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露天矿松散介质火区如何灭火?

2019-03-30 09:01
松散介质高温区是露天矿煤层自燃火灾火区常见的表现形式之一,其产生的高温烟气和有毒有害气体对环境和人员造成破坏和伤害,对露天矿生产也造成极大的影响。国家和企业每年投入大量人力物力对火区进行治理,但松散介质高温火区灭火降温问题一直以来都未得到很好的解决。这类火区一直没有快速高效的治理方案和治理技术,传统上采用注水、注浆、剥离、覆盖、地表浇灌等措施,虽然具有一定的效果但灭火效率不高。采用注水、注浆和地表浇灌的方法时,水和浆液易流失且无法堆积,难以对立体高温区整体降温,材料利用率低;剥离和覆盖的方法受露天矿生产工序和高温限制,需要对火区先降温爆破、再剥离回填,工作量大、施工周期长、施工困难。
松散介质高温区指煤体或岩体呈破碎堆积,受其中或周围自燃煤体影响所形成的明火或高温区域。松散介质高温区的形成需要两个条件,一方面是需要有煤体或岩体呈大面积破碎堆积状态,形成这种堆积状态主要原因有爆破作业时形成的松散岩体或煤体、小窑采空区垮落后形成的煤岩堆积、煤火燃烧造成的塌陷区和垮落区、排土场矸石排放等;另一方面是在自然风压和火风压造成的漏风条件下导致积压在内部的煤体或煤矸石自然发火,产生的热量通过烟气对流的方式在破碎煤岩体内传播,导致煤岩体整体高温。由于松散介质高温区成因的特殊性使得这类火区具有不同于其他火区的特性:
(1)松散介质高温区为松散多孔介质状态,热量通过高温烟气对流传播,造成松散介质整体高温,形成立体高温火区。
(2)由于多孔介质具有良好的蓄热性,且周围岩石热传导系数较小,因此松散介质高温火区热容量极大且热量不易扩散,火区一旦形成,灭火降温十分困难。
(3)火源点定位困难,甚至有的火区内部不存在火源点,而是其他联通巷道自燃产生的高温烟气扩散至该区域,因此垂直钻孔往往探测不到火源点,造成火区治理不能达到根治的目的。
为了保证露天矿各个生产环节的安全高效作业,要求对松散介质高温区进行快速高效的治理,同时保证火区爆破钻孔完好,爆破工作能够正常开展。鉴于松散介质高温区多孔介质立体高温的特点,要想快速实现降温,必须选择高热容灭火降温材料并让灭火介质充分扩散至所有的松散区域。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火新技术非常适合露天矿松散介质火区的灭火,普瑞特防灭火新技术集氮气、凝胶、三相泡沫、阻化剂等防灭火技术优点于一体,生成的凝胶以泡沫为载体向火区的中、高位火点堆积扩散,所到之处凝胶均能有效覆盖黏附浮煤裂隙,对火区体吸热降温持久保持煤体湿润冷却,同时有效封堵漏风通道;材料添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化防治煤体氧化升温;泡沫中的水固结在凝胶体内,避免泡沫易溃浆的缺点;泡沫中的氮气缓慢释放,避免了单独注氮时氮气容易散失的缺点,持久保持火区的惰化

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