采空区煤炭自然发火防治措施

煤炭自燃主要发生在采空区、高冒区、压酥煤柱等隐蔽区域,其中采空区煤自燃占矿井自然发火总数的60%以上,特别是综釆放顶煤技术的广泛应用导致采空区内遗煤多、漏风量大,使得采空区自然发火更加严重。煤自燃主要是具有自燃倾向性的煤呈破碎堆积状态在连续供氧条件下,经过一系列的物理化学反应氧化积聚热量达到着火点而自发燃烧。井下采空区是一个由破碎煤岩体堆积而成的半封闭空间,遗煤量大、漏风通道多,破碎堆积煤体易于积聚热量,是发生自然发火的主要区域。

采空区煤炭自然发火防治措施

针对采空区煤炭自然发火的防治,国内外常采用的技术有注浆、注惰气、物理和化学阻化剂、胶体等。注浆技术虽然成本低,但容易导致泥浆向低处流淌生“拉沟”现象,无法大范围覆盖采空区形成治理盲区,而且难以向高处堆积采用注N2、CO2技术会由于采空区的半封闭性导致惰气漏风逸散,无法长时间惰化采空区;物理阻化剂会腐蚀井下设备、危害工人健康,而化学阻化剂成本则很高,因此大范围推广应用存在一定的难度;胶体技术保水性较好,但成本较高扩散范围小,难以实现对大面积采空区的覆盖。防灭火泡沬材料因其扩散范围广、堆积性好、可对髙处遗煤覆盖等特点,被认为是最适用于防治采空区煤自燃的技术。但传统水基泡沫、三相泡沫等防灭火材料易破裂、保水耐热性能差、长期覆盖隔氧效果不好,持续防火效果难以满足现场需求。

徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、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。



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