採空區煤炭自然發火防治措施

煤炭自燃主要發生在採空區、高冒區、壓酥煤柱等隱蔽區域,其中採空區煤自燃佔礦井自然發火總數的60%以上,特別是綜釆放頂煤技術的廣泛應用導致採空區內遺煤多、漏風量大,使得采空區自然發火更加嚴重。煤自燃主要是具有自燃傾向性的煤呈破碎堆積狀態在連續供氧條件下,經過一系列的物理化學反應氧化積聚熱量達到著火點而自發燃燒。井下采空區是一個由破碎煤巖體堆積而成的半封閉空間,遺煤量大、漏風通道多,破碎堆積煤體易於積聚熱量,是發生自然發火的主要區域。

採空區煤炭自然發火防治措施

針對採空區煤炭自然發火的防治,國內外常採用的技術有注漿、注惰氣、物理和化學阻化劑、膠體等。注漿技術雖然成本低,但容易導致泥漿向低處流淌生“拉溝”現象,無法大範圍覆蓋採空區形成治理盲區,而且難以向高處堆積採用注N2、CO2技術會由於採空區的半封閉性導致惰氣漏風逸散,無法長時間惰化採空區;物理阻化劑會腐蝕井下設備、危害工人健康,而化學阻化劑成本則很高,因此大範圍推廣應用存在一定的難度;膠體技術保水性較好,但成本較高擴散範圍小,難以實現對大面積採空區的覆蓋。防滅火泡沬材料因其擴散範圍廣、堆積性好、可對髙處遺煤覆蓋等特點,被認為是最適用於防治採空區煤自燃的技術。但傳統水基泡沫、三相泡沫等防滅火材料易破裂、保水耐熱性能差、長期覆蓋隔氧效果不好,持續防火效果難以滿足現場需求。

徐州吉安研發的普瑞特防滅火技術集凝膠、黃泥灌漿、三相泡沫、氮氣和阻化劑的防滅火優點於一體,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,水漿生成泡沫之後,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採空區裡的滯留率;另一方面,形成的凝膠能以泡沫為載體對採空區的高、中、低位火源或浮煤大範圍全方位的覆蓋,且能固結90%以上水分並形成凝膠層,防火時能持久保持煤體溼潤並隔絕氧氣,滅火時能長久地吸熱降溫,防止火區復燃。



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