三相泡沫灭火剂在国投新集二矿的应用

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1、三相泡沫灭火剂在国投新集二矿的应用三相泡沫灭火剂在国投新集二矿的应用三相泡沫灭火剂在国投新集二矿的应用三相泡沫灭火剂在国投新集二矿的应用88能源技术与管理2008年第4期三相泡沫灭火剂在国投新集二矿的应用高岭,邵立安(1_国投新集公司,安徽淮南232000;2.中国矿业大学应用学院,江苏徐州t221008)[摘要]处理矿井火灾急需选择一种或多种灭火充填材料来处理发火点.新集二矿引进了新型防火材料一三相泡沫灭火剂,快速有效地解决大范围采空区,高冒区,高温点普通防灭火措施难以解决的难题.[关键词]三相泡沫灭火剂;自然发火;充填材料;防灭火[中图分类号]TD75

2、2.2[文献标识码]B[文章编号]1672-9943f2()()8)04一O08830前言国投新集二矿于1996年正式投人生产,矿井设计能力300万,高突矿井,地质条件复杂,5个主采均具有自然发火性,煤尘具有爆炸危险性.建矿以来,已经发生了多次煤层自然火灾.每次火灾都为矿井的安全生产带来重大威胁并带来重大的经济损失.发火等级为容易自然发火煤层,各煤层的自然发火期为3～6个月.尤其是13—1煤,具有易自燃及低温氧化特性,该煤层1307回风上山在施工过程中发生了高冒点煤炭自燃,该处煤层仅揭露23d.1问题的提出受煤层自燃特性,赋存条件及其它因素的影响,在采掘过

3、程中,在煤体内经常形成局部冒落空间和采空区内遗煤较多,这就需要对高冒点进行充填,对采空区进行预防性灌浆,若高冒点或采空区出现了煤层自燃,必须及时对高冒点或采空区压注防灭火材料口].(1)灌浆的困扰.常规性的采空区防灭火措施是灌浆.新集二矿在1997年就建立地面永久灌浆站,设计灌浆能力能够满足矿井预防性灌浆需求.在综采工作面实际灌浆过程中,由于采空区遗留的煤炭堆积以及采空区底板在地压作用下形成不规则的采空区底板,浆液不能很好地覆盖在采空区浮煤上,而是冲开一些通道股状流出,不但不能达到预期的防灭火作用,还给工作面的环境带来了挑战性问题.加大浆液浓度比,会经常造

4、成灌浆管路被堵.(2)预防性注氮气不尽人意.新集二矿在1999年购买了井下移动式碳分子筛制氮车,氮气需求量很大,纯度要求高.氮气随采随注效果并不理想,因为采空区是一个开放式的空间,不断地向前推进,工作面风量需求较大,给工作面上下隅角形成较大的负压,总是能使得氧化带的宽度保持在一定的范围内.(3)艾格劳尼,化肥凝胶等的弊端.如某些高冒点出现明火,控制火势后,要及时对高冒点充填,隔绝空气;某些地点发生火灾时需要快速封闭,以达到安全,快速消除隐患的目的等.艾格劳尼作为双组份阻燃混合泡沫,能起到密闭气体和瓦斯,填充没有机械强度要求的密闭空间或裂隙的作用,这个时候可

5、以大显身手.树脂及发泡剂为化学药品,是艾格劳尼的两种混合剂,对人的皮肤,有害.化肥凝胶也是有很重的化肥味道,刺激人们的眼睛.艾格劳尼成本也较高.MEA具有很多好处,诸如:固水性,热降温性,渗透和堵漏性,阻化性,热稳定性等较好的优良品质.在处理高冒点和局部碎煤柱发火时,新集二矿依然在使用这种材料充填,固体配量较少,运输方便.但不能把这种固体料和灌浆的浆液配合,不容易对采空区进行充填.(4)问题的解决.三相泡沫防灭火剂的应用给以上问题的解决提供了答案.2三相泡沫防灭火剂的选用三相泡沫灭火剂是将固体(粉煤灰或粘土),气体(井下压缩空气),液体(水及三相泡沫发泡剂

6、KSF)三种物质按一定的比例混合,通过一定的设备生产出一种易流动,流量大,堆积合理的三相高倍数的泡沫.2.1性~目匕p_,丁ae日u.--标发泡倍数大于30倍,稳定时间高于12h;水2008年第4期高岭,等三相泡沫灭火剂在国投新集二矿的应用89灰比(质量比)为2:1～6:1;耗浆量为15～30m3/h;三相泡沫产生量为450～900m3/h;发泡剂使用的比例0.2%～0.5%.2_2三相泡沫灭火剂灭火的原理三相泡沫通过发泡器物理发泡,泡沫将粉煤或黄泥均匀地分散在煤体上,粉煤灰或黄泥对煤的颗粒进行包裹,对低,中,高处煤体都能起到良好的覆盖包裹作用,同时粘着力

7、比较强,起到了阻止煤氧化,同时又能起到降温,充填的作用,三相泡沫灭火剂能够快速有效地解决大范围采空区,添加泵发泡剂…高冒区,高温点普通防灭火措施难以解决的难题.2.3使用三相泡沫灭火剂所需的设备使用三相泡沫灭火剂需要建立地面永久制浆站,以便能够制出大量的浆液,从制浆站延接管路至井下各个需要灌注的地点.在地面浆液的主管路上,设置三通与三相泡沫发泡剂定量添加泵(KFB一1)相联,添加泵也可安设在井下某合适的地点,在需要灌注地点以外安设物理发泡器,即管路上设置三通与压风管路连接.三相泡沫注浆系统如图1所示.点图1三相泡沫注浆系统示意图若无地面制浆站或由于受到井下

8、条件的限由于三相泡沫在压力作用下,能够进入到冒制,可在井下利用KB