双发泡器并联注三相泡沫工艺

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1、双发泡器并联注三相泡沫工艺在厚煤层综放面防灭火中的推广应用（申报2011年科研项目）下石节煤矿2011年01月05日目录一、三相泡沫技术概况……….............................................2二、推广双发泡器并联防灭火技术的必要性…………….2三、项目实施目标及任务………………………………….2四、工艺改制原因….............................................................4五、工艺改制方案及参数………………….........................4六、双发泡

2、器并联经济技术指标及效果分析...................5七、结束语………………………………………………….5八、附图…………………………………………………….6双发泡器并联注三相泡沫工艺在厚煤层综放面防灭火中的推广应用一、三相泡沫技术概况三相泡沫：由固态不燃物（粉煤灰或黄泥等）、气体（氮气）和水三相防灭火介质组成；其形成是在粉煤灰或黄泥浆液中添加发泡剂并引入气体，形成粉煤灰或黄泥颗粒均匀地附着在气泡壁上的多相体系，这个多相体系就被称为三相泡沫。发泡器：利用文丘里管的流体力学特性，通过流体载面的减小使流速增加而降低静压，从而易吸入气体，无需任何外加动力装置，仅利用浆

3、体的能量，进入发泡器后，在发泡器与集流器之间的旋转斜面上，成为湍流涡流，并靠气体和浆液本身的动力对气—液—固三相混合液做功，从而形成了高倍数、稳定时间长的三相泡沫。同时由于发泡剂的存在，形成了大量的具有三相介质的泡沫群体，黄泥的覆盖性和水的吸热降温性进行防灭火，大大提高了防灭火效率。由于三相泡沫发泡倍数较高，单位体积的泡沫材料成本大幅下降，具有较高的经济效益二、双发泡器并联防灭火技术应用的必要性我矿主采4-2＃煤属易自燃厚煤层，结构较复杂，含多层透镜状夹矸，属中灰、低磷、低硫、高发热量的不粘结煤，部分区段受桦树渠背斜影响煤层和围岩含有油气。自然发火期3—6个月，最短28天；近

4、年来，综采放顶煤技术得到大力的推广和应用，使煤矿生产效率大幅提高，取得了良好的经济效益，但这种采煤方法顶板垮落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重，使得采空区煤炭自燃危险性增大，已成为制约矿井安全生产与进一步发展的主要因素之一。目前我矿综放面通常采用注水、黄泥灌浆、注氮气、喷洒阻化剂、注三相泡沫综合防灭火措施，来防治采空区的煤炭自燃，但是这些技术还存在很大的不足，如：注水、注黄泥浆不能均匀覆盖煤体，对中、高处浮煤起不到防治作用，大量灌注黄泥浆使采空区容易出现“拉沟”现象而跑水跑浆，影响矿井正常生产；采用注氮气，易随漏风扩散和抽放带走，不易滞留在注入的区域内，且增大了漏风带，防灭

5、火效果较差；阻化剂腐蚀井下设备和危害工人身心健康，效果也不很理想；注三相泡沫发泡效果差，发泡剂浪费大，易造成发泡器堵塞，灌浆管路承压过大爆裂，材料费用消耗高，人力疏通管路费工费时等。近年来我局积极推行科技兴矿安全发展理念，实现安全“双零”目标，我矿始终坚持工作面注三相泡沫工艺为预防煤炭自燃的首选措施，但由于矿井开采设计的诸多原因，一直以来采用单发泡器注三相泡沫发泡效果不很理想，经过与中国矿大科研人员的沟通，采用双发泡器并联，有效的提高了发泡倍数，我矿采用三相泡沫在综放面回采中预防浮煤氧化自燃取得的显著效果；经过多次试验及灌浆工艺改革，积累了一定的技术经验，对确保易燃煤层综放面

6、开采防灭火工作起到了超前的积极预防作用。因此，在现有防灭火技术的基础上，提高了采空区煤炭自燃的防治效果。三、工艺改制实施目标及任务采用双发泡器并联在我矿综放面防灭火工作的应用，不但提高了发泡倍数，节约了发泡剂，有效的预防了综放面回采过程中的煤炭自然，更大大降低了职工的劳动强度及材料费用的投入。四、工艺改制原因以前使用一个发泡器与注浆管路连接，发泡剂由地面定量添加泵输送至主管路中，由于我矿的灌浆能力为60m3/h，而发泡器通过的最大流量为30m3/h，有一部分发泡剂与黄泥浆混合后未通过发泡器，经发泡器旁通管导流至发泡后的注浆管路内，将发泡后的泡沫搅拌破碎，发泡剂浪费比较严重，发

7、泡效果差。五、工艺改制方案及参数为了提高发泡倍数和节约发泡剂，经过多次与矿大科研人员及区队技术人员探讨，井下现场试验分析，决定将两个发泡器并联，通过多次试验，发泡后的混合泥浆通过注浆管路设置的观察管，发泡效果明显有所提高，且不需将旁通管打开；现在能熟练的掌握，结合工作面回采气体化验数据，可提前安排注三相泡沫，对工作面的回采提供了有力的安全保证。工艺改制前后参数对照表项目内容改制前（单）改制后（双）备注发泡剂0.15kg/h0.2kg/h氮气量450m3/h800m3/h单发泡器需氮气流量为300-500