煤層自燃火災是礦井主要災害之一,隨著(zhù)我國煤炭產(chǎn)量不斷增加,新建、擴建礦井增多和開(kāi)采強度、開(kāi)采深度增大,礦井防滅火問(wèn)題顯得尤為突出。煤炭自燃已成為制約高產(chǎn)、高效礦井安全生產(chǎn)與健康發(fā)展的主要因素之一。
由于煤自燃是煤氧復合的結果,影響煤自燃的主要條件是煤的表面活性結構濃度、氧濃度和溫度。因此,自燃火災撲滅主要從三個(gè)方面著(zhù)手:一是隔離煤氧接觸,使自燃火災窒熄;二是降低煤溫使煤氧化放熱強度降低,最終使火熄滅;三是惰化煤體表面活性結構降低煤氧復合速度,防止煤自燃的發(fā)生。目前常用的防滅火技術(shù)主要有如下幾類(lèi):惰化、堵漏、降溫等以及它們幾類(lèi)的綜合,共同發(fā)揮滅火作用,最終實(shí)現防滅火的目的。
(1)堵漏防滅火技術(shù)
堵漏技術(shù),就是采取各種技術(shù)措施減少或杜絕向煤柱或采空區的漏風(fēng),使煤缺氧而不會(huì )自燃。堵漏技術(shù)和材料,在我國近年來(lái)發(fā)展很迅速,相繼研究和開(kāi)發(fā)出適用于巷頂高冒堵漏的抗壓水泥泡沫和凝膠堵漏技術(shù)和材料,適于巷頂堵漏的水泥漿、高水速凝材料和凝膠堵漏技術(shù)與材料,以及適于采空區堵漏的均壓、惰泡、凝膠和尾礦泥堵漏等技術(shù)成果,如馬利散、艾格勞尼、聚氨脂等,它們各有其使用條件和優(yōu)缺點(diǎn)。
(2)均壓防滅火技術(shù)
均壓防滅火是依據發(fā)火區情況,通過(guò)調壓風(fēng)機、連通管、調節風(fēng)窗等通風(fēng)設施,將通風(fēng)系統中的風(fēng)壓重新分布,減小漏風(fēng)通道處的風(fēng)壓差,控制火災區的漏風(fēng)。這是防治煤炭自燃的有效辦法,可預防煤炭自燃和對火區窒息惰化,實(shí)現安全生產(chǎn)。
(3)注水和灌漿技術(shù)
水是最經(jīng)濟、來(lái)源最廣泛的滅火材料。水的熱容量很大,1L水轉化成蒸汽時(shí)吸收2256.7kJ熱量,同時(shí)生成1.7m3水蒸汽,大量水蒸汽能很快降低煤溫,具有沖淡空氣中的氧濃度、包圍、隔離及窒熄火源的作用。
灌漿防滅火技術(shù)在我國應用得較為普遍,也取得了良好的效果,成為治理井下內因火災的主要措施之一。泥漿能夠包裹煤體,其水份有增濕減緩氧化速度,漿流能充填煤體縫隙,起到隔絕漏風(fēng)阻止氧化作用,按與回采工藝的關(guān)系分為隨采隨灌、采前預灌和采后灌漿三類(lèi),對采空區防滅火有積極的作用。
(4)惰化防滅火技術(shù)
惰化技術(shù)就是將惰性氣體或其它惰性物質(zhì)送入擬處理區,抑制煤層自燃的技術(shù)。惰性物質(zhì)惰化技術(shù),除已作為常規防滅火技術(shù)措施使用的黃泥漿外,近年發(fā)展起來(lái)的粉煤灰、頁(yè)巖泥漿、選煤尾礦泥、阻化劑和阻化泥漿等己經(jīng)比較廣泛地被應用。它們的作用,除惰化外還兼有降溫,對煤礦本身則有微弱的污染,其中具有較大優(yōu)勢的還是粉煤灰注漿和阻化劑,它們最大的優(yōu)點(diǎn)是可以取自某些廢棄物再利用,多用于厚煤層采全高或分層開(kāi)采。
惰氣防滅火技術(shù)是向火區注入惰性氣體,惰氣源目前發(fā)展起來(lái)的主要以注入N2和CO2為主,也可注入其它惰性氣體來(lái)降低火區的氧濃度,達到防滅火的目的。惰氣可充滿(mǎn)整個(gè)空間,既能撲滅大的明火火災,又能抑制并撲滅隱蔽火源。但惰性氣體對大熱容的煤體降溫效果不好,滅火周期較長(cháng),火區易復燃,而且對現場(chǎng)的堵漏風(fēng)工作也要求較高。
(5)阻化劑防滅火技術(shù)
阻化劑是抑制煤氧結合,阻止煤氧化的化學(xué)藥劑。常用阻化劑是CaC2,MgCl2等一些吸水性很強的鹽類(lèi),當它們的水溶液附著(zhù)在易被氧化的煤表面,在其表面形成一層含水液膜,惰化煤體表面活性結構,阻止了煤和氧的接觸,起到了阻止煤氧復合的作用。同時(shí),阻化劑吸水能使煤體長(cháng)期處于潮濕狀態(tài),由于水的吸熱降溫作用,使煤體在低溫氧化時(shí)溫度不能升高,從而抑制了煤的自熱和自燃。一般的阻化劑通常都有一定的防火效果,但當溫度升高使阻化劑吸收的水份蒸發(fā),其阻化作用會(huì )消失,失去水分的阻化劑對煤氧復合反而有催化作用,促使煤氧復合速度加快,使煤更容易自燃。
(6)膠體防滅火技術(shù)
煤層自燃火災的防治,需要具有既能很快地降低煤溫,又很好地隔絕煤與氧氣的接觸,并能惰化煤體表面,同時(shí),在防滅火過(guò)程中還要安全可靠的技術(shù)。堵漏、惰化防滅火技術(shù)均不能滿(mǎn)足這一要求。膠體防滅火技術(shù)集堵漏、降溫、阻化、固結水等性能于一體,較好地解決了灌漿、注水的水泄漏流失問(wèn)題,適用于各種類(lèi)型的礦井自燃火災。膠體防滅火技術(shù)具有滅火速度快、安全性好、火區復燃性低等特點(diǎn),火區啟封時(shí)間也相對縮短,注膠滅火工程實(shí)施完,不需等待(《煤礦安全規程》規定各項指標達到啟封條件后還需觀(guān)察穩定一個(gè)月才能啟封),即可啟封火區。
(7)普瑞特防滅火技術(shù)
徐州吉安研發(fā)的普瑞特防滅火新技術(shù)集凝膠、黃泥灌漿、三相泡沫、氮氣和阻化劑的防滅火優(yōu)點(diǎn)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(diǎn),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(shí)能持久保持煤體濕潤并隔絕氧氣,滅火時(shí)能長(cháng)久地吸熱降溫,防止火區復燃。
以上各類(lèi)火災治理技術(shù)都有其不同特色,適用于各類(lèi)不同的環(huán)境,集中體現在降溫、堵漏、阻化的性能上。通常情況下,在自燃火災的防治過(guò)程中,采用某種單一防滅火技術(shù)一般難以奏效,而是采用綜合治理的措施和方法加以治理。
下一篇:井下避災的基本原則
聯(lián)系方式: 電話(huà):0351-5175124 郵箱:18835111431@163.com 地址:山西省古交市東曲街道辦事處馬家灘村
版權所有:古交市千峰精煤有限公司官網(wǎng) 晉ICP備2021003034號-1 技術(shù)支持: 山西貨通天下信息技術(shù)有限公司