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煤矿井下采空区煤体自燃火灾隐患及治理措施

2019-06-04 09:12
目前,矿井火灾是长期威胁煤矿工人生命安全最大的灾害,矿井经济效益受到了严重的影响和损害。研究表明我国的主要成煤地层分布在石炭纪和二叠纪的煤层中,具有煤炭自燃倾向煤层达70%以上。煤矿井下采空区煤体自燃火灾隐患有以下几个方面:
(1)采空区煤体裸露面积大,煤体深度一定距离位置造成空间内的氧浓度增加,对于煤体、矸石等易自燃材料提供了充分条件,加之煤体、矸石接触空气发生氧化还原反应放热,导致热量不断聚积提高了煤体、矸石等易自燃材料温度;
(2)采空区煤体裸露于空气中,随着放热反应的持续发生,在煤体附近聚集了过多的热量,而且采空区空气流通不足,空间相对比较隐蔽。工作面上下端头(即工作面上下隅角)的通风存在湍流问题,也容易造成易燃气体的大量体积,为火灾隐患的热量积聚和成患规模的酝酿提供了诱发条件;
(3)煤层自燃时,除了煤温很高外,还伴随大量有毒有害的有机气体,一方面煤氧化学反应会产生一些有机气体。另一方面,在高温下,煤的大分子发生裂解,也会产生大量有害气体,高温也促使煤中的小分子挥发释放到空气中。在井下封闭空间里,煤自燃产生的有害气体容易聚集,引起井下工作人员中毒。
(4)采空区受矿山压力作用发生冒落坍塌,造成采空区破坏煤体堆积严重,煤体裸露于空气中,随着放热反应的持续发生,由于工作面采空区规模大且破坏煤岩体导热效果差,在煤体附近聚集了过多的热量且不能及时释放,随之工作面推移,工作面后方采空区破坏裂隙发育煤体的火灾隐患尤为突出。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火材料集凝胶、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。
普瑞特防灭火材料相对于常规的防灭火材料,具有环保、封堵性能好、保水降温性能好、防复燃性能好、扩散范围大、在采空区能向高处堆积以及阻化性能好等优点。因此,普瑞特防灭火材料作为一种新型的防灭火材料,可广泛应用于煤矿采空区防灭火。

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