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煤矿防治煤炭自燃的防灭火技术

2019-05-21 09:52
煤层自然发火在我国煤矿开采过程中,是常见的“五大自然灾害”之一,自然发火防治一直是煤矿安全生产管理的重要举措。煤层自然发火对煤矿企业的危害是极其严重的,轻则损失大量资源,造成设备损坏和经济损失;重则引起其他连锁灾害事故,造成矿毁人亡。
常用的煤矿防灭火技术有以下几种:
灌浆就是将水和不燃性固体材料(黏土、粉煤灰等)按一定比例制成泥浆,利用矿井的高度差或者泥浆泵通过钻孔或管路送至可能发生自燃的地点,起到防火的作用。灌浆按与回采的关系可分为采前预灌、随采随灌和采后封闭灌3种。采前预灌就是在工作面尚未回采前对其上部的采空区进行灌浆,该灌浆方法适用于开采老窖多的、容易自燃的特厚煤层。采后注浆是在采空区封闭后,利用钻孔技术向工作面后部采空区内注浆。随采随灌则是随着采煤工作面推进的同时向有发火危险的采空区灌浆,这是灌浆时采用的主要方法。灌浆技术的特点:(1)可以包裹煤体,隔绝煤与氧气的接触面;(2)可以通过吸热起到降温的效果;(3)操作工艺简单;(4)成本比较低。
阻化剂防灭火是采用一种或几种物质的溶液灌注到采空区、煤柱裂隙等易于发生煤炭自燃的地点,降低煤的氧化能力,阻止煤的氧化进程。阻化剂主要有无机盐吸水液、氢氧化钙阻化液、硅凝胶等。直接在工作面喷洒阻化剂,会使工作面过于潮湿,工作面环境更加恶劣,生产设备也容易遭到腐蚀。
惰性气体防灭火技术主要是指将惰性气体送入拟处理区,稀释此空间内的氧气,使防治区域缺氧惰化,抑制煤自燃。惰性气体防灭火可以被用作矿井防灭火的惰性气体主要有3种:二氧化碳、燃烧产生的惰性气体和氮气。
均压防灭火技术就是利用各种调压手段,通过改变通风系统内的压力分布,以降低漏风通道两端的风压,来减少漏风,从而达到抑制和熄灭火灾区的目的。
凝胶防灭火技术就是通过压注系统将基料和促凝剂与水按一定比例混合后,注入到煤体中凝结固化,起到堵漏和防灭火的目的。矿井防灭火所用的胶体主要指水的凝胶,假凝胶或假凝胶与泥浆等形成的混合胶体,以及类似凝胶的黏稠流体。胶体材料中通常还填充一定量的粉煤灰、黄土等作为骨料。骨料的加入不但可增强胶体的强度和耐高温性,而且基料的用量通常也可降低。
三相泡沫就是将不溶性的固态不燃物(粉煤灰、黄泥等)、惰性气体(N2)和水并添加少量的添加剂(发泡剂和稳泡剂)通过三相泡沫发泡器充分搅拌混合,形成固体颗粒均匀附着在气泡壁上的大量富集的含有气-液-固三相的体系。三相泡沫集固、液、气三相材料的防灭火性能于一体,利用粉煤灰或黄泥的覆盖性、氮气的窒息性和水的吸热降温性进行防灭火,大大提高了防灭火效率。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火新技术集凝胶、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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