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煤矿如何预防治理煤炭自燃?

2019-05-14 17:57
在煤炭开采过程中,由煤自燃引发的矿井火灾是主要自然灾害。我国煤炭成煤时期多,煤田地质类型多样,自燃、易自燃煤层矿区分布较广,尤其是最近几十年,随着综采放顶煤技术的大力推广和应用,瓦斯抽采效率及煤矿生产效率均大幅提高,但也造成冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重,使得矿井煤炭自然发火更加频繁。
煤自燃是具有自燃倾向性的煤,在有适宜的供氧量、有蓄热氧化的环境和时间的条件下,发生物理化学变化的结果,采空区属于半开放空间,遗煤多且呈破碎状,漏风通道多,热量易于积聚,是发生煤自燃的重要区域。为防治采空区煤自燃,目前,国内外多采用均压、堵漏、灌浆、惰气、阻化剂、胶体等防灭火技术和材料,这些技术对保障煤矿安全生产起到了重要作用,但也存在不足。由于浆液重力大,在采空区只沿着地势低的地方流动,不能向高处堆积,无法均匀覆盖煤体、易形成“拉沟”,而且渗流范围小,扩散能力弱,只能治理小空间低位火源点,对大面积采空区隐蔽火源治理效果极差;惰气(N2和CO2等)难以形成封闭空间,且惰气随漏风逸散,不易滞留在采空区,灭火周期长,惰化效果差,灭火降温能力弱,虽然惰气本身无毒,但具有窒息性,浓度较高时对人体有害,在高温情况下,CO2还将转化为CO,恶化工作面环境;阻化剂或细水雾治理范围非常有限,防灭火效果不理想,而且部分阻化材料易腐蚀井下设备;胶体流量小,成本高,扩散范围小,高分子胶体还易产生有毒气体(如NH3),危害工人身心健康。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体,特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面,水浆生成泡沫之后,缓慢形成凝胶,能把大量的水固结在凝胶体内,避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点,大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率;另一方面,形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖,且能固结90%以上水分并形成凝胶层,防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气,灭火时能长久地吸热降温,防止火区复燃。

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