时间：2023-05-17 16:11:07
序论：在您撰写矿井火灾防治技术时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
【关键词】煤矿；自燃；防治
煤矿自然灾害一直都是煤矿安全的重点防治对象，而煤矿火灾是煤矿重要的自然灾害之一，其表现形式主要就是自燃。矿井煤炭自燃火灾的防治工作包括：（1）煤炭自燃发火的预测预报工作；（2）在预测预报的基础上，采取措施进行煤炭自燃发火的防治工作。下面简述矿井煤炭自燃火灾防治的几项技术措施。
1 矿井煤炭自燃火灾的预测预报
目前，预测预报方法主要有标志气体分析法、温度检测法两类。
1.1 气体分析法
通过分析煤炭自然发火过程中产生的某些气体的浓度、比值、发生速率等特征参数，对煤炭自然发火发展趋势等作出预报的方法。
在煤层发火过程中，会产生一系列反映煤氧化和燃烧程度的指标性气体，如CO等，随着煤温的升高，其产生量将发生显著变化，因此，可以利用指标气体产生量的变化，来进行煤层火灾的早期预测预报工作。目前，此项工作主要依靠人工取气样（利用气象色谱仪）化验分析和利用束管集中系统（自动抽气样化验分析）监测来完成。
1.2 测温法
巷道松散煤体及周围介质温度的升高直接反映着煤的氧化程度。所谓测温法就是测定井下煤与周围介质的温度变化情况。测温法是发现煤炭自燃和探寻高温点及火源的最直接、可靠的方法，但巷道松散煤体内部温度的测温技术尚未完全解决。目前，探测煤的自然发火的测温仪主要有红外线测温仪和温度传感器两种。
2 矿井煤炭自燃火灾的防治
2.1 开拓方式
实践经验表明，开拓布置对于自然发火煤层的矿井影响很大。要求巷道系统简单，采用石门、岩石巷道开拓、少留煤柱、减少对煤体的切割，这对消除发火隐患是积极的、有利的。
集中运输大巷和总回风巷是矿井的主要巷道，服务时间较长；通过的风量较大，风压较高，且因采掘工作面的风量调节而经常变化；运输大巷内还设有运输胶带和机电设备等，这些都为发火隐患创造了条件。因此，这些主要巷道应布置在岩层内或不易自燃的煤层内。
对于容易自燃的特厚煤层，开拓方式的选择对抑制自然发火极为重要。开采倾斜或急倾斜的特厚煤层时，应把大巷布置在底板岩石或不易自燃的煤层中，用采区石门进入煤层；开采缓倾斜和水平煤层可以选择石门盘区布置方式，但对单一煤层的集中运输巷道是布置在煤层底板岩石中还是布置在煤层中有不同意见；把集中运输巷布置在煤层底板岩层中，既能减少巷道维护费用，又可减少自然发火几率，但是，在煤层中开掘巷道费用大、成本高，也不一定是经济的，并且矿井排放的矸石量大，影响地面环境；在煤层中开掘集中运输巷道，科学合理地确定巷道保护煤柱尺寸，减少矿山压力对煤柱的影响，使煤柱不被压碎，采后及时封闭，对抑制煤的自然发火仍然是有效的。
2.2 采煤方法
采煤方法对煤炭自然发火的影响主要表现在回采率的高低、推进速度的快慢、回采时间的长短及顶板管理和煤层切割等方面。如高落式、刀柱式、留煤皮假顶以及回采率较低的水力采煤，这些采煤方法除了丢煤多、采出率低外，采后顶板局部冒落或根本不冒落，冒落的顶板岩石无法将采空区填满充实，造成采空区大量漏风，这些都不利于防止煤的自燃。对于埋浅和近距离煤层群开采，选用这些采煤方法时，由于采动影响，地面容易出现裂缝并沟通层间裂缝，可形成漏风通道，丢弃在采空区的浮煤能获得氧化自热的条件，因而会加速自燃，对防火均不利。前进式采煤由于区段巷道漏风严重，不利于防止自然发火；后退式采煤进、回风巷两侧均为实体煤，有利于防火。
因此选择合理的开拓系统和采煤方法对防止自然发火是十分重要的。合理的开拓系统应保证对煤层切割少，留设的煤柱少，采空区能及时封闭；合理的采煤方法应使巷道布置简单，煤炭回收率高，推进速度快，采空区漏风小，可有效地抑制煤炭的自然发火。
2.3 通风条件及通风管理
漏风给煤炭自燃提供了必须的氧气，漏风强度的大小直接影响着煤的散热。通风对煤的自燃的影响主要表现在采空区、煤柱、煤壁裂隙的漏风。漏风使这些地点的煤炭氧化而生成热，生热多少以及能否积聚，取决于风速的大小。当风速过小时，漏风供氧量很小，氧化生成热量少，不易自热和自燃；当漏风风速过大时，虽供氧充足，但氧化生成的热量易被带走，同样不能形成热量积聚，煤也不能自燃。只有漏风风速适中，煤炭氧化生成的热不易带走，自燃才能发生。有的学者认为，采空区漏风强度大于1.2rn （min·m ）或小于0.06 m /（min·m ）时都不会发生自燃火灾。最危险的漏风强度为0.4mV（min·m ）～o.8m3/（min·m ）。在防火工作中，必须尽量减少漏风。
通风管理也是影响自然发火的重要因素，包括风网结构的合理性、采区风量分配、风压的合理确定、采空区的封闭、通风控制设施位置的选定和通风设施工程质量等等。因此，矿井通风管理技术必须认真研究风与火的关系，选择合理的风网结构和科学的管理方法。有的矿井巷道通风阻力较大，通风比较困难，不是采取调网结构、扩大巷道断面、消除阻力方法解决通风困难问题，而是采取提高矿井总风压强制供风，这是很不科学的。矿井总风压的提高，必然导致漏风量的增加，为可能自燃的区域或因缺氧窒息的火区提供了充足的氧气交换的条件，加速了氧化导致自然发火或火区复燃。风量的增加，为可能自燃的区域或因缺氧窒息的火区提供了充足的氧气交换的条件，加速了氧化导致自然发火或火区复燃。因而，通风降阻工作同样是预防井下煤炭自燃发火的有效方法之一。
2.4 惰化技术防灭火
惰化技术，就是将惰性气体或其它惰性物质送入拟处理区，抑制煤的自燃的技术。惰性物质惰化技术，除已作为常规防灭火技术措施使用的黄泥浆外，近年发展起来的有粉煤灰、页岩泥浆、选煤尾矿泥、阻化剂和阻化泥浆等，已经比较广泛地被应用。它们的作用，除隋化外还兼有降温，对煤矿本身则微有污染，应当予以注意。目前，从技术的发展及经济的可承受性来看，具有较大优势的还是粉煤灰注浆和阻化剂。它们多被用于厚煤层采全高或分层开采，如何采用，各矿可根据本矿的情况，论证后诀择之。惰性气体惰化技术，在我国很多煤矿都已得到应用，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。
【关键词】矿井火灾；原因；措施；防治
矿井火灾会造成烟尘和有害气体的大量产生，也是瓦斯和煤尘爆炸的导火索，往往危及到人员的生命，在煤矿灾害中位于榜首。本文首先对我国矿井火灾防治现状进行分析，进而在进一步探讨引发矿井火灾的内外因素的基础上，把防治矿井火灾的技术措施提出来。
一、我国矿井火灾防治的现状
据统计，我国具有自燃发火的煤矿占到56%，其中47%为统配和重点煤矿，在矿井总发火次数中94%为自燃发火情况，在内因火灾中60%属于采空区自燃导致的。因此说，我国防治煤矿火灾的形势很是紧迫。为了对矿井火灾进行有效防止，自建国初期，黄泥灌浆防火技术就在我国煤矿被推广；但是我国研究火灾基础理论的时间却不长，还没有健全完备的防灭火关键设备，需要进一步的完善技术措施。因此，我们对矿井火灾的防治工作决不能松懈。
二、矿井火灾的起因
2.1矿井火灾的基本要素
2.1.1可燃物的存在。煤炭自身就属于可燃物。具有可燃性的物质有在生产过程中产生的煤尘，井下的机电设备和油料以及炸药等。矿井发生火灾的基本条件就是可燃物。
2.1.2热源。引发矿井火灾的热源来自运转的电气设备产生的热量，瓦斯和煤尘的燃烧或爆炸，煤的自燃和放炮，焊接作业和其它明火。发生火灾的必要因素就是热源，可燃物必须得有热量和温度达到一定的热源而引燃。
2.1.3氧气的供给。氧气是可燃物燃烧的必备条件，而充足的氧气又是持续燃烧的必备条件。因此，燃烧得以持续并形成火灾必须具备足量的空气，这个条件必不可少。
2.2矿井火灾发生的原因
2.2.1矿井火灾发生的外部原因
爆破的违章或明火的使用等，是大部分中小型矿井火灾引发的主要原因，而在矿井具有较高的机械化和电气化时，机电设备管理不完善，不正确的操作使用，设备运转故障等，也是导致火灾的主要原因。近年来，矿井具有越来越高的电气化应用，火灾由机电设备引发的数量也逐渐增长。同时由于外部井下吸烟或违章放炮等违规因素造成的火灾也偶有发生。通常情况下，这类火灾具有较短的发生时间，较快的发展速度。在火灾开始时，一旦不能有效的控制住火源，将会使火势很快向更大的范围扩展。如果没有及时的发现，或没有正确的处理方法，或没有采取果断的行动措施，就会导致矿井被严重的破坏，甚至发生人身伤亡事故。
2.2.2矿井火灾发生的内部原因
煤炭等属于易燃物质，它在空气中被氧化发出热量，并能够把热量积聚起来，达到一定程度就会引发火灾，这就是内因火灾。煤炭的氧化不需要外部引燃，因此，又称自燃火灾，在矿井火灾中，它属于重点的防治对象。据统计，内因火灾在矿井火灾中达到百分之八十以上。由于这种火灾不易发现火源，给灭火带来较大的难度，会造成火灾持续时间长，因此，目前结合内因火灾的特点，有针对性的运用防治措施，成为大多数防灭火研究的方向。
三、矿井火灾的危害
3.1影响矿井正常生产
在很短的时间内，很难把发生在采空区煤柱里的内因火灾扑灭，处理这种情况，往往采取封闭火区的措施，将冻结大量煤炭，矿井生产受到影响。如果生产矿井属于集约化的一矿一井一面，就会出现全矿停产的局面。
3.2巨大经济损失
由于矿井中可燃物较多，一旦发生火灾，其火势发展就会非常迅猛，有效控制不及时，采掘运输设备和器材就会被烧毁。
3.3污染环境
一氧化碳和二氧化碳，以及二氧化硫和烟尘等这些有毒有害气体，在矿井火灾中，被大量产生，对环境污染较大。尤其有些地区的煤层出现露头火灾火源，如果火区面积大和具有较高的温度，具有较深的燃烧深度，同时由于资金的匮乏和不具有先进的灭火技术，就会导致火灾长时间不能熄灭，出现煤炭资源被大量烧毁，有害气体大量的产生的后果，致使空气中有害气体严重超标，出现酸雨和温室效应。
四、矿井火灾的防治
4.1矿井内因火灾的防治
矿井内因火灾的防治应重点抓好以下三项工作：
4.1.1合理的设置采区
巷道使用岩石，面积尽量大，运用石门或集中平巷；在较硬的岩石中布置采区内的主要巷道，辅巷道尽量少开，巷道间距尽量的增加；主要巷道开凿于不自燃或具有较小自燃危险性的煤层中，采区要设置合理。
4.1.2选择合适的采煤方法
选用老采煤方法对易于自燃的煤层进行开采，存在很大的危险性。回采率较高的是壁式采煤法，布置比较简单的巷道就可以，机械化装备使用便利，具有较快的回采速度和较高的防火安全性。这种采煤方法运用于薄煤层，自燃发火现象很少出现。管理顶板采用全部陷落法，对采空区的自燃不易控制，在全部采空区采用惰性材料填充，但要做到及时和致密，可使自燃火灾的发生率被大大减少。
4.1.3提高回采率
为使回采速度加快，要把劳动组织最优化，竭力使用采煤和机械化综合能力效率较高的设备。认真研究采矿煤层的地质因素和自燃倾向，把自燃发火期确定下来，根据回采速度合理地把采区面积划分出来，在自燃没有发生之前，采完一个采区，就进行封闭。
4.2采用正确的通风措施
采区的通风系统必须要选择合理。采区通风方式要在认真研究开拓方案和开采顺序的基础上合理选择。同时，把2矿井火灾的防治措施进行实施。
4.2.1均压防灭火技术。风窗—风机联合和调节风窗以及风机等是主要使用的调压方法。该方法可使漏风大量减少，减弱煤的氧化，但由于不能把压差降低到零，预防上分层采空区和工作面顺槽顶煤以及煤柱的自燃作用不明显。
4.2.2各种凝胶防灭火技术
把配置好的溶液注入煤层，使其在需要的时间和范围内凝胶，这样高温煤体就会被不流动和半固体状的凝胶包裹，发挥防灭火效果，这就是胶体防灭火技术。复合胶体和稠化胶体，以及胶体泥浆和无机凝胶等是目前使用的胶体主要类型。由于成胶过程属于吸热反应，水也会被形成的胶体所固结，降温灭火效果很好；使用胶体的缺点是由于流量小，作用发挥有限；具有较高的成本；部分种类胶体在成胶的过程中，有毒有害气体会被释放出来。对于煤矿的安全发展来说，矿井火灾属于重要的制约因素。因此，我们要结合矿井的实际情况，因地制宜，坚持以预防为主，采取防治结合的措施，开展综合治理，综合运用几种防灭火措施，使矿井的防灭火技术体系具有针对性和个性化以及合理化特征，正真的发挥保障矿井安全生产的作用。
关键词：矿井 火灾 外因 内因 因素
1 概述
我们都知道矿井火灾是煤矿主要灾害之一。能烧毁大量的矿井资源和矿井设备、设施，每一场矿井火灾的发生都可能影响矿井正常生产，有时还会引起瓦斯煤尘爆炸，一场火灾往往造成数十万乃至上千万元的经济损失，同时，产生有毒有害气体，造成人员大量伤亡。重大的恶性火灾事故造成的不良社会影响也是相当巨大的。防灭火技术对煤矿的安全生产具有非常重要的意义。
2 矿井火灾的构成因素及分类
什么是矿井火灾呢？如：地面井口房失火、通风机房失火、井下皮带着火、煤炭自燃等都是非控制燃烧，均属矿井火灾。造成损失的非控制性燃烧均称为矿井火灾，凡是发生在矿井井下或地面，威胁到井下安全生产的都被称为矿井火灾。
2.1 矿井火灾的构成因素 矿井火灾发生的原因虽是多种多样，但构成火灾的基本要素，只有这三点。①空气：空气是维持燃烧必不可少的条件，若缺乏足够氧气，任何物质燃烧都不能持续，同时还需要有相应的热源点支持。②可燃物：是被氧化剂所氧化的物质。坑木、各类机电设备、各种油料、炸药等都具有可燃性，煤本身就是一个大量而且普遍存在的可燃物。③热源：是指具有一定温度和放出很多热量的火源。煤的自燃、瓦斯煤尘爆炸、放炮作业、电流短路等都可以成为引火热源，此外机械摩擦、吸烟等行为也会引发一些安全隐患，具有一定温度和足够热量的热源才能引起火灾。只有将这些热源控制好了，才能最终避免火灾的发生。
矿井火灾的防治与扑灭都是从这三个方面来考虑的。缺少任何一个要素，矿井火灾就不可能发生。火灾三要素必须是同时存在，而且达到一定数量才能引起矿井火灾。
2.2 矿井火灾的分类 根据引起矿井火灾的引火源不同，通常可将矿井火灾分成两大类：①外因火灾。引起燃烧而形成的火灾叫外因火灾，可燃物在外界火源（明火或高温热源）的作用下，往往容易产生外因火灾。外因火灾是由于外来热源引起的。外因火灾产生的原因主要有：机械摩擦及物碰撞可燃物引起；瓦斯、煤尘爆炸；违规爆破；电气火、电缆、开关、电机过负荷、短路、电火花；明火，如吸烟、电焊、电炉引起。外因火灾特点：外因火灾一般容易发生：井口附近、井下机电室、采掘工作面、有电缆的木支架巷道处突然发生，如果不及时处理，常可能酿成恶性事故。②内因（自燃）火灾。自燃物在一定的外部（适量的通风供氧）条件下，自身发生物理化学变化，产生并积聚热量，使其温度升高，达到自燃点而形成的火灾称之为内因火灾。在煤矿中自燃物主要是有自燃倾向性的煤炭。整个矿井火灾事故中，内因火灾占的比例很大。
内因火灾主要是由于煤炭自燃引起的。
特点：一是要想真正找到火源并非易事，因为往往发生在人们难以进入的采空区或煤柱内，内因火源比较隐蔽；二是煤炭自燃发火有一个或长或短的发展过程，易于早期发现；三是有的自燃发火区可以持续数月、乃至数十年而不灭，因为内因火灾常常不能及时灭火。
3 预防矿井火灾的措施
预防矿井火灾的基本原则是：“预防为主，消防并举”。
3.1 预防外因火灾的技术措施 预防外因火灾发生有两个方面：一是防止火灾蔓延的措施有：①主要通风机必须具有反风系统或设备，反风设施。②矿井必须在地面设置消防水池，在井下设置消防管路系统。③在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大。④每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。二是防止火源产生：①防止失控的高温热源产生和存在。②防止摩擦引燃。③防止产生机电火灾。④防止高温热源和火花与可燃物相互作用。⑤应与潜在热源保持一定的安全距离，尽量不用或少用可燃材料。
3.2 预防矿井内因火灾的措施 随着煤矿生产的发展和现代科学的进步，我国煤矿煤层自然发火防治的措施有了很大发展。每个矿区都有适应自身需要的防灭火技术措施，保证了矿井的安全生产。目前防治内因火灾的措施主要有：①通风技术方面。加强通风防火管理；采取均压防火措施；正确设置控制风流设施；选择合理的通风方式。②采矿技术方面。正确选择采煤方法和开采程序；正确选择矿井的开拓方式，合理布置采准区；加强顶板管理，加快回采速度，不得任意采掘规定的阶段之间和采区之间煤柱；进行预防性灌浆，注阻化剂、惰性气体等。
4 结论
总之，在矿井建设和生产过程中，要做到更进一步的研究和探索，提高劳动生产率，并能防止一切偶然事故的发生，根据矿井具体条件，制订出合理的措施，为采掘工作创造安全有利的劳动条件。为确保矿井的安全生产，使矿井火灾在预防、监测和扑救三方面实现三维立体空间的综合防治措施。
参考文献：
[1]刘小舟.煤矿火灾预防与防治技术现状，煤矿现代化，2005.5.
[2]石耀康.浅谈矿井防灭火工作，甘肃科技，2004.2.
[3]秦波涛，王德明.矿井防灭火技术现状及研究进展，中国安全科学报社，2007.12.
关键词 一通三防；技术革新；安全仪器；粉尘防治；火灾防治；瓦斯防治；矿井通风
中图分类号 TD79 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0202-01
在我国，煤炭资源有着较为复杂的赋存条件，在中、大型煤矿里，约有1/3的煤矿地质构造属于较复杂或复杂程度，给煤矿生产所带来的事故隐患和自然灾害是非常严重的。如何有效地防治煤矿自然灾害，一直都是我矿以及众多煤矿生产企业的研究重点。
1 一通三防技术的创新与集成
我国煤矿生产现状中，主要存在的灾害有煤岩动力灾害、热害、尘害、火灾、水害和瓦斯等，由于多数煤矿矿井都会涌出瓦斯，因此全国煤矿每年都会涌出超过100亿m3的瓦斯，全国总产量的1/3为瓦斯与煤突出和高瓦斯矿井。加之我国煤矿主要的开采方式为地下开采，比较多的是小型矿井，具有较广泛的分布地域和较大的差异性等特点，导致出现严重的事故灾害隐患，失衡的企业发展现状。而且煤矿行业极高的事故发生率造成了最为严重的伤亡，属于高危行业。作为煤矿灾害的主要防治手段措施，一通三防技术一直以来都是煤炭科学研究院的工作重点，无论是安全专用装备还是安全监测仪表都得到了全面的开发和研究，所形成的系列灾害防治设备和灾害防治技术体系，基本上与我国的煤矿生产条件相适应，并广泛地应用在全国煤矿的生产作业中，有力地保障了煤矿的安全生产。
2 一通三防技术的应用
2.1 矿井通风设备与技术
作为煤矿生产安全的基础，矿井通风系统要求居于较强的抗灾变能力、可靠、稳定，这对于保障煤矿的安全作业有着直接的决定性影响。建设高效安全的矿井，一面一矿进行集约化的生产发展，对于煤矿通风的可靠性和安全性做出了更严格的要求。在使用计算机优化通风系统、解算矿井通风网络的研究工作上，煤炭科学研究总院投入了巨大的精力，相关软件的成功研制和开发，实现了对自动控制风门、监测风流相关参数的遥控技术，同时以风流在火灾期间的特性为研究基础，对于煤矿灾变期间的特征加以深入研究，成功开发出通风网络在灾变期间作出辅助决策的软件，对于控制煤矿的通风系统打下了坚实的技术基础。伴随着不断大幅提高机械化程度的半煤巷、煤巷机械，长距离、大风量通风的问题日益突显出来。我矿采用的针对性系列产品，具有低噪声、高效能的特点，新式的导风筒能够适应大风量、长距离的通风系统，通风方式也更加趋于合理。我矿的旋局部通风机已经可以达到超过80%的通风效率，大大超过了原来所使用的的轴流局部式通风机，噪音只有80 dB左右，也要低于原来的100 dB。目前我矿所使用的一台风机的通风距离可以超过2000 m，不仅对掘进工作面的作业环境加以改善，同时也完全符合快速掘进对于通风的标准，对于煤矿局部通风技术具有很大的提升。
2.2 矿井防治瓦斯技术
经过50多年的研究与实践，一整套用于防治我国矿井瓦斯事故的技术体系已经基本构建起来，其中包括了监控检测煤矿瓦斯技术、防治煤尘瓦斯爆炸技术、防治瓦斯与煤突出技术、抽放瓦斯技术以及预测矿井瓦斯技术等方面的专业设备与工艺技术。在治理煤矿瓦斯时，我们充分地发挥出这些技术的特点，极其有利地保障了我煤矿作业的安全生产。1）预测矿井瓦斯技术。矿井安全生产、防治瓦斯和通风设计的基础就是预测矿井瓦斯的涌出量。研究的开展，主要围绕着预测涌出量和煤层瓦斯成份方法、比表面积、分布孔隙、煤物理结构特点和测定煤层瓦斯含量几个方面。2）抽放瓦斯技术。作为防治煤矿瓦斯技术的核心，同时也是相当有效的技术治理手段，抽放瓦斯技术从未停止过完善、创新的步伐，生产技术和生产条件的不断变化，对于抽放瓦斯技术的要求也更加严格。我国从上世纪60年代末就全面展开了强化抽放瓦斯技术在低透气性煤层应用的研究，针对危险突出煤层、高瓦斯煤层
中，无可采保护层和较差透气性的特点，先后研究试验了“密集钻孔”、“大直径钻孔”、“松动爆破”、“水力割缝”、“水力压裂”和“中高压注水”等多项抽放瓦斯技术。时至今日，我国的煤矿抽放瓦斯技术体系已然形成，我矿在抽放瓦斯技术中就使用到了包括了综合抽放、采空区抽放、围岩和卸压煤层抽放、围岩和未卸压煤层抽放等在内的多项技术，真正地从根本上治理了矿井瓦斯灾害。3）瓦斯与煤突出防治技术。我矿在研究瓦斯与煤突出防治技术时，以石门揭煤防护安全措施为主要方向，其中尤以金属骨架、震动性放炮为重点，一同展开多种防突技术的研究，包括深孔松动爆破、水力冲孔、水力钻孔冲刷、超前大小直接钻孔和保护层在条件不同煤层下的开采等。加强预报预测突出的技术，以及预测瓦斯和工作面煤突出技术的研究。
2.3 矿井火灾防治技术
煤层自燃的隐患普遍存在于我国的大小矿井，当火灾发生在煤矿时，多数属于自燃火灾，特别是塑料、橡胶等非金属材料和制品被广泛地使用于井下之后，就更加突显出了自然火灾的危害。为此，通过与日方的合作，科学研究总院开始研究检测气味技术，通过此种办法，对于微弱的煤低温初期氧化释放出的气味所发生的变化，能够比以前的一氧化碳分析气体法指标提前大概20℃。为了对自燃火灾进行有效地防治，研究总院还针对煤矿火灾预报预测系统和不同煤种自燃标志气体指标开始了科技攻关。上世纪70年代末，研究了惰气灭火技术和惰气发生装置，充分联用了发泡装置和惰气发生装置，起到了很好的灭火效果。针对带式传送机成为矿井作业主要传送工具的现象，我矿引进使用了煤炭研究总院研发出的多种不同类别的带式输送机自动灭火系统，有效地解决了带式输送机火灾埋下的生产安全隐患。
3 结束语
随着不断变化的煤矿生产作业条件和技术，一通三防技术的完善、创新和发展也需要与时俱进。作为主要的防治矿井灾害手段措施，一通三防技术对于提高煤矿生产安全性，降低安全风险系数，解决生产中存在的安全隐患并及时消除各类灾害所带来的影响，始终具有着十分重要的作用。
参考文献
[关键词]煤矿安全；光纤光栅；光纤光栅传感器；应用
中图分类号：TD791-4；G426 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0301-01
0 引言
我国是世界第一产煤大国，然而每年因煤与瓦斯突出、冲击地压、冒顶、水灾等矿井灾害造成了大量的生命与财产损失。为解决煤矿安全生产中的问题，我国已将传统的传感技术应用于煤矿生产，在一定程度上实现了煤岩动力的灾害、矿井水灾、火灾以及瓦斯气体等的检测。随着煤炭资源的深部开采，矿井环境的日益复杂，传统的传感器由于温度、湿度、风速等环境因素的影响，稳定性和准确度受到严峻挑战。同时，传统传感器的测量精度低、易腐蚀等特点，为有效监测带来了巨大压力。
20世纪70年代末，光纤传感技术进入研究阶段。光纤光栅是光纤传感技术发展的最新成果，它性能优良是一种反射滤波无源敏感元件，能够通过波长的移动来感应外界微小应力、应变变化而实现对结构在线测量。光纤光栅传感器具有不怕恶劣环境、抗电磁干扰、易于传输、测量精确和准分布式测量等优点。同时，光纤传感器也非常适用于煤矿井下单点或多点多参数检测，是煤矿安全监控的理想选择。
1 光纤光栅的传感原理
利用光纤材料的光敏性，光纤光栅中心波长的变化量与应变、温度等物理变化量成线性关系。根据这样的特性，可将光纤光栅制作成应变、温度、压力、加速度、位移等多种传感器，并与光纤传感技术相结合，形成基于现代传感技术的实时在线监测系统。光栅光纤的结构原理；当一宽谱光源射入光纤，经过光纤光栅会有波长为满足波长反射条件的光返回，而其余波长的光波仍然照常传播。只要测出光纤波长的变化，就可以得到外界的应变或温度扰动；而采用一些特殊的方法，用同一个光栅传感器，还可以同时测出应变与温度扰动。监测时，光栅传感器的最大优势是它可以实现应力与温度的准分布式测量，也就是将具有不同栅距的光纤光栅间隔地制作在同一根光纤上，宽带光源从一端入射，由于光纤反射光的光谱只占入射光光谱中很小的一部分，调整各光栅的栅距，使它们的具有不同的，且其光纤光谱互不重叠，就可以用同一根光纤复用多个光栅传感器，实现对待测结构定点的分布式的测量。由于该复用系统中每一个光栅传感器的位置与都是确定的，分别对它们的波长移动量进行检测，就可以准确地对各光栅传感器所在处的扰动信息进行监测。综合所有光栅传感器采集的信息，还可以得到沿光纤轴向的应变场或温度场的分布状态。
2 光纤传感器在煤矿安全监测中的应用
顶板冒落、瓦斯爆炸、矿井突水、矿井火灾、煤尘积聚，还有伴随着深部开采而来的煤与瓦斯突出、冲击地压合称为矿井六大灾害。其中冒顶、煤与瓦斯突出、冲击地压可以统称为矿井动力灾害。通过光纤传感器对煤岩移、支护体应力、温度、瓦斯浓度等相关物理量变化情况的监测，指导矿井灾害的防治。
2.1 矿井动力灾害的防治
煤岩动力灾害是煤岩在外界高应力作用下短时间内发生的一种具有动力效应和灾害后果的现象，其孕育、形成、发生始终与煤岩体应力应变状态及能量积聚释放密切相关。掌握煤岩应力―应变规律，通过实时监测煤岩应力应变状态，可以有效对矿井动力灾害进行预警。近二十年来，锚杆支护被大力推广，已经成为矿山巷道的主要支护形式。锚杆的受力状况反映了矿井巷道整体的力学状态，对矿井动力灾害的防治具有指导意义。西安科技大学柴静等人将光纤传感器运用到锚杆应力应变实时测量中，通过和电阻应变片测量值的比较，体现出了光纤传感器灵敏度、分辨率高，抗干扰能力强，稳定性好的优势。
2.2 矿井水灾的防治
矿井水害是影响和制约我国煤炭生产及煤炭产量的几大障碍之一，随着矿井开采不断向深部延伸，突水的危险性越来越大。渗水或涌水现象在矿井建设和生产过程中常常发生，当水量超过矿井正常排水能力时，矿井采场巷道可能会被淹，造成矿井水灾。导致采矿设备、设施被淹，生产中断，人员伤亡等事故。地表水和地下水是矿井水灾事故的主要水源。因此，可将光纤传感器布置在煤层与含水层之间的关键位置，可实现对隔水层中应力场变化、应变场变化、水压力场变化和水温度场变化的监测和动态分析，从而超前预测矿井水害危险性采取相应的防治措施，保证矿井生产的安全性和连续性。采用光纤传感技术可以克服常规监测方法的抗干扰性差、怕水、易受电磁影响、易受环境影响等缺点，此外，利用光纤光栅可以实现实时监测。根据光栅传感技术，研制出的光纤光栅位移、应力、渗压和温度传感器，可以准确测量相应的煤岩位移、应变、渗压和温度等信息，监测中如果出现应力、位移突然增大或渗压与温度下降，则说明矿井突水危险性增大。
2.3 火灾以及瓦斯气体的防治
矿井火灾和瓦斯气体爆炸一直以来是矿井的重大灾害，一旦发生将会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，对矿井火灾做好准确的预测预报并且采取相应的的防治措施对煤矿的安全生产是必要的。究其原因，矿井火灾的构成要素有可燃物、氧气和热源，三者以一定的比例相互结合作用从而引发火灾，矿井下的可燃物如煤尘、胶带、坑木、机械设备以及电线是不可避免的，而且井下氧气在正常情况下也是充分的，所以矿井火灾的防治主要是对煤自然、机械摩擦、电线电火花、瓦斯气体爆炸等热源的监测控制。传统的火灾探测技术灵敏度低、传输距离短、精度低且易受干扰，效果不佳，而光纤光栅火灾探测器和温度传感器灵敏度高、测量精确从而缩短报警时间，在长距离的矿井巷道得到很好的应用。在煤仓、溜煤眼、断层附近、采空区和高冒区等火灾高发区安置火灾探测器与温度传感器在，进行实时监测，并给传感器调定一定的报警温度，如果温度升高达到调定温度，传感器即时报警，说明有发生火灾可能，此时采取积极的温度控制措施，降低温度以防火灾发生。此外，光纤光栅温度传感器可以应用在均压防灭火技术中，利用传感系统检测温度变化确定火源位置。均压防灭火技术是应用在自燃防治现场实践中得到了广泛的一种技术，其与一般的防火技术措施相比具有实用性强、经济、简便、易操作等特点。光纤光栅温度传感器在均压防灭火技术防火时可以在线监测温度和压力变化，大大提高防火效果。
3 结语
光纤光栅是光纤传感器根据波长的移动来感应外界微小应力、应变变化而实现对结构在线测量，还可以监测温度、渗压的变化。光纤光栅传感器抗电磁干扰好、耐腐蚀强、测量精度高、性能稳定、易于传输、测量距离长、使用寿命长和读数可靠，可很好解决矿井煤岩动力灾害、水灾、火灾以及瓦斯气体等问题，并能及时预报，保证矿井生产的安全性和连续性。
关键词： 煤矿火灾； 外因火灾； 内因火灾； 预防
中图分类号： TD75+2 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）01-0203-01
一、煤矿发生火灾的原因及危害
煤矿火灾从本质上来讲，也属于一种燃烧现象，也是一种能量相互转换的现象，并且据有关资料统计，90的煤矿火灾均属于内因火灾，所有煤矿火灾均有发生、发展的过程，最终达到火灾的发生阶段。
（一）煤矿发生火灾的原因
一是某种可燃物质的存在。在煤矿井下，煤炭本身就是一种大量的而且普遍存在的可燃物；其次，在进行生产的过程中产生的大量的煤尘、瓦斯以及使用的坑木、机电设备、炸药、油料等物质都存在可燃性，它们的存在是发生火灾的基本元素。二是具备足够热能的热源。热源是煤矿进下火灾发生的必要因素，只有具备足够热量的热源才能引起可燃物质的燃烧。在煤矿，煤炭的自燃、瓦斯、煤尘燃烧与爆炸、放炮、机械摩擦产主的热量；电流短路、电气设备运转不良产生的过热；吸烟、焊接及其它明火都可能引起火灾。三是有足够浓度的供O2源。燃烧的定义是一种发热、发光，同时伴有烟雾产生的剧烈的氧化反应。任何可燃物尽管有足够热量的热源，如果缺乏足够浓度的O2，燃烧是难以持续的，所以，O2的供给是燃烧形成必不可少的基本条件。实验证明：在O2浓度为3的空气环境里，任何可燃物的燃烧都不能维持；在O2浓度低于12的空气中瓦斯失去爆炸性；浓度在14以下，蜡烛也不能燃烧。所以，这里所说的供O2源为正常含O2量的空气，而不是贫O2的空气。
（二）煤矿发生火灾的危害
第一，煤矿井下存在着大量的可燃物，火灾极易产生并且发展蔓延的速度快，当高温火焰在巷道中流动，混入新鲜风流时，将会在掺风点产生二次燃烧的新火源，导致火灾面积的扩大。燃烧时产生大量的有毒有害气体（主要为CO2和CO）并伴有高温火焰，造成人员的伤亡。这些气体流入井下作业点后，使人员中毒和窒息。
第二，火灾能烧毁设备和引起煤层自燃，当井下发生火灾，如果不能及时采取有效措施控制，那么就会失去了灭火的良机，使火势扩大，这样就会烧毁大量的设备，更甚者引起煤层燃烧，影响矿井的正常生产。
第三，井下产生火灾极易引起瓦斯、煤尘或者煤尘与瓦斯燃烧和爆炸。井下发生火灾不仅给瓦斯、煤尘提供了爆炸的火源，还因为高温火源的干馏作用，使可燃物释放出H2和多种碳氢化合物等具有爆炸性的气体。因此，火灾能引起瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大灾情及人员伤亡。
第四，矿井发生火灾后，使井下风流反向，导致灾情的扩大，高温烟雾流经的巷道，空气质量发生变化，温度升高；另一方面使矿井通风网路的风流发生改变，使矿井通风系统紊乱，进一步扩大灾区范围，同时给井下人员的撤离带来了巨大的困难和危害，增大了事故损失和灭火工作的难度。
二、预防煤矿火灾的措施
（一）外因火灾的预防措施。一是严禁携带烟火及易燃易爆物质入井。严禁在井下使用电炉或灯泡取暖，井下不准使用电气焊、喷灯焊接或切割。如必须使用，必须制定严格、科学、合理的安全技术措施，报相关部门批准；其次，在井口房和通风机房附近20米范围内不得有烟火或用火取暖。井下不准存放易燃的油类物质。井下必须使用本质安全型电器设备，加强管理，定期进行检查维修，保证设备性能完好；防止电火花、电弧及摩擦起火生成的事故。二是加强爆破管理。进行爆破作业时，必须使用国家标准的矿用炸药；不得使用过期或劣质炸药，不准放明炮或者明火放炮、放糊炮；不准用动力电源放炮；炮眼的封泥长度和封填材料必须按照《煤矿安全规程》（2006版）的相关要求进行封填，且进行放炮，避免引起火灾。三是严禁不阻燃或不抗燃的电缆、输送带和风筒入井。井口房、井架和井口20m范围内的建筑物以及主要进、回风巷、主平硐、主要巷道的连接处、井下主要的硐室和机电设备等，都应采用不燃性材料砌筑和支护或者最好布置在岩层中。井口都应设防火铁门，预防井口火灾或附近地面火灾波及井下，进风井巷与各生产水平的交汇处都应设置防火铁门，并定期对防火铁门的质量和灵活可靠性进行检查。
（二）内因火灾的预防措施。一是在开采具有煤层自燃发火危险性的矿井，要正确选择矿井的开拓方式，采煤方法和开采顺序；提高矿井防火能力；优化矿井通风系统，杜绝采取空区漏风，采取均压通风的防火措施，加强防火管理等措施来预防煤炭自燃，减少或杜绝煤炭自燃发火的隐患。二是加强管理人员和从业人员的培训，使其掌握煤炭自燃发火前期的相关预兆，及时发现发火预兆，为灭火工作带来时间，进行预防发火的预测预报工作，启动矿井防火应急预案，将其处理在萌芽状态。三是加强对废弃巷道和采空区的管理，及时充填废弃煤巷，做到对采掘生产过程中遗留的各种发火隐患及时处理。四是利用新技术的发展和新设备来提高矿井自身防灭火的能力，随着科学技术的发展和矿井火灾的深入研究，一批批新的防灭火技术和火灾预防设备得到了开发和利用。如火灾自动报警装置，应用报警系统能够准确地探测到火灾隐患的异常情况，通过数据信息的处理反馈给管理人员，使其将火灾隐患处理在萌芽状态。
关键词：矿井火灾；防灭火技术；煤矿安全生产；火灾防治技术；火灾防治设备 文献标识码：A
中图分类号：TD752 文章编号：1009-2374（2015）15-0154-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.080
由自燃引发的火灾在我国矿井火灾中影响极大，据统计我国50%以上的矿井存在自燃发火的问题。其中约有47%自燃发火危险的矿井分布在我国统配和重点煤矿之中，如今矿井的自燃发火约占据总发火次数的94%，其中60%的采空区自燃是由内因火灾引发的。加强煤矿防灭火安全技术是矿井安全生产的重要保障，在20世纪50年代初期我国在煤矿推广了黄泥灌浆防火技术，60～70年代阻化剂防火、均压通风、高倍数泡沫灭火等相关技术相继问世，为适应普通采煤法和高产高效采煤法的综合防灭火技术，80～90年代又研究出矿井自燃发火预测系统、惰气防灭火、快速高效堵漏风、带式输送机火灾防治等技术。由于我国对煤矿防灭火的意识比较低研究起步相对较晚，并且防灭火的设备和技术不够完善，因此矿井火灾安全技术的防治工作仍是当下的主要任务之一。
1 矿井火灾发生的原因
矿井火灾通常是指：在矿井下边或地面造成人员伤亡，相关设备损毁，矿井无法正常生产的火灾。
发生矿井火灾的原因有两种：一是外部火源引起的火灾；二是煤炭本身的物理化学性质的内在因素引起的。因此，矿井火灾分为两类：外因火灾及内因火灾。
外因火灾是指在井下拆卸矿灯、吸烟、放明炮等引起的或是因井下电气设备使用不当维修不及时引起的，还有就是矿井瓦斯、煤尘的燃烧或爆炸造成的。一般井口附近、采掘工作面、带电缆的木支架巷道等处是外因火灾的主要发生场所。
内因火灾是煤层在生产过程中煤炭在空气中氧化发热并积聚热量引起的火灾，据统计，我国煤矿的矿井火灾有90%以上由内因造成的。内因火灾多发生在采空区、冒顶处及压酥的煤柱中。
2 矿井火灾产生的危害
第一，就矿井火灾产生危害的程度来说，一般井下造成的人员伤亡和国家财产、资源损失要比地面火灾较为严重，这是由于矿井发生火灾时矿井空间的限制，井下的工作人员难以躲避，设备无法搬移，而且煤炭是固定不动的所以当火灾发生时非常被动。
第二，伴随着矿井火灾的发生，大量的一氧化碳等有毒有害气体随之蔓延在井下巷道内，如果这些有害气体没有及时的排除将会引发工作人员中毒、窒息甚至
死亡。
第三，矿井火灾由于封闭火区，矿井的煤炭可采储量将明显下降，生产将受到影响不能正常运行。当正常生产恢复时，启封火区较难且危险系数较大。
第四，矿井火灾的产生对矿井通风系统危害极大，扰乱正常通风系统的主要原因是风火压，通风系统破坏后将使得整个矿井或者局部的风流包括方向和风量发生变化，通风系统的不稳定运作会导致电动机的烧毁影响正常安全生产。
第五，矿井火灾对井下瓦斯及煤尘爆炸提供了条件起到助推的作用，当火灾较大的时候，切记不能用水来灭火，这是因为用水灭火时及有可能产生水煤气也会引发爆炸事故，使得矿井火灾升级。
3 矿井防灭火的措施
根据矿井火灾发生的原因，可分别针对外因火灾及内因火灾制定有效预防措施。
3.1 外因火灾的预防措施
第一，杜绝产生火源：（1）防止火烟入井；通常矸石山、木料场距进风井的距离应大于80米，禁止在井口房及通风机房附近20米范围内有烟火或使用火炉取暖。（2）如果井下需要进行电焊或气焊等工作时，我们需要制定专门的安全措施防止火源引发火灾。（3）对井下一些电气设备的选择及安装要求制定相关的规定，对过负荷继电器与熔断器的使用正确运用。（4）采用矿用防爆型电气设备，检查其使用性能是否良好；电缆敷设符合《煤矿安全规程》要求，避免产生火花；保护系统要安装齐全；井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。（5）采用不燃性材料支护，井下所有巷道均采用不燃性材料支护。
第二，设置防火门：进风井口设置防火铁门，并能严密遮盖井口，易关闭，防止井口附近地面火灾及井下。各生产水平进风大巷与井底车场的连接处要设两道防火门，以便一翼发生火灾时能迅速切断风流，控制火势；在井下火药库和机电硐室出入口也要安设防火门。
第三，设置消防器材和灭火设备：加强防灭火器材和消防管路系统的管理，对已经损坏的消防器材及时进行修复或者更换。
第四，设置消防供水系统：可在矿井的地面建立消防水池作为防火措施，再在井下设置有效的管路系统。
第五，设置一氧化碳火灾监测传感器、烟雾传感器、温度传感器，及时监测和发现火灾。
3.2 内因火灾的预防措施
第一，减少各种发火隐患：（1）采矿技术方面：正确的开拓方式尤为重要，合理布置采准区；正确选择采煤方法和开采程序；为减少煤层与空气接触的暴露面积减少自燃发火的几率，应该尽可能采用岩石巷道布置；当在进行厚煤层的开采时在各分层巷道采用垂直或者重叠的布置方式，这样可以消除自燃的基本发生条件减小了煤柱尺寸乃至不留煤柱；采用区段分采分掘模式防止火灾隐患。（2）通风技术方面：选择合理的通风方式，正确设置通风构筑物，对采空区和矿柱子裂隙减小漏风，工作面采完后及时进行封闭。（3）灌浆防火措施：采用水与浆材配合制成的浆液，利用输浆设备注入可能发生火灾自燃的地点可以起到隔绝空气氧化；防止采空区漏风；降低煤体与围岩的温度，预防煤炭的自燃情况。
第二，及时预测预报：加强自燃发火预兆的监测，对空气中CO浓度的监测可判断自燃发生的地点及发展程度，做到早期发现及时预防。
第三，及时处理：为减少自燃发火几率我们要对煤矿开采过程中产生的各种发火隐患做到及时处理，例如及时充填煤巷渣、及时处理废旧巷道、对高温度及时处理等。
第四，提高每个员工的防火灭火意识，定期对员工进行矿井防灭火的专业知识培训。
4 矿井火灾的处理方法
第一，当我们发现井下火灾时，切莫惊慌擅自行动，应严守纪律，第一时间识别火灾的波及范围、燃烧性质，尽可能选择有效的方法进行直接灭火，同时应及时上报调度室。
第二，调度部门收到火灾报告需要先了解清楚火灾的发生地点、火势的发展情况、人员撤离情况再通知相关技术人员与矿井救护队、通风区队长立即赶到火灾现场组织抢救灭火工作，及时联系井下人员为疏散矿井下的人员做好撤离准备，以免对人身安全造成伤害。
第三，在进行灭火的同时首先抢救出受轻伤、重伤及被困待救人员后再搬运出遇难者的遗体；灭火时候应对井下的相关设备进行观察检测以免因燃烧导致的设备脱落对人员造成伤害。矿井易发火区域，特别是带式输送机巷应安装自动灭火装置，可以扑灭火灾或者抑制火势的蔓延。
第四，在扑灭火灾后我们应对现场进行排查，找出隐蔽火源并清理残留的火种，以确保不会复燃或发生爆炸灾害。
5 结语
为了防治矿井火灾的发生，保证煤矿安全的生产，在日常工作中必须结合矿井生产实际，通过对矿井火灾发生的原因、特点进行深入的研究和探索，开发使用先进的火灾防治技术及先进设备，在矿井火灾的预防、监测、补救上开展全面综合的有效措施。
参考文献
[1] 石耀康.浅论矿井防灭火工作[J].甘肃科技，2004，（2）.
[2] 余建东.如何做好煤矿矿井防灭火[J].科技与企业，2013，（7）.
[3] 柳杰.矿井防灭火技术的现状探究[J].中小企业管理与科技，2011，（9）.
