【摘 要】本文主要探讨了煤矿的防灭火技术及手段已有了较大的发展与提升。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，研究和开发刨新的技术手段，特别是把非线性科学的理论和方法引人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人和严格的措施管理。
　　【关键词】煤矿矿井；防灭火；研究
　　1、矿井火灾预测预报理论及方法
　　1.1煤的自燃机理研究
　　近年来，根据固体有机物氧化理论，我国一些学者对煤的自燃，特别是对其初期的氧化现象进行的研究表明：煤炭的氧化和自燃是一种基一链反应。即煤炭在其生成过程中形成了许多含氧游离基，如羟基（一oh）、羧基（一cooh）和羰基（>c=o）等；在低温下，煤从空气中吸附的氧气与这些游离基反应，会生成更多的、稳定性不同的游离基，这时放出的热量虽很少，但煤的活性增强；随着这一过程的不断继续，在一定条件下，具有自燃倾向性的煤就可能发展为煤炭自燃。
　　1.1.1煤炭自燃必须具备的四十条件（四要素）
　　1）煤具有自燃倾向性（即在常温下有较高的氧化活性）；
　　2）具有自燃倾向性的煤呈破碎状态并集中堆积存放：
　　3）有连续的供氧条件；
　　4）热量易于积聚。
　　1.1.2影响煤炭自燃倾向性的因素
　　1）煤的变质程度（煤化程度）炭化程度越高，氧游离基的含量越少。
　　2）煤的成分。含丝煤越多，自燃倾向越大；含暗煤多的煤，一般不自燃。
　　3）煤中的水分。煤中水分少时，有利于煤的自燃；水分足够大时，则会抑制煤的自燃；但是，煤中的水分蒸发后，其自燃危险性会增大。
　　4）煤的含硫量。同牌号的煤中，含硫矿物（如黄铁矿）越多，越易自燃，因为煤中所含的黄铁矿，在低温氧化时放出的热量促进了煤炭自燃。
　　5）煤炭的孔隙率和脆性。煤炭的孔隙率越大，越易于自燃。这是由于孔隙率越大，o2越易渗人煤的内部，煤的氧化表面积也越大。变质程度相同的煤，脆性越大，越易自燃。因为煤的脆性大小与该种煤岩是否易于破碎和形成煤粉有关。
　　6）煤层厚度和倾角。煤层厚度或倾角越大，自燃危险性越大。这是因为开采厚煤层或急倾斜煤层时，煤炭回收率低，采区煤柱易遭破坏，采空区不易封闭严密和漏风较大。而且，煤是不良导热体，煤层越厚，越易积聚热量。若厚煤层分层开采，则发火概率较大。
　　7）煤层埋藏深度。煤层埋藏深度增加，地压和煤体的原始温度增加，煤内自然水分少.这将使煤的自燃危险性增加，在开采深度不大时，容易形成与地表沟通的裂隙，造成采空区内有较大的漏风，也容易在采空区中形成浮煤自燃。
　　8）地质构造。煤层有地质构造破坏的地方，煤岩发生自燃比较频繁。这是因为煤质松碎增加了煤的氧化活性和供氧通道与氧化表面积。在岩浆侵入区，煤层受到干馏，煤的孔隙率增加、强度降低，自燃的危险性也就增大。
　　1.2煤自燃发火危险性判定（自燃倾向性和发火期的判定）
　　1）80年代前，煤自燃发火危险性的判定沿用原苏联的着火温度鉴定煤的自燃发火倾向；但对高硫煤，用此法判定差异较大。
　　2）近年来，采用色谱动态吸氧法测定吸氧量和吸氧速度来判定自燃发火倾向。使用的仪器多为zrj一1型色谱自燃性测定仪。
　　3）在研究中采用了两种途径来确定煤的自燃发火期。即用煤堆实验装置在模拟条件下测定并解算发火期和测定煤的吸氧速度、氧化反应速度，按照热传导及热平衡原理推算煤的最短自燃发火期，然后结合井下各种影响因素确定煤的发火期。
　　1.3自燃发火预测预报
　　1.3.1预测预报指标最新研究表明，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。使用co、c2h4及c2h2三个指标将煤自燃发火分为三个阶段。即矿井风流中出现co质量分数降至l0-6级时的缓慢氧化阶段；出现co和c2h4质量分数降至l0-6级时的加速氧化阶段；出现co、c2h4和c2h2质量分数降至l0-6级时的激烈氧化阶段（将出现明火）。应用这三个指标，不仅可预测火灾，而且还可判ⅱ其阶段，并可据此采取不同的防灭火技术措施。
　　1.3.2预测预报手段
　　1）70年代前用井下人工采气样、地面仪器分析、结合温度检测

人的感知来判断发火危险性。
　　2）80年代以后，煤矿普遍采用气相色谱分析方法，并研究应用束管监测系统抽吸井下气体、地面集中分析、微机自动数据处理和预报自燃发火。
　　3）最新研制的井下采区分站式束管系统，如khy一3井下束管监测系统。这种系统将井下各测点的气样在井下采区直接分析，并转换成电信号，通过环境监测系统主传输电缆把气体分析信号传输至地面中心站。
　　4）最近还研究出了在tf一200型环境监测系统分站联接co、ch4、o2、温度、风速传感器，根据气体成分和温度变化趋势，解算从发火指标变化到发火危险值的时间。
　　2、矿井煤炭自燃火源区域探测方法
　　矿井煤炭自燃火源区域探测采用的方法有：
　　1）磁探测法。其原理是，烘烤后的上覆岩石的磁性随自燃温度升高而增强。
　　2）电阻率探测法。其原理是，煤炭自燃发火后，煤层的结构状态和含水性发生较大变化。
　　3）气体探测法。分井下气体探测法和地面气体探测法两种。其原理是，煤自燃在不同的温度下产生的气体种类和浓度不同，并可据此依次判断煤的白燃温度，并由气体浓度梯度大致确定高温区域的范围。
　　4）氧气探测法。其原理是，煤层自燃后，随煤温升高，氧气浓度上升，依此判断火区位置。
　　3、矿井防灭火技术
　　3.1惰化防灭火技术
　　惰化技术主要是指将惰性气体送人拟处理区，抑制煤自燃的技术。该技术主要用在当发生外因火灾或因自燃火灾而导致的封闭区我国从80年代起，开展了氨气惰化防灭火技术的研究与试验。近年来，在我国煤矿防灭火工程中使用的氮装备有深冷空分制氮装置、变压吸附制氮装置和膜分离制氨装置三种。
　　根据安装与运移方式不同，后两种又设计成井上固定、井上移动和井下移动三种。在扑灭巷道火灾中，建临建密闭后，向封闭区注氨气，使火区气体氧浓度降至10%以下可灭明火，降到1%～2%可快速灭火；燃烧深度大的火源，注氨量要达到火区体积的2～3倍。我国煤矿采空区防火时的注氮量为200--400m3/h；封闭火区灭火时注氨量为600～800m3/h；开放火区灭火的氨气需求量更大。就目前来看，氨气防灭火系统的配套仍落后于综采、综放开采技术的发展，特别是注浆等防灭火方法很难适应综放工作面采空区三维空间大和漏风大的特点，致使我国煤矿每年有多起因火灾而封闭工作面的事故发生。
　　3.2阻燃物质防灭火技术
　　该技术是指将一些阻燃物质送人拟处理区，以达到防灭火目的。
　　使用的阻燃物质主要有黄泥浆、粉煤灰浆、页岩泥浆、选煤厂尾矿浆、阻化剂和阻化泥浆。阻化剂主要有无机盐吸水液、氢氧化钙阻化液、硅凝胶、表面括性剂、高聚物乳液粉末状防热剂。
　　3.3堵漏风防火技术
　　采场工作面推过后，及时封闭和采空区相连通的巷道，进行无煤柱工作面顺槽巷旁充填隔离带，以及隔离煤柱裂隙注浆堵谓风等，均属于堵漏风防灭火技术。
　　3.4综合防灭火技术
　　对于矿井防灭火出现的复杂性，采取单一方法通常不能取得理想的防灭效果。而采取综合防灭火措施，即将几种防灭技术有机地结合，可达到最佳的防灭火效果。
　　结束语
　　本文论述了近年来我国在煤矿矿井火灾预测预报理论，矿井防灭火技术、外源火灾检测及防治和矿井防灭火决策系统等方面的研究和应用进展，并分析了我国在煤矿矿井防灭火技术研究和一些存在的问题。