引言

火灾是严重威胁煤矿安全生产的重要灾害之一，极易造成群死群伤。据统计，在我国开采的煤矿中，存在自然发火危险的井下占总井下数的70%左右，自然发火煤层占累计可采煤层数的80%，且自然火灾发生的次数占井下火灾总数的94%以上。因此，如何有效地进行火灾早期预报，准确精准地识别标志性气体，将火灾事故消除于萌芽状态是煤矿防火工作的重点和难点之一。《煤矿防灭火细则》要求，经对国内调研发现煤矿井下矿井防灭火系统以预防性灌浆、注氮、喷洒阻化剂、注防灭火材料的综合防灭火措施，满足矿井安全生产及规程、规范要求。同时选用KJ90X型矿井安全监测监控系统，井下布设相应的监测监控传感器，对回采过程中煤的自燃进行有效监测监控；同时，选用KSS-200型束管监测系统，对井下采空区气体进行采集、分析和监测以及ZWX8-Z光纤测温系统对井下温度进行监测。通过开展火灾的连续性监测、预报工作，使之做到早发现、早治理，避免发生火灾。

1.煤矿发生火灾的原因

1.1内因

火灾是煤矿的一大安全隐患，其内因主要为煤的自燃，如在采煤工作中矿井内的通风条件达不到标准时，就会使矿井内的温度异常升高，由于煤的自燃点非常低，当矿井温度达到其自燃温度后，就会引发煤炭自燃现象，诱发重大的火灾事故。

1.2外因

煤矿矿井火灾外因主要为机械设备故障、人员违规操作，首先，采煤时违规使用明火，或者机械设备故障，都会增大火灾或爆炸的风险。针对这一问题，采煤作业中必须严禁明火，不论是领导还是基层工作人员，都需要从思想上重视，领导需做好监督与管理，而工作人员需有强烈的责任意识，严格遵守采煤工作各项规定。其次，通风设备配置不佳，设备在运行中的风量、风速等达不到要求，合理配备通风设备，并保障通风设备的合理运行降低瓦斯浓度，抑制瓦斯与煤尘的聚集，从各个方面降低火灾发生的概率。一旦通风设备配备不当或者运行时缺乏对状态、参数的科学控制，就会导致通风设备难以发挥其应有的作用，增大火灾风险。

2煤矿井下防火技术方案的应用

2.1在线监测手段

2.1.1KJ90X安全监测监控系统

煤矿现采用KJ90X安全监测监控系统，系统由地面中心站、传输电缆、光缆、分站和传感器等组成；

   KJ90X型矿井安全监测监控系统

2.1.2KSS-200井下束管监测系统（微色谱）

矿井配备KSS-200井下束管监测系统（微色谱），采用束管循环监测和人工取样相结合的方式，每天对综采工作面采空区和回风隅角进行取样分析，及时掌握CO等自然发火标志性气体的变化情况，根据CO气体的变化情况，采取相应的防灭火措施。

2.1.3ZWX8矿用分布式光纤测温系统

矿井配备ZWX8矿用分布式光纤测温系统，在工作面回风侧采空区沿线敷设感温光纤，持续监测采空区温度分布情况，发现异常能够及时报警，以便采取措施。

3.2防灭火措施手段

3.2.1均压通风技术

现如今，均压通风防灭火技术已经被大规模引入煤矿的开采，该技术能够有效阻止煤炭的自燃，可以有效保障矿井内部的生产安全。在应用该技术时，要求利用调压风机、调压风门以及并联风路，多措并举，通风防灭火。该技术的主要原理是在通风过程中，减少矿井采空区通道两端之间的压力差，降低核心区域的通风风力。均压通风防灭火技术成本较低，操作较为简易，具有极高的优势。该技术应用的主要形式有以下几种：①边眼通畅均压法。煤矿开采时，为了保障矿井顺利出煤，往往会在工作面上设置边眼，有利于掘进作业的开展。回采结束后，应立即拆除此类边眼，可以有效降低运输巷与运输口风压差，控制采空区的漏风现象。②预埋管路导风均压法。该项技术是一种相对主动的防火技术，在实际应用的过程中，要求在煤矿运输巷与停采线间设置消防管路。根据现场的实际情况，消防管路可以为单条，也可以设置多条。管路端头应砌筑在第二道永久消防闭墙之上。

3.2.2注液氮防灭火技术

N2为惰性气体，不支持燃烧，可将点燃物与O2隔绝，阻断燃烧。注液氮防灭火技术基于N2在常温常压条件下与煤体不发生化学反应的性质，利用液氮在汽化过程中吸收周围大量热量，可降低采空区氧含量等优点，达到抑制综采过程中煤自燃的目的。注氮防灭火技术可“防”可“灭”，是一种重要的煤矿综采工作面防灭火技术手段。注氮方式分为预防性开放式注氮和封闭式注氮两种。在实际工作中，首先选择预防性开放式注氮，当工作面CO浓度持续升高且温度上升明显，出现煤自燃的征兆时，换用封闭式注氮技术防灭火。在初采初放期间、综采期间及收尾期间，及时调整注氮方式方法，科学应用注液氮技术。注液氮的安全注意事项有以下几方面。（1)利用气体浓度和成分监测系统，掌握综采过程中矿井内N2，O2，CO等气体的浓度，如果发现高温或有毒有害气体浓度较高的现象，则应及时增大液氮的输入量。（2)如果注液氮量加大后，有毒有害气体量并未减少，则应及时撤出操作人员，进行情况分析，排查隐患。（3)第一次注液氮或停止注氮后重新进行注液氮操作，应先输入液氮对管道进行冲洗，防止将空气注入待注区域。

     3.2.4注浆防灭火技术

注浆方法采用生产中通常采用的采空区注浆方法，即在辅运顺槽敷设管路，并用胶管连接短钢管预埋采空区内，充填煤岩裂隙及其孔隙的表面，增大氧气扩散的阻力，减小了煤与氧的接触和反应面；浆水浸润煤体，增加煤的外在水份，吸热冷却煤岩；加速采空区冒落煤岩的胶结，增加采空区的气密性。灌浆防火的实质是，抑制煤在低温时的氧化速度，延长自燃发火期。注浆材料可选：黄土、页岩、矿井矸石、粉煤灰、尾矿等。由于矿井所处地区黄土储量充足，便于运输，因此注浆材料选择黄土。

3.2.4阻化剂防灭火技术

在煤矿火灾防范方面，阻化剂防灭火技术非常有效，此项技术就是将阻化剂喷洒于煤炭表面，通过这一方式抑制煤炭的燃烧。目前，在煤矿的生产作业中，阻化剂的种类相对较多，卤盐阻化剂、铵盐阻化剂、凝胶阻化剂的应用范围较广。阻化剂防火工艺在采煤工作面向采空区遗煤喷洒阻化剂、向可能或已开始氧化发热的煤体打钻压注阻化剂，与此同时配备专门设备向上采空区输送雾化阻化剂，但要考虑的是，传统的阻化剂工艺虽有一定作用，但阻化剂喷洒覆盖范围较小，效果无法达到预期，为解决这一问题，煤矿在实际工作中需持续优化阻化剂，并在采用阻化剂防火工艺时充分分析矿井的实际情况。

    结语

煤矿开采对综采工作面防灭火技术的要求越来越高。综采工作面防灭火技术的应用不仅能保障煤矿开采的正常进行，还能保障作业人员生命安全。煤矿企业应根据自身实际情况，选择合适的防灭火技术，并结合大量实践经验，形成成熟的综采工作面防灭火体系。

参考文献

［１］程光，白俊清．矿山救援与自救互救［Ｍ］．北京：北京大学医学出版社，２０２１．

［２］赵开功．安全生产应急救援与消防救护知识手册［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２０１８．