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　　從防滅火理念上講，煤礦井下防滅火離不開控制三要素：可燃物的存在、熱源（溫度）、具有一定濃度氧的空氣供給。按照煤的自然發(fā)火的規(guī)律，其發(fā)火的起因?qū)嵸|(zhì)是是煤與氧的氧化反應(yīng)過程結(jié)果，氧氣是氧化反應(yīng)的必要條件，沒有氧氣，氯化反應(yīng)就無法進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果證明，氧濃度低于8%時(shí)失燃，低于3%時(shí)，氧化反應(yīng)徹底被中止，燃燒現(xiàn)象不能持續(xù)進(jìn)行。同時(shí)，要認(rèn)識到，能控制溫度，也可控制氧化速度，從而控制煤的自燃發(fā)生。

　　這說明，只要能夠控制住至少其中一個(gè)因素就會實(shí)現(xiàn)防治自然發(fā)火目的。而能夠?qū)⒚貉趸瘽舛群蜕鸁釡囟韧瑫r(shí)控制住，就是控制自然發(fā)火的最有效辦法。按照這個(gè)理念，國內(nèi)外已研究探索形成了一系列成熟的煤礦礦井防滅火技術(shù)，包括火災(zāi)氣體的監(jiān)測監(jiān)控、高溫點(diǎn)、火點(diǎn)的探測確定；打鉆、注膠、注沙、堵漏；均壓；惰化防滅火等。無論哪種技術(shù)，核心都是在控制遺留煤、浮煤的氧化和溫度上升從而達(dá)到控制氧化速度上采取措施。從各種方法比較中可以看到，都有一定成效上做文章的。但很多技術(shù)實(shí)施存在受條件限制。如采取黃泥、凝膠隔絕法，這要有地質(zhì)條件保障，很難保障遺煤全覆蓋。結(jié)合5141工作面發(fā)火危險(xiǎn)源現(xiàn)狀，應(yīng)把降低采空區(qū)氧濃度、同時(shí)降低所有遺煤氧化溫度作為防滅火關(guān)鍵技術(shù)來落實(shí)。經(jīng)過反復(fù)調(diào)研論證，認(rèn)當(dāng)前采用液態(tài)二氯化碳防滅火技術(shù)為主的措施是最佳選擇。較氮?dú)夥罍缁鸶袃?yōu)勢。

　　CO性能機(jī)理：

　?。?）CO2的火區(qū)抑爆性機(jī)理

　　Co2氣體具有良好的抑爆性，效果好于N3。其原理是在可爆氣體中混入C0，惰性氣體，可以阻礙活化中心的形成，當(dāng)CO，達(dá)到一定濃度時(shí)，它大量吸收可爆氣體初期氧化反應(yīng)所生成的熱量，同時(shí)不斷護(hù)大氧分子與可燃?xì)怏w分子接觸的阻礙作用，從而使可爆氣體顯示惰爆性。隨著CO，濃度的增加，混合可爆氣體的下限微有增加，而爆炸上限則迅速減少。當(dāng)CO2：氣體與可爆氣體混合比例達(dá)一定值時(shí)，即CO.濃度達(dá)到23%，混合可爆氣體的爆炸上限與下限重合，可爆氣體失去爆炸性。同時(shí)，隨著CO2：濃度升高0。濃度相應(yīng)的地降低，當(dāng)0。

　　濃度降至14.6%以后，火區(qū)進(jìn)入失爆狀態(tài)。當(dāng)火區(qū)惰化并處于失爆狀態(tài)下，即使瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸界限范圍內(nèi)也不會發(fā)生瓦斯爆炸現(xiàn)象。

　?。?）CO2的火區(qū)滅火機(jī)理

　　Co，滅火主要有2種作用：1）窒熄滅火。火區(qū)內(nèi)灌注C02后，隨著CO，濃度升高，0，濃度相應(yīng)的地降低，當(dāng)0。濃度〈11.5%時(shí)，明火即可撲滅，同時(shí)火區(qū)因缺氧而窒息滅火。在火區(qū)內(nèi)，由于著火點(diǎn)溫度很高，周圍氣體通過輻射吸熱，造成局部氣體密度變小，形成氣體對流，灌注C01后，因CO-密度大在對流作用下向著火點(diǎn)流動，使得火區(qū)周圍CO2，濃度變大，加快滅火。2）吸附阻燃。井下空氣如N、CO2、02、CH、C0等氣體成分中，燃燒的煤炭對CO，的吸附能力最強(qiáng)，優(yōu)先吸附CO2氣體，從而隔斷了氧氣的供給途徑，有效地阻止煤炭繼續(xù)燃燒，其阻燃效果特別明顯。

　　（3）C0。惰氣滅火特點(diǎn)

　　1）C0.滅火適應(yīng)于內(nèi)、外因火災(zāi)，即可撲滅由人為或其它事故引起的火災(zāi)，又可撲滅由自燃引起的火災(zāi)，特別是適用撲滅采空區(qū)隱蔽火災(zāi)。以灌漿滅火方法撲滅采空區(qū)火災(zāi)時(shí)，因灌漿恐難以達(dá)到火源位置，所以該法滅火往往失效，C0，等惰氣滅火就不會存在以上問題。

　　2）C0，滅火的無污染性。用C0，，滅火特別適用于電器設(shè)備和精密、昂貴儀器的火災(zāi)，滅火后不會對儀器設(shè)備造成污染性的損失。

　　3防滅火方案：

　　在5141回風(fēng)巷與4143保護(hù)煤柱之間施工一條工藝巷來達(dá)到鉆孔布設(shè)合適灌注點(diǎn)目的。有關(guān)工藝巷施工方案如下：工藝巷從5141回風(fēng)密閉外6.5米處向北施工7.2米后，順煤柱方向向西施工131米，掘進(jìn)至5141采空區(qū)30米位置。工藝巷采用炮據(jù)施工，錨網(wǎng)支護(hù)，凈寬2.2米，凈高2.5米，矩形斷面，在施工鉆孔位置巷道凈寬調(diào)整為3.0米，擴(kuò)寬長度為3米，以保證鉆機(jī)正常施工。該巷道與5141回風(fēng)順槽水平距離為5米，與4143一分層進(jìn)風(fēng)順槽水平距離為4.5米。工藝巷南北方向?yàn)樗绞┕ぃ障驏|西方向后，先以3°上坡找到5141回風(fēng)順槽頂板以上5.5米層位后，沿5141回風(fēng)順槽走向坡度向西施工。工藝巷布置于該層位時(shí)，工藝巷底板與5141回風(fēng)順槽頂板的垂直高差平均為3米，頂板與4143一分層進(jìn)風(fēng)順槽的垂直高差為4米。該巷道施工完畢后采用全斷面錨噴以封堵與5141及4143順槽之間的裂隙，防止向兩個(gè)工作面漏風(fēng)。以5141工作面尾梁處為起始位置，每隔10米施工一個(gè)防滅火鉆孔，共計(jì)施工5個(gè)鉆孔；鉆孔開孔位置距工藝巷巷道底板往上1.5米處的層位，孔底位置在5141上隅角老塘頂板。

　　利用液態(tài)二氧化碳直注設(shè)備在井下通過防滅火鉆孔向5141老塘內(nèi)灌注液態(tài)二氧化碳。

　　4注入二氧化碳后效果分析

　　2010年7月9日10：00開始通過鉆孔向5141工作面采空區(qū)注入CO2。氣體，至7月10日18：00結(jié)束，累計(jì)注入。CO?約5000m?。隨著CO2。的注入，5141回風(fēng)巷斜下密閉墻觀測孔內(nèi)CO濃度由0.8243%降至0.0056%，02濃度由6.5%降至1.2%，CH和C地。均降為0，隨后停止了注CO2：，加強(qiáng)日常對火區(qū)的觀測。隨著時(shí)間的推移，觀測孔內(nèi)C0氣體呈逐漸下降趨勢，4月25日CO濃度降為0.0005%，火勢得到了完全控制并趨于熄滅。

　　5結(jié)論

　　Co2，灌注系統(tǒng)簡單、不需接電、無機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備的安全性和可靠性高；CO2：對煤炭氧化自燃有良好的惰化、抑制作用，滅火速度快；Co2.注入前，要查明火區(qū)的漏風(fēng)情況并封堵漏風(fēng)通道，保證CO2的滅火效果。

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