智慧矿山二氧化碳防灭火系统国内外常规防灭火技术分析和比较

1）国内外常规防灭火技术分析和比较煤矿井下火灾发生离不开三要素:可燃物的存在、热源、具有一定浓度氧的空气供给。

实践表明，只要能够消除至少其中一个因素就会防止火灾发生或者把火灾消灭。

这是我们采取防灭火措施应考虑的基本理念。

按照这个理念，国内外已研究探索形成了一系列成熟的煤矿矿井防灭火技术。

1）.1灌浆技术在20世纪50年代，灌浆技术成为我国煤矿防灭火技术的主要手段，并且一直沿用到今天。

灌浆技术是一项传统的、简单易行的、比较可靠的防灭火技术。

在一些缺少灌浆材料的矿区，通常采用注水来代替灌浆，增加煤体的水分，也取得了较好的效果。

灌浆防灭技术的原理是通过浆液包裹煤块保水增湿减缓煤体氧化速度、浆体固化沉淀物充填煤体缝隙隔绝漏风阻止氧化来达到防灭火的效果。

1).2阻化剂技术阻化剂技术在美国、波兰、前苏联等国家得到了较好的应用；近些年来，阻化剂技术在我国也得到推广应用。

该技术主要是让利用阻化原理将具有阻化性能的药剂送入拟处理区，利用阻化剂的负催化作用，煤炭经阻化处理后，在煤炭表面上形成一层能抑制氧与煤接触的保护膜，阻止了氧气和煤结构上的活动链环的羧基反应，使煤炭和氧的亲合力降低，阻化剂有一种主动排斥氧和煤化合的功能，但它并不和煤、氧等物质化合，从而达到防灭火的目的。

目前常用的阻化剂主要是氯化物．阻化剂防灭火技术包括：①喷洒阻化剂防灭火技术，是将含有阻化剂的水溶液均匀喷洒到煤体表面，以达到防灭火的目的．②汽雾阻化防灭火技术，是将受一定压力下的阻化剂水溶液通过雾化器转化成为阻化剂汽雾，汽雾发生器喷射出的微小雾粒可以漏风风流为载体飘移到采空区内，从而达到采空区防灭火的目的。

1).3惰性气体技术惰性气体技术从20世纪70年代开始在德、法、英等发达国家煤矿中大量使用；从80年代起，我国开始了氮气防灭火技术的研究与推广。

惰化技术是将惰性气体送入拟处理区，达到抑制煤自燃或扑灭已生火灾的技术。

按惰性气体的种类可分为氮气防灭火技术、燃油惰气防灭火技术和CO2防灭火技术。

液态二氧化碳防灭火装备系统资料辽阳正阳机械设备制造有限公司1背景煤炭是我国的主要能源，在国民经济能源结构中占据很重要的位置，现全国原煤年产量已超过了29亿吨，占我国一次能源消耗的70％以上。

随着国民经济的快速发展，煤炭的需求量越来越大；近几年，原煤产量快速增长，在原煤产量快速增长的同时，必须保证矿井的安全高效开采。

矿井火灾是煤矿的主要自然灾害之一，而煤炭自燃又是矿井火灾的主要形式，“十五”期间，全国657处重点煤矿中，有煤层自然发火倾向的矿井占54.9％，发火期在3个月以内的矿井占50％以上，每年自燃形成的火灾近400次，煤自燃氧化形成的火灾隐患近4000次，仅我国北方煤田累计已烧毁煤炭达42亿t以上。

近年来，综采放顶煤技术及开采方法得到大力的推广和应用，使煤矿生产效率大幅度提高，但该方法因为冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重，使得矿井煤炭自然发火频繁发生，已成为制约煤炭工业发展的主要因素之一，也是煤矿重大安全生产隐患之一。

煤矿井下发生高温火点或火区是极易导致火灾事故和瓦斯爆炸事故的重大危险源。

据建国以来煤矿事故统计分析，在发生一次死亡三人以上的事故中，火灾事故占4﹪左右，仅次于瓦斯、顶板和水害，位居第四。

因此，国内外都非常关注煤矿防灭火技术及其装备的发展。

我国煤炭工业近几年来，有不少煤矿开始关注利用液态二氧化碳实施煤矿井下防灭火技术的研究与探索，并取得了一定成果。

受此启发，特别是受两次火灾事故造成巨大经济损失的启示，即陕西彬长大佛寺矿（年产800万吨）和山西大同同忻矿（年产1000万吨）两个现代化矿井前两年相继发生井下大型火灾后，由于缺乏有效的灭火措施，前者靠灌水处理，后者靠注氮气处理，都曾历经半年以上时间，才实现全矿井灭火并恢复生产，均造成了数亿以上的巨大经济损失，从而促使我公司萌发了试制生产煤矿液态二氧化碳防灭火技术工艺装置的信念和决心。

为什么选中该项装置技术，主要是源于液态二氧化碳防灭火技术发展的潜力。

煤矿防灭火技术的现状及展望摘要：我国是全球矿产资源消耗大国之一，所以对矿产资源的需求量是非常大的。

近几年来，我国对于矿产资源的消耗越来越大。

但是，由于煤矿所在的环境较为复杂，从而使得在实际开采中存在很多外在因素的影响。

煤矿矿井时常发生火灾，火灾对煤矿开采人员生命安全造成了严重的威胁。

本文将从煤矿火灾的特点及发生的原因分析、煤矿火灾防治技术应用分析、中国煤矿火灾防治技术的发展趋势这三个方面进行重点阐述，同时本文研究内容也可供相关部门和广大同行借鉴与参考。

关键词：煤矿；防灭火技术；现状及展望引言进入新世纪以来，我国经济取得了快速发展。

我国是全球矿产资源消耗大国之一，对矿产资源的需求量是非常大的。

但是在煤矿的开采作业中，时常发生煤矿火灾，煤矿井下发生的重大灾害其中一项就是煤矿火灾。

煤矿火灾发生的原因多种多样，对其进行研究分析就显得很重要。

1.井下火灾的特点及发生的原因分析1.1井下火灾的特点矿井火灾按引火热源的不同可分为外因火灾和内因火灾。

任何火灾都离开可燃物、引火源、氧气三要素。

对外因火灾而言，可燃物都是现场存在的，在有人作业的地点氧气符合火灾发生的条件，在日常管理中，仅需要加强对引火源的管理及尽可能的减少井下可燃物即可避免火灾的发生。

其特点是：突然发生，来势汹涌，如不及时发现、控制，将造成恶性事故。

对于外因火灾而言，内因火灾是煤炭在一定环境条件下，自身发生物理、化学变化引起的，即空气进入破碎煤体，煤中固定碳被氧化放出热量，煤体积热发生隐燃，经潜伏期、自燃期到燃烧，产生明火，形成煤炭自燃。

内因火灾发生的基本条件：煤层具有自燃倾向性；煤炭成破碎状态堆积；良好的蓄热环境，氧化产生的热量难以散出；连续的供氧条件并大煤的自然发货周期；其特点是产生大量的一氧化碳等有毒、有害气体，重则可能引起瓦斯、煤尘爆炸，造成人员重大伤亡和财产重大损失，缓慢发展、前期难以发现、火灾后难以找到发火点、难以将火势扑灭。

1.2发生的原因导致井下火灾的原因有很多，主要为一是过于追求开采效率，采矿企业把大量资金用于开采设备的购买、租赁，但是并没有关注煤矿的防灭火工作，认为只要煤矿不发生火灾，就不需要相应的防灭火设备。

二氧化碳防灭火系统在煤矿防灭火中的应用摘要煤矿是一个复杂而危险的工作环境，火灾是煤矿面临的常见危险之一。

为了防止火灾的发生和扩散，煤矿需要使用高效的灭火系统。

二氧化碳防灭火系统作为一种现代化、高效的灭火系统，被越来越多的煤矿所采用。

本文将介绍二氧化碳防灭火系统在煤矿防灭火中的应用及其优势。

介绍煤矿火灾不仅会造成巨大经济损失，还会导致人员伤亡。

因此，防止和控制煤矿火灾是煤矿安全管理的重要内容之一。

传统的煤矿灭火方法包括水雾灭火、泡沫灭火和粉末灭火，但存在着消防成本高、污染环境等缺点。

随着科技的进步，越来越多的煤矿开始采用二氧化碳防灭火系统。

二氧化碳防灭火系统是一种利用二氧化碳（CO2）熄灭火灾的自动灭火系统。

二氧化碳是一种无色、无臭、不电导的气体，不会腐蚀设备、不会污染环境、对人体无害，且对大多数火灾有很好的灭火效果。

因此，二氧化碳防灭火系统被广泛应用于煤矿、航空、电力、电子等行业的防火防爆领域。

优势相比传统的灭火系统，二氧化碳防灭火系统具有以下优势：1.高效性二氧化碳防灭火系统能够在很短的时间内将空间内的氧气浓度降低到15%以下，从而熄灭火焰。

二氧化碳灭火的速度快、节能高效。

2.节能环保二氧化碳是一种天然气体，不会对环境造成污染。

使用二氧化碳灭火不会因释放大量水和泡沫对感性设备和环境造成损害。

3.操作简单二氧化碳防灭火系统使用自动控制系统，一旦检测到有火情，就会自动启动灭火程序。

该系统操作简单、适用范围广。

4.适用面广二氧化碳防灭火系统适用于各种规模的场所，包括煤矿生产现场、动力设备间、油罐、电缆隧道、机房和实验室等。

应用实例二氧化碳防灭火系统在煤矿防灭火中的应用越来越广泛。

以下是几个应用实例：1.山东煤矿山东某煤矿采用了二氧化碳防灭火系统，该系统采用了先进的压缩机、气瓶和阀门，可迅速将二氧化碳送入火灾现场，有效熄灭了许多潜在火源，提高了煤矿的安全性。

2.广西煤矿某广西煤矿利用二氧化碳防灭火系统，经过多次实地测试和模拟，该系统能够快速有效地控制火灾，保障生产安全，避免了损失。

探讨矿井防灭火技术现状及进展摘要：近年来，我国经济高速发展，其中工业的价值发挥巨大。

从工业发展的现状来看，我国的工业发展对于矿产资源的依赖性比较大，所以在目前的发展中，比较重视矿产的开采。

在矿产开采的过程中，一些不安全因素会导致生产效率的降低，使得矿产开采的周期加长，进而影响到工业生产。

就目前的情况来看，矿井着火是对矿产生产最严重的威胁，所以在目前的矿井利用中，都在积极的进行防灭火技术的改进。

从现有的矿井防灭火技术而言，主要是从矿井的通风系统、水处理系统以及瓦斯防治等方面进行的。

本文所分析的就是矿井防灭火技术的现状，主要目的是通过现状的分析，提出针对性的防灭火改进措施，从而促进技术的进一步发展，使得矿产生产的安全性和效率性都得到提高。

关键词：矿井；防灭火技术；现状在矿井生产中，安全问题一直被强调，但是从近年来的情况来看，矿井的生产安全还存在着一些问题，而火灾隐患，正是安全生产需要解决的重要问题。

矿井的火灾问题，在煤矿矿井中体现的比较明显，而我国的煤炭资源又普遍的集中在北方地区，这些煤炭的开采，对于缓解能源紧张而言具有积极的意义。

所以以煤炭矿井为例来分析矿井的防灭火技术，不仅可以提高煤矿矿井防灭火技术的认识深入，更可以为其他矿井的防灭火技术发展提供积极的参考，所以综合而言，深入的探讨煤矿矿井的防灭火技术意义重大。

一、煤矿矿井的瓦斯防治瓦斯是煤矿矿井生产中经常遇到的物质，此物质的主要成分是甲烷和甲烷的同系物、以及非烃类气体和其他的气体元素，此类物质中由于CH4的含量相对较高，所以当浓度达到一定程度的时候，很容易发生燃烧或者是爆炸，威胁到矿井的生产，所以进行瓦斯防治非常有必要。

（一）瓦斯积聚的防治瓦斯积聚会产生非常严重的后果，所以为了积极的对积聚瓦斯进行防治，主要从三个方面来进行工作：首先是要保证工作面的风量供应。

因为有了足够的风量之后，就能够利用风力作用将瓦斯进行分散，从而保证其不再积聚。

在实际应用过程中，矿井的一些封闭巷道中由瓦斯积聚较严重，所以需要利用鼓风设备进行瓦斯的驱散。

国内外智慧矿山技术研究的现状与发展趋势3.1 国内智慧矿山技术研究的现状与发展趋势智慧矿山概念从2010年从发达国家传入国内，一经传入，既在我国矿业届引起了极大震动，许多矿山、设备研发制造厂家和科研单位、大学纷纷推出了自己对智慧矿山的理解。

山东省明确将建设智慧矿山定为基本省策。

并通过了建设智慧矿山的一系列的规范、规定，开始了首个智慧矿山省的建设。

我国矿山技术的发展经历了原始阶段--机械化--数字化--正在向智慧化方向迈进。

智慧主要生产系统方面进行了无人采煤工作面的建设，情况如下：2000年铁法小青（德国DBT\ 北京煤机厂）、2003年马兰、2005年大同引进DBT刨煤机自动工作面。

2007年东滩煤矿完成首个自主知识产权的无人面，2010年龙口矿业集团完成首个海下无人面。

神化神东公司2005年先后建成榆家梁煤矿哈拉沟半截深、补连塔全截深工作面。

河南义煤集团首个综放工作面，预计今年10月投产。

河北峰峰、山东新汶华恒等，以开采“三下压煤”实现地面不塌陷目的的自动充填工作面系统，应用效果很好，并在推广之中。

提供技术装备的公司和研究机构有：自主知识产权的研究方面：国家863项目2009年在西安启动，参加研究的单位有中国矿业大学、西安煤机厂和陕西煤矿化团，名称“煤矿井下采掘遥控关键技术”。

北京煤机厂：运输机等。

兖州矿业煤机厂：液压支架山西科达自动化公司致力于研发自主知识产权的智慧采煤工作面系统的成套产品集成，并取得了可喜成果，完成晋城古书院和阳泉荫营煤矿自动化工作面项目，控制系统的建设。

安徽山河矿业装备公司：薄煤层无人面。

非煤矿山智慧采矿工作面：非煤矿山的采矿受地质条件的限制，主要在智慧爆破采矿方面。

在此方面发展了数码雷管爆破采矿技术。

智慧掘进工作面主要有：智慧化煤巷机械化掘进工作面，在自动掘进、自动支护（锚网支护）、自动运输、智能综合降尘等方面有较大突破，代表作是潞安矿业的王庄煤矿。

在智慧化岩巷掘进工作面，岩巷机械化掘进线、喷浆机器人喷浆支护方面取得了进展。

智慧矿山一，什么是智慧矿山智慧就是对事物能迅速、灵活、正确地理解和处理的能力。

智慧矿山就是对生产、职业健康与安全、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理的无人矿山。

智慧矿山是本质安全矿山、高效矿山、清洁矿山;矿山的数字化、信息化是智慧矿山建设的前提和基础，智慧矿山的建设是逐步实现的，具有明显的阶段性。

二，智慧矿山的基本构架智慧矿山包括了矿山的各个方面，按照通常的划分方法，可以分为三个方面，就是智慧生产系统、智慧职业健康与安全系统、智慧技术与后勤保障系统。

1智慧生产系统包括智慧主要生产系统和智慧辅助生产系统，智慧主要生产系统包括采煤工作面的智慧化和掘进工作面的智慧化，对于煤矿来讲，就是以无人值守采煤掘技术为代表的智慧综采工作面和无人掘进工作面。

对于非煤矿山来讲，可能是以智慧爆破采矿为代表或者以自动机械采矿技术为代表的无人采矿工作面和无人掘进工作面系统。

智慧主要生产系统包括：智慧采煤工作面方面可以分为：智慧薄煤层无人工作面系统、智慧中厚煤层无人工作面系统、智慧综采放顶煤无人工作面系统、智慧充填开采工作面系统等。

非煤矿山智慧采矿工作面智慧任务爆破爆破采矿方面和智慧无人机械开采工作面。

智慧掘进工作面主要有：智慧机械无人掘进掘进工作面，和智慧炮掘无人工作面。

智慧生产辅助系统就是以无人值守为主要特征的智慧运输系统（含皮带运输、辅助运输）智慧提升系统、智慧供电系统、智慧排水系统、智慧压风系统、智慧通风系统、智慧调度指挥系统、智慧通讯系统等。

2智慧职业安全健康系统近年来，我国矿山安全水平已经获得了巨大提高，安全管理的目标也从“减少事故，减少死亡”，提高到“洁净生产，关爱健康”的高度。

从对于职业生命的关注，上升到对职工健康、幸福关爱。

矿山的职业健康与安全包含了环境、防火、防水、等多个方面，子系统众多包含如下子系统：智慧职业健康安全环境系统，智慧防灭火系统、智慧爆破监控系统、智慧洁净生产监控系统、智慧冲击地压监控系统、智慧人员监控系统，智慧通风系统、智慧水害监控系统、智慧视频监控系统，智慧应急救援系统，智慧污水处理系统等等。

预期经济、社会、环境效益
（1）经济效益
此套技术为煤化工二氧化碳废气回收利用及自然发火矿井提供科学的决策依据，与常规防灭火技术相比，其防火、灭火效率可提高一倍，防灭火成本降低一半，同时能减少矿井因自燃火灾引起的停工、停产，提高煤炭的回收率，新增利润上亿元，将取得显著的经济效益。

项目推广应用后，将为类似矿区扑灭矿井火灾提供成熟的技术和经验，有助于促进经济社会发展。

（2）社会效益
开展防治煤矿火灾的液态二氧化碳回收灌注技术及成套装备的研究工作，密切联系了煤矿防灭火需求，适应了国家实施新一轮节能减排防灭火的战略机遇，此套技术能为矿井火灾治理及预防自然发火提供科学决策依据。

预期研究成果不仅可保障煤矿安全开采，避免发生高瓦斯矿井火灾治理过程中的人员伤亡事故，而且对丰富和完善高瓦斯矿井火灾治理和易自燃矿井防灭火技术保障体系具有较大的促进作用。

该项目的研究成功将为国内建设和谐矿区提供了有力的安全技术保障，有力的保障了高效生产煤炭能源的安全，顺应了科学发展观及建设和谐社会的大趋势，对于自治区的发展具有重要的意义。

（3）环境效益
液态二氧化碳气化后产生的二氧化碳气体为惰性气体，二氧化碳气体分子化学活性差，状态稳定，对煤的吸附效果好。

因此，火区环境能实现零污染。