煤炭燃燒是在一個(gè)半開半合的空間內(nèi)進(jìn)行的，并且具有燃燒的通性即燃燒三要素：可燃物、合適的氧氣濃度以及點(diǎn)火源，這三個(gè)條件缺一不可，只有同時(shí)具備才能構(gòu)成礦井自然發(fā)火區(qū)域。煤炭火災(zāi)的治理可以通過(guò)降低溫度和隔絕氧氣的方法進(jìn)行撲滅。

所以在治理煤炭自燃火災(zāi)時(shí)，可以從以下三個(gè)方面入手：

①阻止煤和氧氣的接觸，使得煤火窒息熄滅；

②中斷煤的氧化復(fù)合反應(yīng)，減少熱量產(chǎn)生和積聚升溫；

③將煤體表面的活性面及機(jī)構(gòu)進(jìn)行惰化，降低煤氧復(fù)合作用的速率，預(yù)防發(fā)生自燃現(xiàn)象。

常用的礦井防滅火技術(shù)有：

（1）裂隙堵漏技術(shù)

就是運(yùn)用相應(yīng)技術(shù)和手段將通往礦井發(fā)火區(qū)域的漏風(fēng)通道堵塞，減少向火區(qū)內(nèi)的供氧量的控制技術(shù)。根據(jù)使用方法的不同可以分為：表面噴涂封堵、密閉墻封堵和裂隙充填堵漏。主要充填材料有：凝膠類封堵材料，交聯(lián)高分子分度材料，以水泥為主的無(wú)機(jī)固化封堵材料，黏土礦物等其他封堵材料。各種封堵材料都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，水泥噴漿工作量較大，抗壓性差且回彈多，堵漏效果不十分理想；泡沫堵漏效果好，滿足壓性，但其成本較高，高溫環(huán)境分解時(shí)釋放出有害氣體；納米改性彈性體材料具有較好的氣密性，延伸率較大，可將其刮、涂在煤巖體及閉墻等漏風(fēng)處，具有操作簡(jiǎn)單，使用方便等特點(diǎn)，還可以根據(jù)施工需要適當(dāng)調(diào)整固化時(shí)間，固化后在表面形成彈性體。

（2）阻化劑噴灑技術(shù)

所謂阻化技術(shù)指的是向煤體表面噴灑一些具有減小煤體表面氧化活性的材料，降低煤的氧化活性、抑制煤氧發(fā)生復(fù)合氧化反應(yīng)的防滅火技術(shù)。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要的手段就是往煤體噴注CaCl2、MgCl2等吸水性很強(qiáng)的鹽類溶液或惰化阻化劑等。當(dāng)CaCl2、MgCl2的水溶液附著在煤體表面時(shí)，會(huì)在其表面形成一層含水液膜，隔絕了煤與氧氣的接觸，同時(shí)也使煤體長(zhǎng)期保持濕潤(rùn)的狀態(tài)，在煤發(fā)生低溫氧化時(shí)不易升溫，抑制了煤的發(fā)熱和燃燒。但是，當(dāng)煤體受熱使水分蒸發(fā)減少到一定程度時(shí)，就會(huì)失去阻化作用，反而促進(jìn)煤的氧化和自燃，不過(guò)在煤田滅火中，由于注水及注漿工程的連續(xù)性，會(huì)一直保持煤體的潮濕，這種反作用的現(xiàn)象一般不會(huì)發(fā)生。惰化阻化劑在煤體溫度達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)發(fā)生氣化現(xiàn)象，產(chǎn)生惰性阻化氣體，阻礙煤中自由基的連鎖反應(yīng)，且在高溫條件下會(huì)在煤體表面形成一層薄膜，使得煤與氧氣隔絕。

（3）膠體防滅火技術(shù)

礦井防滅火工作使用的膠體材料體系與化學(xué)中的膠體體系有所不同，其膠體主要指水的凝膠、假凝膠、凝膠或假凝膠與泥漿等形成的混合膠體，以及類似凝膠的黏稠流體。膠體滅火材料由固、液兩相組成，具有多孔結(jié)構(gòu)凝膠孔洞、吸水性黏土礦物的層間和高分子材料的結(jié)構(gòu)中包藏大量的水，使其呈半固狀且難以流動(dòng)。根據(jù)膠體材料的性質(zhì)與原料不同，可分為稠化凝膠類、凝膠類和復(fù)合膠體類。使用膠體對(duì)發(fā)火區(qū)域進(jìn)行控制具有固水性強(qiáng)，吸熱降溫效果好、漏風(fēng)量小、阻化性以及成膠時(shí)間可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)也存在著一定的不足：注膠流量小且流動(dòng)性差，較難控制大面積發(fā)火區(qū)域；膠體長(zhǎng)時(shí)間外露會(huì)出現(xiàn)龜裂；胺鹽類凝膠高溫時(shí)會(huì)釋放有毒有害氣體；膠體材料使用成本較高。

參考文獻(xiàn)：

[1]李兵.煤田露頭火區(qū)注液態(tài)CO2快速滅火技術(shù)數(shù)值模擬研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué),2016.