第一篇:JXM小论文——煤矿火灾防治新技术
目录
前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
一、矿井火灾成因浅析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
(一)外因火灾„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
(二)内因(自燃)火灾„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
二、矿井火灾预测预报技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
2(一)煤自燃性鉴定与自然发火测报„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
(二)煤层开采过程中的火灾„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3(三)机电设备与硐室火灾检测系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
(四)火灾应对策略„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
三、矿井火灾防治新技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(一)均压防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(二)阻化剂防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(三)阻化汽雾防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(四)超大量灌注无机固化粉煤灰防灭术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(五)化学惰气泡沫防灭火„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(六)惰化技术防灭火„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(七)堵漏技术防灭火„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(八)液氮防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(九)胶体防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
四、结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
煤矿火灾防治新技术概论
摘要:
矿井火灾是威胁煤矿安全生产、危害矿工生命安全的重大灾害之一。结合近几年来井下 火灾防治实例,究其根源,介绍一些我国最新研究和开发成功的、适用于我国国情的可靠而经济的火灾防治技术与手段,作出合理的分析与评价,供有关矿井选择参考,并正确地予以应用,作为矿井的安全高效生产的坚实后盾。
关键词:
矿井火灾;内因火灾;外因火灾;火灾预测;火灾防治 前言
我国56%的矿井开采的是易自燃煤层,矿井火灾是一大突出灾害,其中尤其以安徽淮南矿业集团最为突出。百万吨发火率近几年虽有所下降,但仍居高不下,与世界其他主要产煤国家相比,差距还是很大。甚至近几年,重大火灾事故还时有发生,给煤炭企业带来难以估量的负面影响,不仅是有损于煤炭行业的社会形象,也严重制约着煤炭企业的经济效益。因此,火灾防治工作依然是煤炭企业领导的一项常抓不懈、重要而艰巨的任务。
一、矿井火灾成因浅析
凡是发生在矿井、井下或地面威胁到井下安全生产,造成损失的非控制燃烧均称为矿井火灾。
如地面井口房,通风机房失火或井下胶带着火、煤炭自燃等都是非控制燃烧,均属矿井火灾。井下一旦发生火灾,不仅会造成煤炭资源的损失、工程和设备的破坏,导致生产中断,而且而且会产生大量有毒气体,弥漫井下,使大批矿工中毒死亡。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井中,还可能引起瓦斯、煤尘爆炸事故,据统计,全国煤矿矿井火灾事故以死亡计算,火灾占1.52%,排在各类灾害最后,但在一次死亡3人以上的事故中,以死亡数计算,火灾事故却占3.72%,仅次于顶板、瓦斯、水害之后,位居第四。而井下火灾的发生必须具有可燃物、引火源和燃烧所需的空气等三个条件,下面就火灾成因做出简要分析。
1.1外因火灾
外因火灾是指由外来热源,如放炮、瓦斯煤尘爆炸、机电设备不良、机械磨擦、电流短路、焊接火花等原因造成的火灾,主要包括电气火灾和带式输送机火灾。电气火灾是指发生在各种电气设备上的火灾,常因供电过负荷、电气元件接触不良、操作失误产生电弧火花引发。带式输送机火灾是指因输送带由于跑偏、安装不当等,与托辊等摩擦生热引起的火灾。矿井外因火灾具有突发和严重的灾难性。例如福建省陆家地煤矿曾经发生一起明火火灾,由于无法进行反风造成了死亡28 人的严重性事故。由于外因火灾的主要可燃物有木材、胶带、电缆、油料等,故对井下可燃材料燃烧特性的认识,对我们分析火源、控制火情、减少损失有着积极的作用。许多专家和学者做了大量的燃烧实验,测试得到了各种材料的基本燃烧性质及火灾过程中各种因素的相互影响等宝贵的数据,丰富了人们对矿井火灾燃烧特性的认识。
1.2 内因(自燃)火灾 自燃火灾是指煤炭自身的吸氧、氧化、发热、热量逐渐积聚达到着火温度而形成火灾。
例如龙岩苏邦煤矿二号井煤炭自燃事故:
苏邦煤矿二号井位于龙永煤田北部,开采苏邦北井田北块段煤层,属低瓦斯矿井,无煤尘爆炸危险。
1994年6月10日16时左右,跟班安全员在巡回检查中发现260-38号煤层北运巷有大量烟雾往外涌出,并有烧焦味,靠近运巷温度越来越高,走进运巷上山口观察发现垮落的煤壁有火红的煤炭在燃烧,即向井口调度及矿值班领导和救护队汇报。值班领导知情后即下令停止井下作业,撤出所有施工人员,并通知不得在回风斜井行人。随后,矿救护队赶赴现场,在295m水平回风石门附近测得一氧化碳浓度高达0.012%,并发现有毒有害气体已经波及260~295m区段整个38号煤层巷道,295m水平总加回巷和回风斜井。
纵观我国煤矿有不少矿井的煤层有自然倾向性,如苏邦煤矿今年年初发生自燃火灾及一些小煤窑的自燃火灾屡有发生等现象也说明了这点。煤炭并不是一暴露于空气中就自燃着火的,一般需要经过潜伏期、自热期和自燃期三个阶段。
(1)低温氧化阶段
特征:煤的重量略有增加,增加的重量等于吸附氧的重量,煤的化学性质变得活泼,煤的着火温度降低。
(2)自热阶段
特征:煤温升高;流经火源后的空气氧含量减少;空气湿度增大,形成雾气,在支架及巷道壁上凝有水珠;空气中CO、CO2 含量显著增加。
(3)自燃阶段
产生大量的C 和碳氢化合物;空气和煤岩温度显著升高;火源出现火焰;巷道中出现烟雾及特殊的火灾气味。
内因火灾占矿井火灾总数的75%左右。
二、矿井火灾预测预报技术 2.1煤自燃性鉴定与自然发火测报
(1)煤的自燃倾向性鉴定此项技术在80年代中期前,应用的是照搬苏联的煤着火温度降低值法。尽管发现它存在着不少缺点,但由于缺乏自己的技术和手段,仍然不能予以割舍,沿用了几十年。进入80年代中期,随着新技术的发展,我国才开始开发研制以现代色谱为基础的新一代煤的自燃倾向性鉴定技术和手段。现已开发出被纳入法规的色谱吸氧鉴定法及其配套仪器ZPJ—1型煤的自燃性测定仪,业已投入实际应用,使我国在这方面的技术和手段步入国际先进行列。色谱吸氧鉴定法,就是应用现代气相色谱技术与手段,检测煤低温下吸氧的能力,作为判别煤的自燃倾向性程度。它的特点是使用了现代色谱技术,测定和计算都由色谱仪及其附件完成,人员不接触有害物质。该方法已纳入《煤矿安全规程》作为法定方法执行。它简单易学,操作简便,且无害健康。(2)煤层最短自然发火期
这是一项实际意义重大、各矿需要迫切、但又非常棘手的任务。尽管国家在科技攻关项目中,如“八五”攻关项目中,安排过研究,但遗憾的是,目前也只停留在实验室阶段,离实际应用尚有较大的差距,需要加大力度予以研究,才能满足煤矿的需要。
2.2煤层开采过程中的火灾测报(1)预测预报指标
煤层开采时期的火灾预测预报,我国主要应用气体分析法。为完善和提高此法的可靠性和灵敏性,近年主要研究开发了更灵敏可靠的检测指标和适应新指标的仪器或装置,以及敏感元件。关于检测指标,新的研究提出的概念是,CO已不是在任何情况下都可作为唯一的和最灵敏可靠的判别煤自燃火灾的指标。新的研究结果是,可以使用CO、C2H4及C2H2三个指标,综合地将煤自然发火区分出三个阶段:矿井风流中只出现10-6级的CO时为缓慢氧化阶段;出现10-6级的CO和C2H4时为加速氧化阶段;出现10-6级的CO、C2H4和C2H2时为激烈氧化阶段,此时即将出现明火,矿井处于危急时期。应用这三个指标,不仅可预测火灾,而且还可判别其阶段,据此而采取不同的防灭火措施。本项技术已在较多的矿井中应用,但需指出的是,对不同的煤层必须分别对其进行模拟实验,优选其指标的具体应用值,唯有如此,各矿才算是正确地应用了这一技术。另外,还应提及的是,上述指标,亦有可能用作判别煤内因火灾熄灭程度的指标,有关单位或矿井不妨进行实验。
(2)预测预报仪表与装置
a)束管集中检测系统与传感器。此系统是目前我国煤矿使用得比较多的系统,也是基于气体分析的原理。我国自行研制的系统,已在二十几个矿井中应用,而且近年亦有较大的改进与提高,推出了KJF型系统,除增加了新的检测功能外,又将控制箱移到井下,组成井下检测分站,分站信号则送到地面,由配有微机的总站集中监控。此种新系统已在几个矿井具体应用,效果尚属满意,在进一步实验考证、积累经验的基础上,具有推广价值。不足之处是,使用的是分离式传感器,要增加维护量和经费,同时它也不能检测火灾气体全组分中的C2H2。为适应上述集中检测系统的需要,我国近年还研究开发了多种传感器与之配套,如KGA2型 CO传感器(电化学型,测量范围0~010005,误差不大于5%),KGQ1型C2H4传感器(气敏型,测量范围0~0100002)。此外还有 KGQ2型O2传感器,KGS7型CH4和KGQ11型CO2传感器等,都可供火灾气体集中检测系统应用。但需说明的是,这些传感器目前尚属试用阶段,还需一定时间的检验。
b)GC85型色谱集中检测系统。此系统是已经通过国家鉴定的攻关项目(矿井多参数色谱检测系统),其主要的技术特性发挥了气相色谱技术的一系列优势。多功能:同时用于常量和微量分析,自动进样和切换,常期和灾期分析,预警和示警,打印和制表。多参数:可分析常量组分,如 O2、N2、H2和CH4等,以及微量组分CO、CO2、C2H4和C2H2等,并显示煤自燃的动态过程。高精度:主要气体的指标值,最小检测浓度:CO 和C2H2小于等于5×10-7,C2H4小于等于10-7。系统全部由微机控制。
c)GC—4008型煤矿专用气相色谱仪。为煤矿专门设计的实验室用气相色谱仪,主要技术特征是:多检测器,TCD、FID和CH4转化炉。高检测性能,并联三柱,分别进样,使得分离效果好。专用填充柱,使得分析条件规范化。适于分析常微量矿井大气组分、火灾气体组分和瓦斯突出气体组分等。装置为人工进样,适于那些未建立集中检测系统矿井的实验室用。实践证明,性能良好,已在几十个矿井中使用,得到好评和认可,一般中小型矿井均可选用。
d)CA—9000型移动式矿井气体分析系统。此系统由1台改装的南京依维柯40—10型中型旅行车,以及采用防震组件保护而组装在其中的2台车载煤矿专用气相色谱仪、1台色谱数据处理工作站及一批必需的配件等组成。系统的特点是:防震性能优良,在三级公路以及相当于此类的矿用公路上行驶,分析结果不受影响;组装有2台煤矿专用气相色谱仪,可完成矿井大气、火灾气体和瓦斯气体的全分析,色谱仪则装备有性能良好的专用色谱柱,分析周期全过程不超过15min。机动性好,适用于多矿井而不欲分散设立多处实验室的矿区。
此系统已通过部级鉴定,专家评价较高,使用单位十分满意。可以推广应用,特别是在一些边远地区的中小型矿井群多单位合作应用。另外,有关单位亦研制有类似的移动式检测系统。两者都可供矿井选用。
2.3机电设备与硐室火灾检测系统
我国煤矿近年曾发生多起胶带输送机或机电硐室火灾,并造成重大经济损失或人员伤亡。应此类事故预测和防治的需要,近几年相继开发出几种装置和仪器设备,如DMF型带式输送机自动灭火系统、DHM型硐室与胶带自动洒水灭火系统,以及之后的改进型,如MZS—1型带式输送机自动洒水灭火系统和KHJ—1型矿井火灾监控系统及自动灭火装置等。这无疑会为我国煤矿外因火灾的预测预报及防治增添新的手段和能力。这些系统都是我国自已研制开发的产品,适应我国的具体国情,完全可供有关矿井选用。实际上,已在多个矿井得到应用,在安全生产中发挥着良好的作用。
2.4火灾应对策略[1]
防止明火的措施是:井下严禁使用明火和吸烟;井下一般严禁从事电焊、火焊工作,如必须焊接时,要制定专门措施报批;井口房和通风机附近20m内,不得有烟火或用火炉取暖。
防止电火的措施是:井下必须采用防爆型或本质安全型电器设备,并做到设备性能完好;严禁使用灯泡取暖和使用电炉。
防止炮火的措施是:使用安全炸药,不准将药卷内的消焰粉倒掉,不准放明炮、糊炮,不准用明火、动力线放炮;炮眼封泥要装满,并使用水炮泥;严格按规程规定装药、连线和放炮。
预防矿井内因火灾的措施涉及到煤矿生产的各个环节,一是减少发火隐患,预防煤炭自燃。
在开采技术方面,要正确选择矿井的开拓方式、采煤方法和开采程序,合理布置采区,不得任意采掘规定的段间、区间煤柱,以提高开采有自然发火危险煤层的矿井先天防火能力。
在通风技术方面,要选择合理的通风方式,正确设置控制风流的设施,采取均压防火措施,加强通风防火管理等,以减少漏风,这对防止煤炭自然发火有重要作用。预防性灌浆,注阻化剂、惰性气体等。二是掌握自然发火预兆,及时进行发火预测预报,把自然发火消灭在“萌芽”阶段。三是对采掘生产过程中遗留下的各种发火隐患要及时处理,如加强“三道”维修,加强对废旧巷处理,及时充填煤巷碹,及时处理高温火点等。发生矿井火灾的应急措施和安全注意事项:
(1)首先要尽最大的可能迅速了解或判明事故的性质、地点、范围和事故区域的巷道情况、通风系统、风流及火灾烟气蔓延的速度、方向以及与自己所处巷道位置之间的关系,并根据《矿井灾害预防和处理计划》及现场的实际情况,确定撤退路线和避灾自救的方法。
(2)撤退时,任何人无论在任何情况下都不要惊慌、不能狂奔乱跑。应在现场负责人及有经验的老工人带领下有组织地撤退。
(3)位于火源进风侧的人员,应迎着新鲜风流撤退,千万不能顺风流撤退。(4)位于火源回风侧的人员或是在撤退途中遇到烟气有中毒危险时,应迅速戴好自救器,尽快通过捷径绕到新鲜风流中去或在烟气没有到达之前,顺着风流尽快从回风出口撤到安全地点;如果距火源较近而且越过火源没有危险时,也可迅速穿过火区撤到火源的进风侧。
(5)如果在自救器有效作用时间内不能安全撤出时,应在设有储存备用自救器的硐室换用自救器后再行撤退,或是寻找有压风管路系统的地点,以压缩空气供呼吸之用。(6)撤退行动既要迅速果断,又要快而不乱。撤退中应靠巷道有联通出口的一侧行进,避免错过脱离危险区的机会,同时还要随时注意观察巷道和风流的变化情况,谨防火风压可能造成的风流逆转。人与人之间要互相照应,互相帮助,团结友爱。(7)如果无论是逆风或顺风撤退,都无法躲避着火巷道或火灾烟气可能造成的危害,则应迅速进入避难硐室;没有避难硐室时应在烟气袭来之前,选择合适的地点(独头巷或硐室、两道风门之间)就地利用现场条件,快速构筑临时避难硐室,进行避灾自救。
三、矿井火灾防治新技术
我国煤矿火灾防治技术措施,总体上说,有如下几类。
3.1 均压防灭火技术
均压防灭火技术一般对工作面及掘进面初期发现的高温预兆点有较好地效果。它是采用通风的方法减少自燃危险区域漏风通道两端的压差,使漏风量趋于零,从而断绝供氧源,起到防灭火作用。
3.2 阻化剂防灭火技术
煤炭自然发火是由于煤与空气中的氧气相互作用的结果,在漏风不可避免的情况下,在煤的表面喷洒上一层隔氧膜,阻止或延缓煤的氧化进程。阻化剂主要是卤化物与水溶液能浸入到煤体的裂隙中,并盖在煤的外部表面,把煤的外部表面封闭,隔绝氧气。同时,卤化物是一种吸水能力很强的物质,它吸收大量水份复盖在煤的表面,也减少了氧与煤接触的机会,延长煤的自然发火期。
3.3 阻化汽雾防灭火技术
汽雾阻化防灭火其实质就是将受到一定压力的阻化溶液通过雾化转化成为阻化剂汽雾。汽雾发生器喷射出的微小雾粒可以依漏风风流为载体飘移到采空区内,从而提高采空区防火效果。
3.4 超大量灌注无机固化粉煤灰防灭火技术
目前现用防灭火充填材料主要有:黄泥浆充填材料、水砂浆充填材料、煤矸石泥浆充填材料、粉煤灰充填材料、石膏育填材料、水玻璃凝胶充填材料、废水泥渣充填材料等。但都存在有成本高、脱水以后体积减少多,不能固化或固化以后支撑强度低等缺点。因此,根据目前的研究与现场应用现状,以粉煤灰为主料,研究出经济成本低,堆积能力强,固化后不脱水或少脱水,初凝时间和固化时间可调,具有堵漏、防火、灭火、防复燃、充填支撑强等功能的无机固化粉煤灰防灭火充填材料;并研究了利用黄泥灌浆系统灌注无机固化粉煤灰的配套装置及其灌浆工艺来防治巷道高冒、空洞、沿空巷道帮、溜煤眼、联络巷、停采线、采空区等地点的煤炭自燃发火。
3.5 化学惰气泡沫防灭火
化学惰气泡沫防灭火材料由多种原料组成,其原料均为固体粉态,经过分别溶解后形成2 种溶液。在井下灭火时,可采用钻孔压注方法,将溶液注入自然发火区域。当2 种溶液混合后,便会发生化学反应,产生惰性泡沫,其体积可膨胀8—12 倍。惰气泡沫可迅速向周围空间、漏风通道及煤壁裂隙扩展,充填火区空间,窒息火区,而且惰泡具有较好的稳定性,可以起到隔绝空气的作用。此外,化学惰泡的落液,还具有较高的阻化能力,可以有效地抑制残煤的复燃,达到防火的目的。
3.6 惰化技术防灭火
惰性气体惰化技术,虽然很多煤矿都可以应用,但在我国则规定,放顶煤开采的煤矿必须使用以它为主的综合措施(除惰气外还辅以其它措施)来防治煤自燃火灾,目的是要在较大的程度上保证采煤安全。惰气源目前发展起来的主要是氮气,制备的方式有:深冷空分、碳分子筛变压吸附和中空纤维分离等三种,我国有相当的产品提供矿井选用。它们各有其特点,目前各矿主要考虑的是经济承受力,除深冷空分固定资产较高外,其它两类由于分离氮的基础材料如碳分子筛、中空纤维等,还难以生产出可与国外产品竞争的产品,造成初期投资也较高,加大了生产成本,使矿井在一定程度上失去经济优势。因此,欲广泛发展和应用这些新技术,还需要加大科研力度,解决基础材料国产化及降低成本问题。在应用技术方面则应改进和提高注氮工艺,加强与采煤工艺的互相配合,以便取得好的效果。注惰效果主要取决于能否保证惰气质量,合理必需的注入量及其连续性,以及能否辅以强有力的检测技术,否则很难取得理想的效果。各矿必须认识到这一点,不可将注惰作为一项万能的措施,盲目地滥用。致于目前已开发使用的三种制惰(氮气)设备,相对来说,更受欢迎的还是井下移动式膜分离设备,因为它较碳分子筛设备更易操作和维护保养。但也有其缺点,除上述的需要国产化外,某些部件也须改进、提高,特别是其净化过滤装置。此外,三种制氮装备中,不论那一种,都需注重产品的质量,并以优质的售后服务,保证装备的正常和良好运转。
3.7 堵漏技术防灭火
煤层开采时期火灾防治的第二个重要环节是堵漏,也就是采取某种技术措施减少或杜绝向煤柱或采空区的漏风,使煤缺氧而不会自燃。堵漏技术和材料,我国近年发展也很迅速,相继研究和开发出适于巷顶高冒堵漏的抗压水泥泡沫和凝胶堵漏技术和材料,适于巷帮堵漏的水泥浆、高水速凝材料和凝胶堵漏技术与材料,以及适于采空区堵漏的均压、惰泡、凝胶和尾矿泥堵漏等技术成果,它们各有其使用条件和优缺点。目前,上述这些堵漏技术和设备及材料,我国都可以解决,各矿可以根据本矿的具体情况,因地制宜地选用。值得一提的是,均压防灭火和凝胶防灭火技术,操作都不复杂,具有不污染或少污染环境的优点,所需的投入也不多,技术也不复杂,值得各矿大力应用。
3.8 液氮防灭火技术[2]
液氮防灭火就是从地面或井下向已封闭的火区灌注氮气、加速火区的熄灭。自60 年代后期国外主要产煤国家将液氮技术用于井下防灭火以来,经不断开发完善,现已成为各国煤矿井下处理大型火灾的一种重要措施。近年,英国、法国、德国地面移动式制氮设备的产氮量达1200m3/h,产氮量在5000m3/h 的设备在研发中。德国从1974 年11 月至1986 年8月共应用氮气灭火80 次,消耗氮气达30 亿m3,抢救出综采设备65 套。80 年代初,我国一些煤层易自燃的煤矿开始采用注氮防灭火技术,取得了一定的效果,经“八•五”攻关研制了能力为200m/h 的井下移动式制氮装置。特别是近些年来我国的放顶煤开展迅速,此法采空区丢煤多,造成遗煤大面积的危险性堆积,极易引起煤炭自燃,且这些火点往往在顶板高冒处或采空区深部,这时采用注氮灭火效果最为显著。
3.9 胶体防灭火技术[3]
目前常规的灌浆、均压、阻化剂、氮气防灭火技术在抑制煤层自燃火灾中起到了很大作用,但也存在一些局限性。针对煤层自燃特点,近几年由西安科技大学研制的耐温高水胶体防灭火技术集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于一体,较好地解决了灌浆、注水的水泄漏流失问题,已成功地扑灭了几十起煤层自燃火灾。
3.9.1 胶体防灭火机理
新型复合胶体防灭火技术是由特种添加剂与水按一定比例混合而成,添加剂的浓度一般为1:5。新型复合胶体防灭火技术是利用定量添加设备,将添加剂按一定比例加入水中,使水(或泥浆)稠化,然后用泵(或灌浆系统)压注到松散煤体中。在泵压和自重作用下稠化液体渗入到煤体裂隙和微小孔隙中,先对注入口附近火源表面降温,并形成胶体阻断氧扩散,阻止煤体继续氧化放热,进而降低煤体内部温度,熄灭火势,随后胶体逐渐向周围放射扩散,慢慢扩大火势熄灭圈使煤体温度降低,从而达到防灭火的效果。
3.9.2 胶体的防灭火性能
(1)新型复合胶体添加剂浓度比较低,小于5“。添加剂的浓度为3”时,与传统的胶体灭火材料(如凝胶)浓度为10%时的性能相当。在灭火中采用该材料使固体灭火材料在井下的运输量可减少30 倍以上,这对降低工人劳动强度,提高灭火效果非常有利。由于它的用量少,胶体成本比传统的胶体灭火材料有所降低。
(2)对水质依赖性小,耐酸碱。在pH>4 的水中都可形成较好的胶体,一般的盐对胶体性能的影响不大。
(3)溶解速度可调。根据工艺需要调节材料的溶解速度,可以满足不同的工艺要求。材料的溶解速度可通过改变粒度、添加剂等手段来调节,可根据需要制成系列产品。
(4)新型复合胶体耐火性能好。将其放入打铁炉中,用鼓风机鼓风,火势很旺,只见胶体透明显红光,仅有少量的水蒸汽产生,胶体不消失,对周围的红炭仍起灭火作用。
(5)具有一定的强度及渗透性、蠕变性、粘弹性。新型复合胶体能够渗透到煤层的裂隙中,堵住漏风;在煤层间隙受力发生蠕变时胶体不会破裂;由于胶体有粘弹性,它能紧密充填于煤层间隙,即使破碎煤层也不会产生漏风裂隙。
(6)具有一定的触变性且受热粘度降低。由于它有触变性,在用泵进行压注时,其粘度较低,输送阻力不大,而进入煤层静止后,其粘度增大,可滞留在煤层中,吸热堵漏;由于材料受热粘度降低,使其在煤层中向高温点的流动变得容易,而从高温点向外流相对较困难,这对灭火有利。
(7)具有良好的吸热性,且灭火时不会产生大量水蒸汽。胶体材料中99%以上是被束缚的水,所以它有很大的热容,可吸收大量热,使煤温下降。
(8)有效期长。新型复合胶体材料在常温下脱水很慢,不变质,可长期保留在煤层中,防止煤层自然发火或火区复燃。近年来,我国煤矿的防灭火技术与手段已有了较大的发展和提高。但还应看到,目前自燃发火形势依然严峻,仍需要继续不断地完善和提高防治技术水平,加强基础研究,研究和开发创新的技术手段,特别是把非线性科学的理论和方法引入矿山安全保障系统的研究与应用中,以便能够改变自燃火灾的不利形势。与之同时,还要加大矿井灭火资金的投入和严格的措施管理。这样才能使矿井防灭火技术和管理再上一个新台阶。
四、结 论
综上所述,应用火灾自动报警装置,通过处理将信息提供给维护人员,这样可以将矿井火灾的隐患消灭在萌芽状态。积极开展对矿井火灾发生、发展机理和规律研究,不断研究开发矿用火灾报警设备、灭火设备和逃生设备;使矿井火灾在预防、监测和扑救三方面,实现立体化的防治措施。上述几种研发应用成功的井下灭火方法收到了很好的效果,结合各矿井不同的地质水文条件,因地制宜,这样我国煤矿的火灾防治工作一定会走在世界的先进水平。
[参 考 文 献]
[1]王省身,张国枢,《中国煤矿火灾防治技术的现状与发展》。中国矿业大学出版社。[2]韦道景,《液氮技术应用于矿井防灭火》。
[3]邓军,徐精彩,王洪权,王春跃,文虎。《新型复合胶体防灭火技术及应用》。[4]鲜学福,王宏图,姜德义,刘保县。《我国煤矿矿井防灭火技术研究综述》。[5]矿井通风,黄元平主编,中国矿业大学出版社。
[6]采矿工程设计手册,张荣立,何国伟,李铎主编。煤炭工业出版社。[7]矿井灾害防治理论与技术,王省身主编。中国矿业大学出版社。[8]煤矿安全规程,国家煤矿安全监察局。
第二篇:汽车新技术小论文
汽 车 新 技 术 论 文
题目:汽车能源新技术 班级: 学号: 姓名:
引言
现在社会中,我们在享受汽车带来的便利,欣欣然准备走入“汽车社会”时,不得不忍受汽车给人类社会带来的种种伤痛。目前全世界平均不到10个人占有一辆汽车,地球的资源与环境已经不堪重负,为汽车的快速发展付出了沉重的代价。当汽车成为多数人的出行工具时,汽车的发展是对自然的一种严重挑战。
目前,包括中国在内的世界各国都纷纷加大了新兴汽车动力系统的投入,混合动力汽车、氢能源汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车等技术、新产品不断被研发出来。
1.1氢能燃料电池车
氢燃料电池车,称得上是新能源车中最具“未来感”的技术路线,在彻底摆脱稀缺能源束缚和可产业化方面前途光明。氢燃料电池不仅高效、低噪音,而且无污染、无二氧化碳排放。由于氢元素可从多种物质中提取,并可再生,所以已经不能简单用“节省多少油”来衡量,是目前所能看到的最有可能产业化的终极替代能源方案。当然,技术实现和推广的难度也最大,其面临的主要瓶颈是存储技术。
作为汽车燃料,氢的储存量必须达到使用的要求,但氢在常温下体积太大,而且容易在空气中燃烧,所以如果技术上不成熟,那么氢燃料汽车将更像一个可以随时移动的炸弹!
1.2混合动力车
所谓混合动力汽车,是指拥有两种不同动力源的汽车。这两种动力源在汽车不同的行使状态(如起步、低中速、均速、加速、高速、减速或者刹车等)下分别工作,或者一起工作,通过这种组合到达最少的燃油消耗和尾气排放,从而实现省油和环保的目的。由于能量利用率由原来的60%~70%提高到了95%以上,混合动力车可以节省近一半汽油,而且几乎没有发动机噪音和尾气污染。
目前的混合动力车大部分都是油电混合型,相对其他能源的利用来说,在现阶段的推广上具有很现实的意义:技术上基本成熟了,价格也接近市场。对汽车厂商来说,这一形式无疑最容易到达,现实性不容置疑。这类车型在全球市场上已占据了相当比例,在现实使用中比其他新能源车更接近市场。但高成本依然是迫切需要突破的“瓶颈”。
1.3太阳能汽车
太阳能汽车使用太阳能电池把光能化成电能,电能会在蓄电池中存起备用,用来推动汽车的电动机。用太阳能作为能源的主要方式,既能减少污染的排放,又能减少常规能源的消耗,在来源上还充足到可以无需考虑。但在大规模推广使用上,却面临着最大的技术问题:太阳能的采集技术还有待提高。
1.4纯电动车
电能在各个领域应用有目共睹,在汽车领域,电也一直作为能源供应的方式
之一,但它作为车辆的动力供应来源却是在近年才得以发展。电动汽车是以自载畜电池为电源,依靠大功率电动机提供动力的新型交通工具,具有清洁无污染、能量转换率高、结构简单、使用和维修方便等优点。
1.5生物燃料
生物燃料是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油,可以替代由石油制取的汽油和柴油,是可再生能源开发利用的重要方向。受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响,20世纪70年代以来,许多国家日益重视生物燃料的发展,并取得了显著的成效。
1.6生物燃料
空气动力汽车即利用空气驱动车辆前进。专家分析认为,空气压缩动力驱动的发动机,其工作过程和能量的利用,高压空气的储存、压缩和压力,适应环境温度、持续行驶里程和速度,技术上可行。
压缩空气为动力,作为汽车产业的补充能源,的确实一种经济性、安全性、环保性能极强的清洁能源。如果这项技术能够在今后被成熟应用的话,相信以空气为能源的动力车将成为世界上最环保的车。
1.7二甲醚
二甲醚简称DME,是一种无毒含氧燃料,常温常压下为气态,常温下可在五个大气压下液化,易于储存与运输。二甲醚能从煤、煤层气、天然气、生物质等多种资源中制取,实现高效清洁燃料。作为一种新型二次能源,用二甲醚替代石油,将有效解决油品短缺矛盾和能源安全问题。
1.8葡萄糖
葡萄糖可分解为氢气、二氧化碳和气态烷,由气态烷推动燃料电池内部的燃烧器,将内部的水温提升至300摄氏度左右,并产生能量。相对于其他高价的燃料电池,这个葡萄糖为主要能源的燃料电池,具有成本低、污染少的优点。
总结
随着人类社会的发展对资源的开发利用,面对自然资源的问题与社会发展之间的矛盾越来越大,人类只有研发出新能源。
科学家们在积极解决这些能源的来源问题,比如可燃冰的采集,以及新的能源技术。也许在不久的将来,我们可以用可乐、汽水或糖水作燃料了。到那时,我们可以不用担心汽车的燃料问题,尽情享受汽车带给我们的方便和快乐!
第三篇:煤矿防治措施..论文
煤矿防治水措施
煤矿水害是无情的,但煤矿防治水也是有规律可循的,水害事故也是可以避免的。
一、首先严格遵循国家安全生产监督管理总局第28号《煤矿防治水规定》。为加强煤矿防治水工作,有效遏制重特大透水事故和预防暴雨洪水引发煤矿事故灾难,国家安全生产监督管理总局制定颁发了《煤矿防治水规定》,我们必须因地制宜,严格执行。
二、煤矿水害防治必须把握“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。
“防、堵、疏、排、截”是长期治理各类煤矿水害实践中总结出的行之有效的方法。其主要含义和基本技术要求是:合理留设各类防水煤柱,注浆封堵具有突水威胁的含水层,探放老空水和对承压含水层进行疏水降压,完善矿井排水系统,加强地表水的截流治理。河北省开滦矿业集团范各庄矿针对奥灰水、冲积层水、顶板砂岩水、老空水等多种水害隐患,积极采用综合立体探测技术,查明矿区水文地质情况,合理留设防水煤(岩)柱,疏放老空水和顶板砂岩水,对奥灰水实行疏水降压,封堵有突水威胁的隐伏陷落柱和导水断层,完善矿井排水系统,增加矿井抗灾能力,加强地表水的截流治理,多年来,有效预防了突水淹井和重特大水害事故。“五项”措施科学概括了水害治理的基本技术要求。“防、1
堵、疏、排、截”是我们在长期治理各类煤矿水害实践中总结出的行之有效的方法。其主要含义和基本技术要求是:合理留设各类防水煤柱,注浆封堵具有突水威胁的含水层,探放老空水和对承压含水层进行疏水降压,完善矿井排水系统,加强地表水的截流治理。河北省开滦矿业集团范各庄矿针对奥灰水、冲积层水、顶板砂岩水、老空水等多种水害隐患,积极采用综合立体探测技术,查明矿区水文地质情况,合理留设防水煤(岩)柱,疏放老空水和顶板砂岩水,对奥灰水实行疏水降压,封堵有突水威胁的隐伏陷落柱和导水断层,完善矿井排水系统,增加矿井抗灾能力,加强地表水的截流治理,多年来,有效预防了突水淹井和重特大水害事故。
三、煤矿水害防治“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的十六字原则
“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”“十六字”原则科学地概括了水害治理的基本程序。“预测预报”是水害防治的基础,要在查清矿井水文地质条件的基础上,对矿井生产区域的地质构造情况、水害类型等进行分析,提出预防处理水害的措施。“有疑必探”、“先探后掘”是水害防治的关键,在“预测预报”工作的基础上,分析可能构成水害威胁的区域,采用钻探、物探、化探等综合技术手段查明水害隐患,提出水文地质分析报告,确保井下采掘安全。“先治后采”是水害防治的最终目标,对排查的水害隐患,必须
先治理后开采。自 预防为主、关口前移的要求。1986年颁发的《煤矿防治水条例》规定“在受水害威胁的地区,必须坚持‘有疑必探,先探后掘’的原则”。2004年修订的《煤矿安全规程》规定“矿井必须作好水害分析预报,坚持有疑必探,先探后掘的探放水原则”。“十六字”原则是对以往防治水工作经验的概括,更进一步体现了“预防为主,综合治理”的方针。所增加的“预测预报”和“先治后采”八个字,都是煤矿水害事故血的教训换来的,“十六字”原则是对“八字”原则的升华和提高。
“十六字”原则和“五项”措施是水害防治的一个有机整体,必须全面系统地贯彻落实。同时,“十六字”原则和“五项”措施也有待遇各地区、各单位希望同志们在实际工作中不断加以总结完善,从而不断提高水害防治水平。各煤矿企业应针对当前及今后一个时期煤矿水害防治工作的实际,认真编制煤矿防治水计划和应急预案,坚持煤矿防治水“十六字”原则,落实“五项”措施,加大矿井防治水设施、设备的投入,加强煤矿水文地质预测预报系统的研究和新技术、新装备的推广,建立矿井水害防治工作长效机制。受水害威胁的煤矿要建立完善的防排水系统;受奥灰水、老空水和承压含水层水威胁的矿井,要建立并实施煤矿地质及水文地质安全保障体系。通过有力的控制和严格的管理,真正使矿井水害防治工作取得新的成效。
四、煤矿水害防治的五项重点,煤矿水害防治是一项复杂的系统工程,也是同自然灾害作斗争的科学实践,需要采取综合治理的措施,既要抓全面,又要抓重点;既要治标,更要治本。当前要突出抓好五项重点工作的落实:
1、明确煤矿水害防治工作责任,健全工作体系。
煤矿企业作为安全生产工作的责任主体。也是防治水工作的责任主体。煤矿主要负责人是水害防治工作的第一责任人,要对本单位的水害防治工作全面负责,组织落实重大水害防治安全技术措施;总工程师是矿井水害防治技术管理工作的主要责任人,负责对水害防治相关技术工作的日常管理。各煤矿企业要根据矿井水害情况,配备专职水害防治人员;水文地质条件复杂或水害隐患严重的煤矿企业,应当设立专门防治水机构,配备专职技术负责人。要依据《煤矿安全规程》,建立健全各级水害防治工作责任制,明确责任,抓好日常水害防治工作。
2、完善煤矿水害防治工作机制,严格落实有关措施 煤矿企业要建立健全各级水害防治技术管理责任、部门业务保安、措施审批、隐患排查治理、安全设施管理和探放水等制度。要开展对矿井范围内老窑、采空区、含水层和废弃巷道积水等普查工作,通过收集资料、现场调查、打探水钻等措施,查明相邻煤矿及废弃老窑情况,建立防治水基础
资料档案。要制定矿区水害防治标准和防治水实施细则,并抓好落实。要进一步加强矿井地测防治水安全质量标准化建设,认真开展质量达标活动,夯实矿井地测防治水基础工作。要按照《煤矿安全规程》的要求,落实保障防治水安全的技术措施、管理措施、探放水措施,提高矿井防范重特大水害的综合能力。要根据实际情况,建立健全水害事故应急救援预案,做到机构、人员、设备、设施、资金“五到位”。
3、加强科技攻关,提高煤矿水害防治技术水平
煤矿企业要加强与科研院校、单位开展水害防治技术攻关和科学研究。重点研究攻关老空水、溶洞水的探查技术与方法,华北奥灰水突水机理与防治技术,水体下、冲积层下安全开采技术,矿井水害控制——供水——环保三位一体优化技术等。通过研究和攻关,初步构建煤矿水害防治基本理论框架,积极运用新技术和先进实用技术,建设本质安全型矿井。对水害隐患严重特别是水体下开采的煤矿,要组织水文地质方面的专家进行“会诊”,进行安全评价,在确保安全的情况下方可生产。要不断加大防治水科技投入,按照标准提取安全生产费用,保证煤矿水害防治的必要投入。
4、开展以水患为重点的隐患排查活动,严密防范水害事故
煤矿企业要根据矿井受水害威胁情况和雨季“三防”工作要求,组织开展水患排查活动,排查的主要内容是:防治
水机构是否健全,专业技术力量是否到位;防排水系统是否完善;雨季“三防”工作计划、物资、队伍和措施是否落实;是否严格执行煤矿水害防治“十六字”原则;探放水设备是否齐全;水患是否按期治理;与相邻矿井间的开采关系是否明晰正常;采掘工作面附近的积水情况是否清楚;应急救援预案是否制定和落实。同时,要加强职工的安全教育和培训,定期组织矿井避灾演习,提高职工的自我防范和自救能力。
5、加强对水害防治工作的监管监察,严厉打击违法违规生产行为
各级煤矿安全监管、煤炭行业管理部门,要加强对煤矿企业的监督检查,对受老空水、底板奥灰水和溶洞水威胁、存在重大隐患的,要指定专人跟踪并督促其认真进行整改。凡存在重大水患、无法保证安全开采的,要依法责令停产整顿;整改无望的,要向地方人民政府提出关闭建议。各级煤矿安全监察机构要将煤矿水害防治工作作为监察执法的重要内容,依法开展重点监察和专项监察,严肃追究煤矿水害等事故责任。针对当前小煤矿超层越界开采造成水害事故多发的势头,要进一步加大联合执法的力度,严厉打击非法开采、违法生产行为。
第四篇:煤矿井下电气火灾原因分析及防治
煤矿井下电气火灾原因分析及防治
摘要:通过煤矿井下电气火灾的特征,危害性及发生的主要原因分析,提出如何解决煤矿井下火灾的防治及对策。
关键词:煤矿、电气火灾、预防对策
随着煤矿采掘机械化和电气化程度的提高,电气火灾发生的比例也逐年增高,低压电缆着火,矿用变态器着火,架线式电车电弧引燃易燃物着火等电气火灾时有发生,一旦发生火灾,井下众多生产设备破坏,并引发其它一系列的矿井事故,具有很大的危害性,近几年来多次发生的矿井电气火灾事故,给煤矿井下安全生产带来重大威胁,并造成重大经济损失,对矿井电气火灾原因进行分析,如何预防提出以下措施和防治。
(一)电气火灾主要特征
1、不易发现。由于漏电与短路通常发生在电器设备内部及电线的交叉接头部位,因此电气起火的最初部位是看不到的,只是当火已形成并发展大火后,才能看到,但此时火势已大,矿井井巷众多,电气线路错综复杂,给火灾扑灭带来很大困难。
2、变化性大,煤矿井下电气设备布置分散,发火的位置很难进行常规性预测,并对起火的时间和概率都很难定量。这种突发性和意外性,随机性给矿井电气火灾的预防和管理带来一定的难度。
3、燃烧速度快,电缆着火时,由于短路或过流的电缆温度高,导致火焰沿着电缆燃烧的速度非常快,并借助巷道风流及其它助燃物质的影响,使燃烧速度也大大加快,事故一旦发生容易酿造恶性安全事故,损失更为严重。
(二)电气火灾的危害性
矿井电气火灾事故,一旦发生,可能会在井下引起“连镇”反映,火焰借助电缆,电气设备,矿井风流,瓦斯和煤尘等引其它事故,其危害性表现为以下几个方面。
1、火灾可能烧毁一个设备和破坏现场工作条件,给矿井生产带来严重影响。
2、造成矿井电气设备,生产材料的损失和破坏。
3、火灾会改变通风机原来的工作状态,导致井下通风系统紊乱,火烟弥漫井巷,还可能引起瓦斯或煤尘爆炸事故,造成更大的损失。
4、造成矿井内部环境污染,矿井电缆、电线及电气设备的绝缘材料大多数为易燃物燃烧时会放出各种有毒有害气体,造成整个矿井内部或局部的空气污染,使致灾区或波及区的工作人员受有害毒气而中毒或窒息死亡。
(三)电气火灾的原因
在使用电能时,引起火灾的原由,接触不良产生电弧,火花或发热的高温导电部位,如过载、短路、漏电等多种原因。
1、短路电流引发。导线短路时,因有大量的电流流过而使导体的发热特别快,在几秒钟或更快些,导体就可能燃烧并与连接的绝缘
或木支架和邻近的可燃物品造成火灾,在含有瓦斯或煤尘与空气的爆炸混合物相接触,到达爆炸条件,就可能引起爆炸。
2、因过负荷引起,当过负荷不是短路的结果发生,因导体的发热缓慢,由于长时间处于超负荷工作,设备将达到使自己失去绝缘性能的危险温度,最后就引起电气设备中线路的短路而发火燃烧。
3、因接触不良引起,线路中个别部分接触电阻的增加,是接触不良的结果。井下电缆或设备之间的连接部份(接头)做得不好,引发因电流产生火花,火灾是最常见的原因。
4、漏电。漏电是引起电气火灾的主要原因较为普遍。电缆绝缘材料性能不好,绝缘等级不够,电缆已有砸伤未发现容易漏电,电缆两相短接时漏电等,造成引燃周围可燃物形成火灾。
5、静电。在井下静电的产生可能是因为砂砾或其它含在压缩空气中的混合物与橡胶管、金属管壁相摩擦,橡胶带在带式输送机卷筒上摩擦等,从而产生电弧火花。静电的电压能达到一定值时极易引起瓦斯爆炸或火灾。
(四)电气火灾的预防及对策
矿井电气火灾仍要坚持“安全第一、预防为主“的原则,严格执行《煤矿安全规程》。认真做好矿井,电气火灾的预防,并做好以下几个方面的工作。
一、严格执行《煤矿安全规程》中的电气规定及防火要求:
1、井下电气设备的选用和安装要严格按照规程要求进行选用设备必须要有安全标志“MA”字样,电缆选用防阻燃电缆,电缆线路的
连接和敷设要严格按照规范进行,严禁埋压或盘圈成堆。在使用过程中防止过负荷,以避免出现短路而导致失火现象。
2、矿井电气设备要有“三大保护”即过流、漏电、接地等保护措施。井下高压电动机,动力变压器的高压控制设备应具有短路、过负荷、接地和欠电压释放保护。井下变电所配电点引出的馈电线上,应装设短路,过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备,应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。井下所有电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带、铅皮或屏蔽护套等必须有可靠的保护接地。
3、加强对电气设备的管理,做好日常的检查和维护工作。各种电气设备,严禁超负荷运行,确保电气设备的正常使用。同时也防止因设备内部的故障等原因导致设备起火,要定期检查电缆线路的绝缘程度及设备的运行完好情况,并做好记录。防止人为造成电气设备及线路的机械损伤或造成漏电短路而引起火灾等现象。
二、加强矿井电气管理、提高防火意识
1、建立、健全井下各项规章制度。电气工作人员要各司其职,做到每台设备都有专人负责(并挂牌)。建立各种电气设备的操作规程,建立设备的检修、维护、保养等制度,建立电气设备事故的调查和处理制度,职工持证上岗制度等等,使设备的完好率达到国家规定要求的甲级标准,即:完好率90%,维修率5%,事故率1%。用制度来规范预防电气火灾的发生。
2、做好职工的安全教育,提高防火意识,对广大职工进行安全
用电教育,是落实“安全第一、预防为主“的一条重要措施,是避免电气火灾事故的可靠保证。掌握安全用电知识,电气火灾的处理方法,电气设备的操作规程,使其在思想上对电气火灾事故的高度重视。
3、进行专项整治,消除电气火灾的事故隐患,经常组织井下消防和设备是否齐全,安全职责是否到位。是否存在其它事故隐患,如发现问题,及时整改排除,有郊降低电气火灾的发生概率。
4、建立矿井电气火灾应急预案,并进行事故模拟演练,并进行电气设备预防试验性事故的演习,确保在一旦发生火灾的情况下具有相应的扑灭,避难、救援等具体防范措施。
三、推广应用新技术、新设备、新材料、提高防灭火能力
1、应用火灾自动报警装置。目前应用在电气防火的产品主要有防漏电报警系统,防过载报警系统,电缆温度报警系统等,其特点能准确探测到电缆线路的异常状态,通过信息处理提供给维护人员,这样可以将电气火灾的隐患消灭在萌芽之中。
2、积极开展对矿井电气火灾发生、发展机理和规律性的研究,不断研究开发矿用火灾报警设备、灭火设备和逃生设备,推广利用新产品、新材料。使矿井电气火灾的预防、监测、扑灭、救援等方面,实现综合性防治措施。
第五篇:浅论煤矿采煤新技术方法
浅论煤矿开采的新技术及开采方法
[摘 要]科技是第一生产力,这句话也非常适合于煤矿开采当中,煤矿采矿也逐步转向将采矿技术与开采方法相结合的形式,其目的是为了实现可持续发展的战略目标,本文笔者简单的阐述了煤矿开采中的新技术和开采方法。
[关键词]煤矿;新技术;方法
中图分类号:TD823.49 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0324-02
煤矿开采技术和改革随着当今科技经济发展新形势以及地方煤矿的发展需求影响而必须面向经济建设主战场,使其能够在煤炭开采技术的前沿有立足之地,并且能够对解决煤炭工业工程的实际问题起到一定的作用。因此,如今越来越多煤矿采矿技术和开采方法被广泛应用,它们也会起到越来越重要的作用。
一、我国的煤矿的现状
我国虽然说从油和气贮藏而言方面是一个相对贫乏的国家,但是我国的煤炭含量却是相当的富有,在一次性能源中煤炭就占了70%左右。可以说,长期以来煤炭一直是我国一次性能源结构中的主要能源。越来越多的生态问题也随着煤矿越来越大的开采规模而被凸显出来,比如说像是建筑物和农田的大量被破坏、堆积成山的矸石、径流量逐渐减少的河川、严重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趋恶化、地下水中矿物内的有害物质越来越多等现象都是由于煤矿的开采而引起的。由此,采取合理的开采技术以及有效的开采方法和防止措施,这对于煤矿开采实施可持续发展战略也就显得尤为重要。
煤矿开采的中长期研究开发和技术储备是需要重点从事的工作内容,这样才能够保障采矿新技术能够紧随产业科技前沿步伐。将主导的核心技术定位于煤矿开采技术及配套装备,这不仅能使技术占领制高点,还能够保障煤矿产业的生存和发展。
二、适用于我国煤矿采矿中的新技术
生产能力较小的煤矿、复杂的地质构造引起的煤层赋存变化大、急倾斜煤层和薄煤层占了一定数量,这几点给许多地区的开采都带来了较大困难,因此,为了使矿井的高产高效得到提升,对于采矿技术的分析和开发就变得至关重要了。单一长壁采煤方法对于煤矿而言已经日趋成熟,像是放顶采煤技术、采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法应对急倾斜煤层、小阶段爆破落煤等采煤方法就是现今主要发展的几种方法。
(1)采煤技术中的炮采放顶煤。首先就是主要针对煤层厚度为5m以上的倾斜和急倾斜煤层的滑移支架放顶煤采煤法。是由顶梁和支柱两个部分组成滑移顶梁,顶梁和前梁弹簧钢上必须有前梁和后梁经过,或者说是与导向槽连接,且有2―5个数量不等的液压单体柱为其支架的支柱。除此之外,其探梁或者是挑梁是可以安置在前梁前端的,尾梁是可以安置在后梁尾端的。这样的滑移顶梁支架不仅具有比例安全可靠的优势,而且还具有可以自移、较轻的质量、简单的结构、拆卸安置便利、较低本钱、较强适应性等优点。因此,这是适合广泛推广运用于中小型煤矿中的开采技术。但是,就工作面而言,其偏低且较差稳定性的支架初撑力和工作阻力,这是滑移支架开采所面临的主要难题。第二个就是二型钢梁放顶煤开采,它是将二型钢梁、单体液压支柱对棚架设的方式采用至二型钢梁放顶煤上作面支护,将放炮落以及人工破网放煤采用至工作面,并对其进行分别采放。这类应用比较适合于乡镇煤矿、煤层变化较大赋存条件或者是较低水平技术的地区。
(2)采煤技术中的伪倾斜柔性掩护支架采煤法。煤层倾角的大小决定了这种采煤法的工作面区段高度,其工作面的倾角会随着伪倾斜柔性掩护支架采煤法而变缓,加上其较长的工作面,从而其长壁采煤法巷道部署、生产系统简单以及掘进率低的相关系列特征都是由于具有缓斜、倾斜煤层导致的。为了达到隔开工作空间和采空区的目的,将这种采煤方法应用于掩护支架是极为合适的,它不仅能将复杂顶板的办理工作大大简化,还能够创建一个良好的条件保障生产安全,将工作面煤炭自溜,使得劳动强度减弱。对于开采倾角大于印而言这种伪倾角柔性掩护支架采煤法是最合适不过的了。
(3)采煤技术中的小阶段爆破落煤采煤法。将区段内煤体分成多个小区段而进行的无人员、无设备、无支护这样“三无”的工作面开采采煤方法被称之为是小阶段爆破落煤采煤法。对于开采倾角大于400的范围、厚度为3.5-7.5m且顶底板不易滑落的不规则煤层,最适用的采煤技术就是小阶段爆破落煤采煤法,比如说是低瓦斯矿井。较好的安全性、简单的回采工艺、较高的工效是它的优点特征,而相对的缺点就是较低的回采率、复杂的通风系统以及较困难的风流分配。
(4)采煤技术中的刨煤机采煤方法。刨煤机开采技术不仅对于煤炭生产效率的提升有着很大贡献,同时它也是中等及薄煤层开采初次进行成功的技术典范。其每刀截深根据煤的硬度可达到250mm,智能驱动系统是现今工作面输送机和刨煤机所广泛采用的系统,加上有支架控制系统的可靠配合,使得工作面采煤的全部自动化得以顺利实现。刨煤机相较于滚筒采煤机而言是比较简单的,滚筒采煤机是需要有专人根据可弯曲铠装输送机的平面进行“找平”,而刨煤机仅需要由一根无极绳对机体进行牵引,在可弯曲铠装工作面输送机上焊接导轨,使其割煤由工作面端头开始沿导轨滑行。
三、对采矿方法的简单分析
采矿方法发展到今天已经有超过100种,像空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法是目前最流行的以采矿过程中的地压管理方式为依据的三种方式。但是,当采矿方法运用不当时是会导致危险和危害出现的,以下将对其进行简单分析:
(1)为矿体开采带来不便与难度且使开采作业的危险胜增加了一定幅度,这可能是由于矿体勘探的程度较低没有对埋藏情况和规模有清楚的了解、错误的对采场采准工程进行布置、对采准工程有欠缺或滞后等原因所引起的。
(2)冒顶、片帮、地压增大的隐患与危险等情况出现在开采作业中,这可能就是由于采矿方法或顺序不当所引起的。这不仅会使得不合适的开采工艺、复杂的安全生产条件以及顶板管理不方便等情况出现,严重的还会直接导致各种事故发生。
(3)地压在开采时增大、采场的顶板出现冒落、片帮、变形甚至被破坏的回采巷道等情况则是由于不合理的采场结构参数和回采顺序所导致的。
(4)人员由于回采工作面的人行通风天井与联络道没有贯通,使得他们进入回采工作面只能选择从出矿口进人,这样就无法保障他们的作业安全性。
(5)人员的通行会受间距过大的采场人行联络道影响而变得困难。
(6)由于不贯通的天井与上部中段平巷以及不畅通的通风条件,从而导致没有新鲜的风流进入采场,这样极易导致人员炮烟中毒事故的发生。
(7)人员由于采场作业在出矿口出矿或出矿中出现矿石悬空后进人而导致自身陷入矿石流中,从而引起伤亡事故的发生。
总之,随着科技的进步,煤矿开采新技术会越来越多,越来越完善,促使煤矿开采更安全高效。