CO2灭火技术在矿井灭火中的作用

CO2灭火技术在矿井灭火中的作用

【摘 要】介绍了CO2灭火机理及其在新疆煤化工集团公司新一矿5141工作面灭火过程中的应用实践。

【关键字】煤炭自燃；CO2灭火技术

1 5141综放工作面自然发火防治现状和分析

5141工作面是+580水平西翼第一个综采放顶煤工作面，东邻西轨下山，北邻+715水平4143F采空区，南邻未采动的5142实体煤，开切眼倾斜长度为271米。煤层厚度平均为14米。工作面走向全长269米。CH4绝对涌出量8.94 m3/min，相对涌出量3.57 m3/t，矿井CO2绝对涌出量5.22 m3/min，相对涌出量2.08 m3/t，其中5141回采工作面CH4绝对涌出量为7.63 m3/min，相对涌出量为3.09 m3/t，CO2绝对涌出量2.42 m3/min，相对涌出量0.98 m3/t。在工作面回采期间，工作面内未出现瓦斯超限，上隅角瓦斯超限现象经常出现，通过利用压入式风机向上隅角引入新鲜风流的方式对上隅角瓦斯进行稀释引排，但超限现象时有发生，工作面回风巷瓦斯含量有时均值达到0.5%，在工作面的推进过程中，随着工作面倾角的减小，工作面回风巷瓦斯含量也成下降趋势，上隅角瓦斯超限现象也有所减少，在工作面发火前回风巷瓦斯含量在0.3%左右。5141工作面采用上行通风的通风方式，下顺槽为皮带运输巷兼进风巷，上顺槽为材料运输巷兼回风巷，工作面计划配风量为1220m3/min，工作面回采初期，实际配风量在1350 m3/min左右，由于工作面瓦斯涌出量较大，将风量提高至1600 m3/min左右. 自燃发火鉴定情况：2010年5141工作面煤层自燃发火倾向性30℃常压煤吸氧量为0.6857（cm3/g干基），为自燃煤层，自燃等级为Ⅱ级。发火期为3-6个月。

2 重点防灭火技术选择

从防灭火理念上讲，煤矿井下防灭火离不开控制三要素：可燃物的存在、热源（温度）、具有一定浓度氧的空气供给。按照煤的自然发火的规律，其发火的起因实质是是煤与氧的氧化反应过程结果，氧气是氧化反应的必要条件，没有氧气，氧化反应就无法进行。试验结果证明，氧浓度低于8%时失燃，低于3%时，氧化反应彻底被中止，燃烧现象不能持续进行。同时，要认识到，能控制温度，也可控制氧化速度，从而控制煤的自燃发生。这说明，只要能够控制住至少其中一个因素就会实现防治自然发火目的。而能够将煤氧化浓度和生热温度同时控制住，就是控制自然发火的最有效办法。 按照这个理念，国内外已研究探索形成了一系列成熟的煤矿矿井防灭火技术，包括火灾气体的监测监控、高温点、火点的探测确定；打钻、注胶、注沙、堵漏；均压；惰化防灭火等。无论哪种技术，核心都是在控制遗留煤、浮煤的氧化和温度上升从而达到控制氧化速度上采取措施。 从各种方法比较中可以看到，都有一定成效上做文章的。但很多技术实施存在受条件限制。如采取黄泥、凝胶隔绝法，这要有地质条件保障，很难保障遗煤全覆盖。 结合5141工作面发火危险源现状，应把降低采空区氧浓度、同时降低所有遗煤氧化温度作为防灭火关键技术来落实。经过反复调研论证，认当前采

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