煤矿采空区常用的防灭火技术
物质燃烧时必须具备的三个条件:着火源、助燃物、可燃物,即分别为温度、氧气、煤,通常采空区所制定的灭火方案主要围绕以上三个方面展开,即降低着火源温度、隔绝助燃物、减少可燃物。
(1)减少遗煤
由于顶煤在放出时存在一定的问题,采空区会有残留,因此高瓦斯综放开采存在以下两个问题:第一,无法开采出更多的煤炭资源;第二,极易出现自燃事故,使得矿井的安全无法得到保障。所以,要尽可能地减少可燃物,并促进放煤率的提升,从而可以大大提高采出率。提高回采率很大程度可以降低采空区的浮煤厚度,从而防止遗煤自燃问题的出现。
(2)喷洒阻化剂
煤矿开采时通常将阻化剂作为有效的灭火手段,将氧气接触面与煤进行有效隔绝,每完成一次割煤操作,都将阻化剂喷施在采空区内,可以有效地降低安全隐患,防止发生煤自燃。同时,将阻化剂喷施在裸露的煤体上,也能够与氧气隔绝。
(3)注氮及CO2
只有当氧气浓度超过某一标准后,采空区遗煤才会发生自燃,所以要想预防出现自燃现象,可以对氧浓度进行稀释,即通过采空区进风侧将二氧化碳或氮气注入其中。如果空气中的氧气体积分数在12%以下,那么就不易发生爆炸。所以,二氧化碳和氮气的注入能够极大的降低采空区中氧气体积分数,将其控制在10%内,防止出现瓦斯爆炸、浮煤自燃等事故。
徐州吉安研发的普瑞特矿用防灭火专用液(JTF-I)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。
参考文献:
[1]尹豹.煤矿采空区防灭火及工作面端头封堵技术研究[J].山西化工,2023,43(8):162-165.
文章详情