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煤矿自燃火灾治理方案措施
煤炭是我国使用的主要一次能源,安全高效的煤炭生产对我国的经济发展和能源安全具有决定性的作用。近年来随着我国煤炭行业的进一步整合,矿井现代化程度稳步提高,安全生产形势显著好转,然而重特大事故仍然频发。近十年来煤炭生产百万吨死亡率虽稳步降低,但仍高出先进产煤国家10倍。
煤矿火灾是煤矿的重大灾害之一。煤矿火灾失控时烧毁大量煤炭资源,燃烧过程中释放大量毒害性气体和烟尘在井下巷道流动,造成井下工人伤亡,还可能导致瓦斯或煤尘爆炸,灭火过程中可能造成水煤气爆炸,使灾害程度扩大。煤矿火灾分为由外在火源致使煤体引燃的外因火灾和由煤自燃造成的内因火灾。据统计显示,煤矿火灾中约70%为煤自燃导致,国有煤矿中过半数矿井有煤自燃危险。
依据煤氧复合反应,煤氧反应生热是造成煤自燃的根本原因。煤自燃的防治措施需要破坏或改变煤自燃发生和发展的条件,防火过程的核心为:①堵漏,即减少漏风,如端头密闭、端头注胶、工作面挡风等封堵措施;②降氧,如采空区注氮、注CO2等;③隔绝煤氧接触,如灌浆、灌注高分子胶体等。
采空区端头设立临时密闭墙是最经济的一种防火措施,在采空区进风端头设立临时密闭墙,减少工作面风流向采空区漏风,在采空区回风端头设立密闭墙,增加漏风阻力,减少漏风。
注N2等惰气可以起到降低采空区氧浓度的作用,当氧浓度降低到一定程度时,煤氧复合反应大为减弱,放热量不足以使煤温持续升高,从而达到防治目的。
灌浆和灌注高分子胶体是由于其进入采空区后,采空区浮煤中的煤体颗粒被浆液或胶体包裹,使其无法与氧气接触,从而无法发生煤氧复合反应,起到防火的作用。由于采空区环境及煤自燃过程的复杂性,一般采用多种防火手段相结合的方式对采空区煤自燃火灾进行预防。
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。
文章来源:《煤矿现代化》 网址: http://www.mkxdh.cn/zonghexinwen/2020/0809/454.html