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目前煤矿井下常用的防灭火技术主要有哪些

来源: 发布时间:2020-02-22 17:03:33 点击数:
目前煤矿井下常用的防灭火技术主要有:堵漏、均压、惰气、惰泡、三相泡沫、阻化剂、惰化阻化剂、用水灭火、灌浆、胶体防灭火技术等,这些技术按其主要作用和功能可归纳为以下几类。


1、控制漏风技术

主要目的是减少或杜绝松散煤体氧气的供给。技术手段有:水泥喷浆、泡沫喷涂、纳米改性弹性体材料涂抹、均压。

水泥喷浆工作量大,回弹多,抗动压性差,堵漏效果不十分理想;泡沫堵漏性能好,抗动压性好,但其成本较高,高温时分解,释放出有害气体;纳米改性弹性体材料具有气密性好、伸长率大等性能,可刮、涂、抹在煤岩体、木材及闭墙漏风处,操作简单,使用方便,可根据施工需要调整固化时间,固化后表面形成弹性体。闭区均压可减少向封闭区域内的漏风,开区均压则可降低采空区周边的压差,减少向采空区浮煤漏风,从而降低自燃危险程度。


2、火区惰化技术

主要目的是降低火区氧浓度,窒息火区。技术手段有:注入N2和CO2等惰性气体、惰气泡沫、三相泡沫。

惰气和泡沫可充满整个空间,既能迅速窒息明火,又能抑制煤层自燃高温火区的发展,但对大热容的煤体降温效果不好,灭火周期长,火区易复燃,且对现场堵漏风工作要求较高。惰泡和三相泡沫能起到固氮、降温、减少漏风、降低采空区氧浓度、包裹煤体等作用。


3、煤体阻化技术

主要目的是降低煤体的氧化活性,抑制煤氧结合。技术手段有:喷注CaCl2、MgCl2等一些吸水性很强的盐类;惰化阻化剂。

当CaCl2、MgCl2的水溶液附着在煤体表面时,形成一层含水液膜,阻止煤氧接触,同时能使煤体长期处于潮湿状态,在低温氧化时温度不易升高,从而抑制了煤的自热和自燃。惰化阻化剂在煤温超过一定温度时,开始吸热气化,产生惰性阻化气体,阻碍火区的自由基链锁反应过程,高温分解后的剩余物在煤表面生成一层薄膜,冷却后成为脆性覆盖物,使煤与空气隔绝。


4、吸热降温技术

主要目的是降低高温煤体温度,彻底熄灭高温火区,防止火区复燃。技术手段有:注水、灌浆、液氮、液态CO2。

熄灭煤层火区的关键是降低煤温。水是最经济、来源最广泛吸热降温材料,其热容量很大,1升水转化成蒸汽时吸收2 256.7 k J热量,同时生成1.7 m3水蒸汽,能很快降低煤温,大量水蒸汽具有冲淡空气中的氧浓度、包围、隔离火源、窒息火源的作用;灌浆防灭火技术在我国有自然发火危险的矿井中用得较普遍,泥浆能够吸热降温,对煤体还有包裹作用,达到隔氧的目的,对于采空区的防灭火效果显著,已成为与井下内因火灾斗争的主要措施之一。


5、胶体防灭火技术

胶体防灭火技术集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于一体,胶体通过钻孔或煤体裂隙进入高温区,其中一部分未成胶时在高温情况下水分迅速汽化,快速降低煤表面温度,残余固体形成隔离层,阻碍煤氧接触而进一步氧化自燃。而流动的部分混合液随着煤体温度的升高,在不远处及煤体孔隙里形成胶体,包裹煤体,隔绝氧气,使煤氧化、放热反应终止。随着注胶过程的不断进行,成胶范围不断扩大,火势熄灭圈增大,直至整个火源熄灭。完全干涸的胶体还可以降低原煤体的孔隙率,使得通过的空气量大大减少,从而抑制复燃。