災防治技術與手段,盡管還存在某些差距,但不容置疑的是,近幾年確實取得了令人矚目的成績,有了顯著的進步和 發(fā)展 ,也為煤礦提供了一批性能良好、質(zhì)量可靠的適用技術和手段。但是,在其推廣應用的廣度和力度上,還很不平衡,當前的迫切任務是:組織力量,加快速度,將它們推向各類煤礦,使其在火災防治工作中充分發(fā)揮作用。
? 　　1礦井火災預測預報技術 　　1．1煤自燃性鑒定與自然發(fā)火測報 　?。?）煤的自燃傾向性鑒定 　　此項技術在80年代中期前,應用的是照搬蘇聯(lián)的煤著火溫度降低值法。盡管發(fā)現(xiàn)它存在著不少缺點,但由于缺乏自己的技術和手段,仍然不能予以割舍,沿用了幾十年。進入80年代中期,隨著新技術的發(fā)展,我國才開始開發(fā)研制以 現(xiàn)代 色譜為基礎的新一代煤的自燃傾向性鑒定技術和手段?，F(xiàn)已開發(fā)出被納入法規(guī)的色譜吸氧鑒定法及其配套儀器ZPJ—1型煤的自燃性測定儀,業(yè)已投入實際應用,使我國在這方面的技術和手段步入國際先進行列。色譜吸氧鑒定法,就是應用現(xiàn)代氣相色譜技術與手段,檢測煤低溫下吸氧的能力(氧量、速度),作為判別煤的自燃傾向性程度。它的特點是使用了現(xiàn)代色譜技術,測定和 計算 都由色譜儀及其附件完成,人員不接觸有害物質(zhì)。該 方法 已納入《煤礦安全規(guī)程》(1992年版)作為法定方法執(zhí)行。它簡單易學,操作簡便,且無害健康。 　?。?）煤層最短自然發(fā)火期 　　這是一項實際意義重大、各礦需要迫切、但又非常棘手的任務。盡管國家在 科技 攻關項目中,如“八五”攻關項目中,安排過研究,但遺憾的是, 目前 也只停留在實驗室階段,離實際應用尚有較大的差距,需要加大力度予以研究,才能滿足煤礦的需要。 　　1．2煤層開采過程中的火災測報 　　（1）預測預報指標 　　煤層開采時期的火災預測預報,我國主要應用氣體 分析 法。為完善和提高此法的可靠性和靈敏性,近年主要研究開發(fā)了更靈敏可靠的檢測指標和適應新指標的儀器或裝置,以及敏感元件。關于檢測指標,新的研究提出的概念是,CO已不是在任何情況下都可作為唯一的和最靈敏可靠的判別煤自燃火災的指標。新的研究結果是,可以使用CO、C2H4及C2H2三個指標,綜合地將煤自然發(fā)火區(qū)分出三個階段:礦井風流中只出現(xiàn)10－6級的CO時為緩慢氧化階段;出現(xiàn)10－6級的CO和C2H4時為加速氧化階段;出現(xiàn)10－6級的CO、C2H4和C2H2時為激烈氧化階段,此時即將出現(xiàn)明火,礦井處于危急時期。應用這三個指標,不僅可預測火災,而且還可判別其階段,據(jù)此而采取不同的防滅火措施。本項技術已在較多的礦井中應用,但需指出的是,對不同的煤層必須分別對其進行模擬實驗,優(yōu)選其指標的具體應用值,唯有如此,各礦才算是正確地 　　應用了這一技術。另外,還應提及的是,上述指標,亦有可能用作判別煤內(nèi)因火災熄滅程度的指標,有關單位或礦井不妨進行實驗。 　?。?）預測預報儀表與裝置 　　a)束管集中檢測系統(tǒng)與傳感器。此系統(tǒng)是目前我國煤礦使用得比較多的系統(tǒng),也是基于氣體分析的原理。我國自行研制的系統(tǒng),已在二十幾個礦井中應用,而且近年亦有較大的改進與提高,推出了KJF型系統(tǒng),除增加了新的檢測功能外,又將控制箱移到井下,組成井下檢測分站,分站信號則送到地面,由配有微機的總站集中監(jiān)控。此種新系統(tǒng)已在幾個礦井具體應用,效果尚屬滿意,在進一步實驗考證、積累經(jīng)驗的基礎上,具有推廣價值。不足之處是,使用的是分離式傳感器,要增加維護量和經(jīng)費,同時它也不能檢測火災氣體全組分中的C2H2。為適應上述集中檢測系統(tǒng)的需要,我國近年還研究開發(fā)了多種傳感器與之配套,如KGA2型CO傳感器(電化學型,測量范圍0～010005,誤差不大于5%),KGQ1型C2H4傳感器(氣敏型,測量范圍0～0100002)。此外還有KGQ2型O2傳感器,KGS7型CH4和KGQ11型CO2傳感器等,都可供火災氣體集中檢測系統(tǒng)應用。但需說明的是,這些傳感器目前尚屬試用階段,還需一定時間的檢驗。 　　b)GC85型色譜集中檢測系統(tǒng)。此系統(tǒng)是已經(jīng)通過國家鑒定的攻關項目(礦井多參數(shù)色譜檢測系統(tǒng)),其主要的技術特性發(fā)揮了氣相色譜技術的一系列優(yōu)勢。多功能:同時用于常量和微量分析,自動進樣和切換,常期和災期分析,預警和示警,打印和制表。多參數(shù):可分析常量組分,如O2、N2、H2和CH4等,以及微量組分CO、CO2、C2H4和C2H2等,并顯示煤自燃的動態(tài)過程。高精度:主要氣體的指標值,最小檢測濃度:CO和C2H2小于等于5×10－7,C2H4小于等于10－7。系統(tǒng)全部由微機控制。 　　c)GC—4008型煤礦專用氣相色譜儀。為煤礦專門設計的實驗室用氣相色譜儀,主要技術特征是:多檢測器,TCD、FID和CH4轉化爐。高檢測性能,并聯(lián)三柱,分別進樣,使得分離效果好。專用填充柱,使得分析條件規(guī)范化。適于分析常微量礦井大氣組分、火災氣體組分和瓦斯突出氣體組分等。裝置為人工進樣,適于那些未建立集中檢測系統(tǒng)礦井的實驗室用。實踐證明,性能良好,已在幾十個礦井中使用,得到好評和認可,一般中小型礦井均可選用。