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煤矿采空区煤体自燃防灭火措施

2019-06-06 09:50
我国的煤矿主要是井工开采。由于工作面煤炭的采出之后在工作面后方顶板垮落的地方形成了采空区,在采空区位置存在着大量的遗煤,使得在采空区很容易自燃并且发生火灾。因此,火灾是严重威胁煤矿安全生产的重要灾害之一,煤矿火灾中采空区火灾占据了主要部分。采空区煤体自然发火引起的火灾对工作面安全生产形成重大威胁,造成大量的人员伤亡、财产损失以及环境污染。目前,随着煤矿开采机械化水平的提高,煤炭开采速度越来越快,采空区空间面积扩大、遗煤增多,使得采空区发火隐患更加突出,火灾发生率高、危害性大;而采空区起火源地点隐蔽,常规手段难以到达采空区内很远的地方,同时,采空区火灾存在烧毁工作面的危险,而且容易引起瓦斯事故,导致矿毁人亡,给煤矿的安全高效开采带来了巨大挑战。
目前针对煤矿采空区煤体自燃的防灭火技术主要是先检测后采取防灭火措施,或是注入预防性灌浆材料或阻化剂。前者属于被动式防灭火,对检测手段的要求极高,而采空区面积广且地形复杂,容易出现检测遗漏,同时,采空区环境恶劣,检测设备容易出现故障导致检测失效,最终导致因未能及时采取防灭火措施引发采空区火灾;后者采用预防性灌注技术虽然可以达到提前抑制采空区遗煤自然发火的效果,但此方法用料量大、成本高、阻化寿命短,几乎对采空区所有区域都要进行灌注,然而也难免会产生遗漏,而且,受采空区潮湿环境影响阻化剂易失效,采空区沟洄的存在使阻化剂容易在低洼处积聚,而高出的松散遗煤又容易使阻化剂无法全面覆盖自燃的区域,从而失去采空区防治煤自燃的效果。同时灌注施工困难,对管道要求高,容易发生磨损和堵管现象。
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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