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煤矿密闭墙设计与施工技术在工作面防火中的应用研究

谢忠兵

淮浙煤电有限责任公司顾北煤矿,安徽淮南,232001

摘要: 在煤矿生产过程中,由于煤炭自燃、电气故障等原因,工作面火灾时有发生。一旦发生火灾,火势往往迅速蔓延,给矿井安全带来严重威胁,因此采取有效的防火措施至关重要。而煤矿密闭墙作为一种重要的防火设施,其设计与施工技术的优劣直接关系到防火效果的好坏。
关键词: 煤矿密闭墙设计;施工技术;工作面防火应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157524
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引言

在煤矿生产过程中,工作面防火是项至关重要的工作。煤矿密闭墙作为工作面防火的重要设施,其设计与施工技术直接关系到防火效果的好坏。煤矿密闭墙的设计与施工技术不断更新和完善,新型材料的应用、结构设计的优化以及施工方法的改进,都为煤矿密闭墙的防火性能提供了有力保障。

1煤矿密闭墙设计

1.1密闭墙材料选择

在选择材料时,应考虑其耐火性能。优选的密闭墙材料应具有高温抗裂、防火阻燃等特点,能够在火灾发生时有效地阻止火势蔓延,为矿工争取更多的逃生时间。常见的材料包括聚合物复合材料、矿用玻璃钢、防火板等,这些材料都具备较好的耐火性能,可有效提高密闭墙的阻火效果。隔热性能也是密闭墙材料选择的重要考量因素。材料应该具备良好的隔热性能,能够在火灾时有效地隔绝高温,减少热辐射对矿工造成的伤害。隔热性能良好的材料还可以减少火势传播速度,缓解火灾带来的损失。特别需要考虑材料的导热系数、比热容等指标,选择合适的隔热性能材料进行建造。

1.2密闭墙结构设计

密闭墙必须具备良好的密闭性能,能够有效隔离矿井内外的空气流动,防止火灾蔓延和有害气体外泄。在设计密闭墙的结构时,应注重墙体的密封性能,避免出现漏风漏气等情况。密闭墙的连接部位和墙体与地面、顶板的接触处应采取密封措施,确保整体密闭性能。耐火性,密闭墙需要能够在火灾情况下承受高温并保持结构完整,起到有效隔离火灾的作用。在结构设计中应选用耐高温材料,并合理设置墙体的厚度和结构,以提高其耐火性能。考虑到火灾可能带来的热辐射和烟气侵蚀,密闭墙的结构设计也应考虑防火涂料、防火隔热层等措施,提升其耐火性能。稳定性,密闭墙在火灾等紧急情况下需要能够稳定地支撑住,不发生倒塌或变形,以保障其隔离功能的持续性。在结构设计中应考虑墙体的抗压强度、抗震性能等指标,合理设置支撑结构和加固措施,确保密闭墙在火灾时能够保持稳定。

1.3尺寸要求

密闭墙的高度应根据煤矿井下工作面的情况来确定,一般要求高度能够覆盖整个工作面,防止火灾和烟气向上蔓延,影响地面的安全。考虑到施工和维护的方便性,密闭墙的高度也应符合实际操作的要求。密闭墙的厚度直接影响其耐火性能和结构稳定性,一般要求具备一定的厚度以保证其承载能力和隔热效果。厚度的确定需考虑材料的特性、火灾风险等因素,通常采用数十厘米至数米不等的厚度。密闭墙的长度需覆盖整个煤矿工作面的范围,确保能够有效隔离火灾和烟气的扩散。

2煤矿密闭墙施工技术

2.1常规施工、预制板块拼装

常规施工需要对煤矿井下环境进行详细勘测,确定施工位置和尺寸,并设计出合适的密闭墙结构方案。根据设计要求,准备所需的施工材料,包括混凝土、钢筋、支模等。对施工地基进行必要的处理,确保基础稳固、平整。搭设密闭墙的支模,以支撑混凝土浇筑时的形状和结构。在支模内部设置好钢筋骨架,以增强密闭墙的强度和稳定性。将预先调配好的混凝土倒入支模内,待混凝土凝固后,拆除支模,完成密闭墙的施工。预制板块拼装是指将预先制作好的混凝土板块运输到施工现场,然后进行拼装安装。预制混凝土板块根据设计要求在工厂生产,确保质量稳定。将预制板块运输至煤矿现场,通常采用专用运输车辆进行运输。将预制板块按照设计要求进行拼装安装,采用钢筋连接或者混凝土浇筑连接板块之间的接缝。

2.2煤矿密闭墙的施工工艺

对施工地基进行平整处理,清除凹凸不平的地表,保障密闭墙基础的水平和稳固。支模的搭设是为了在混凝土浇筑时能够保持密闭墙所需的形状和结构。通常可以采用木质模板、钢模或者塑料模等材料,根据具体施工需求选用。根据设计要求和施工图纸,合理搭设支模,确保支模结构坚固、尺寸精确。在搭设好支模后,进行固定以防止混凝土浇筑过程中移位或变形。钢筋绑扎是为了增强密闭墙的抗拉能力和耐久性,根据设计要求选用合适的钢筋规格和数量。采用专业的钢筋绑扎工具和方法,确保钢筋之间的连接牢固。按照设计要求,将钢筋放置在预定的位置和间距内,以确保密闭墙整体结构的稳定性。混凝土浇筑是密闭墙施工的关键环节,根据设计要求,调配合适的混凝土配比,确保混凝土的强度和稳定性。

3密闭墙在工作面防火中的应用

3.1密闭墙在工作面气体抽放和通风系统中的配合应用

密闭墙可用于围堰气体抽放系统中的气体抽放管道的引导和设置。通过在密闭墙上开设气体抽放口,并配置合适的管道,可以将工作面产生的有害气体安全有效地抽放出去,保障矿井内部的空气质量。在密闭墙上设置有利于气体监测的检测点,以便实时监测工作面的有害气体浓度。一旦监测到异常情况,及时采取措施,保障工作面人员的安全。密闭墙可作为通风管道的设立基础或者固定支撑,有助于保持通风系统的稳定性和顺畅性。通过合理设计通风系统,密闭墙可以优化工作面的通风效果,确保空气流动的均匀性和有效性。密闭墙可以配合通风系统中的风门、风机等设备,实现对工作面通风方向的调整和控制。

3.2密闭墙在突出火灾事故中的应用

密闭墙作为防火屏障可以阻隔火势蔓延,避免火灾持续蔓延至整个工作面和其他区域,从而最大限度地减少火灾造成的损失。密闭墙可以帮助隔离火场,减少现场瓦斯浓度和氧含量,为灭火创造有利条件。当发生突出火灾时,密闭墙还可以作为疏散通道的一部分,为被困人员提供安全通道和撤离途径。通过设置适当的防火门和紧急疏散设施,密闭墙能够确保人员迅速撤离到安全区域,提高逃生的效率和成功率。在灭火过程中,密闭墙可减少氧气供应,有助于控制和抑制火势,有利于消防人员的灭火行动。密闭墙也可以阻隔烟气、有害气体的扩散,为灭火作业人员提供较好的工作环境。

3.3密闭墙在灭火救援中的协调应用

密闭墙可以作为灭火前沿阵地的设立基础,为防火壁的搭建提供可靠支撑。在灭火行动中,通过合理设置和利用密闭墙,可以将火场控制在有限范围内,减少火势蔓延的可能,为灭火行动提供更好的条件。密闭墙还可以作为指挥与调度中心的临时设置区域,为指挥参与灭火的各方人员提供指挥所和工作基地。在灭火救援行动中,密闭墙可以作为指挥部的前沿基地,方便指挥员及时了解现场情况,协调灭火救援工作。在灭火救援过程中,密闭墙可以作为伤员的暂时收治点,提供简单的医疗救护和人员安置,帮助救援人员更好地开展救援工作。

结束语

煤矿是国家能源资源的重要组成部分,但在生产过程中由于煤与空气的接触,易发生瓦斯爆炸和火灾等安全事故,给煤矿生产和人员生命财产造成了极大的威胁。密闭墙可以有效隔离矿井内有害气体和火灾,保护工作面及周边区域的安全。

参考文献

[1]王建国,张明.煤矿密闭墙设计与施工技术在工作面防火中的应用研究[J].矿业工程技术,2020,49(03):45-50.