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井下煤自然發火的特點及防治措施

2019-10-24 10:02
礦井煤自燃是煤礦五大災害之一,我國90%以上的煤層為自燃或易自燃,煤炭自燃引起的火災占礦井火災總數的85%~90%,其中采空區自燃火災占煤礦內因火災的60%以上,全國25個主要產煤省區的130余個大中型礦區均不同程度地受到煤層自然發火威脅。
井下煤自然發火的特點:
1)大采高大傾角工作面采空區自然發火嚴重。伴隨煤礦開采技術的發展,國家提倡安全高產高效礦井建設,其核心是提升和突破6m以上特厚煤層群開采。大采高采空區垮落范圍增大,自然發火嚴重。大傾角煤層開采地質條件差,易自燃厚煤層工作面自燃危險區域范圍大、采空區漏風復雜、火源點隱蔽性強。
2)工作面雙巷掘進聯絡巷自然發火。隨著煤炭開采機械化水平提升,掘進、回采工藝推陳出新,井下工作面長度增加,采用雙巷掘進的工作面兩巷道間存在大量聯絡巷,聯絡巷密閉難度大且密閉墻效果差,聯絡巷在礦山壓力作用下易出現漏風通道,持續供氧的情況下導致采空區連通,誘發自燃。
3)近距離煤層群開采相鄰老采空區發火。近距離煤層開采綜放工作面一般是厚或特厚煤層,下部煤柱易被壓碎產生裂隙,形成漏風通道,綜采放頂煤工作面開切眼、終采線和采空區煤柱等部位極易發生自燃火災,火源位置難確定。
4)整合煤礦采空區自然發火。為避免小煤窯私挖濫采誘發事故,近年來整合的礦井采空區自然發火情況嚴重。這些小煤礦易形成大范圍采空區的自燃火災,給煤礦火災防治帶來重大隱患。
5)外因引起的煤層火災事故增多。礦井開采深度以每年10~30m的速度增加,礦用電氣設備、電纜用量加大,火災負荷增大,部分巷道充填材料發熱量過高,以電纜火災、帶式輸送機火災、充填材料自燃為代表的典型外因火災數量逐年上升。
6)火與瓦斯熱動力災害突出。火災與瓦斯爆炸伴隨有熱量的釋放和轉移,是煤礦主要的熱動力災害現象。隨著東部礦井向深部延深和西部巨厚煤層的大規模開采,礦井火與瓦斯耦合致災機理和災害能量轉移利用機制作用不清,火與瓦斯爆炸等熱動力災害尤為突出。
徐州吉安研發的普瑞特防滅火材料集凝膠、黃泥灌漿、三相泡沫、氮氣和阻化劑的防滅火優點于一體,特別是繼承了泡沫的擴散性能和凝膠良好的固水特性。一方面,水漿生成泡沫之后,緩慢形成凝膠,能把大量的水固結在凝膠體內,避免了漿液中大量水流失或者潰漿的缺點,大幅度提高了漿水在采空區里的滯留率;另一方面,形成的凝膠能以泡沫為載體對采空區的高、中、低位火源或浮煤大范圍全方位的覆蓋,且能固結90%以上水分并形成凝膠層,防火時能持久保持煤體濕潤并隔絕氧氣,滅火時能長久地吸熱降溫,防止火區復燃。
普瑞特防滅火材料相對于常規的防滅火材料,具有環保、封堵性能好、保水降溫性能好、防復燃性能好、擴散范圍大、在采空區能向高處堆積以及阻化性能好等優點。因此,普瑞特防滅火材料作為一種新型的防滅火材料,可廣泛應用于煤礦采空區防滅火。

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