1.5 泡沫防灭火技术
泡沫防灭火技术是以化学方法产生膨胀惰性泡沫,以进行防灭火处理的一种技术手段. 由于其可堆积、流动性好,并且有一定的固泡时间,所以更适用于深部高温区域的防灭火工作.常用的泡沫防灭火技术有化学惰气泡沫防灭火技术和三相泡沫防灭火技术.化学惰气泡沫防灭火材料由多种原料组成,其原料皆为固态粉状,井下灭火时一般采用钻孔压注方法将其溶液注入自然发火的区域.发生化学反应生成的惰气泡沫可迅速向周围空间、漏风通道及煤壁裂隙扩展,充填火区空间,窒息火区,而且惰泡具有较好的稳定性,可以起隔绝空气的作用.此外,化学惰泡的落液还具有较高的阻化能力,可以有效地抑制残煤的复燃,从而达到防灭火的目的¨ .三相泡沫由液体膜、固体粉末和气体组成,并可添加无机固体干粉以增
加其固化性能.无机固体三相泡沫用于防灭火充填封堵作业时,可适当增加固体废弃物用量以降低成本,
适当提高流动性,使之能被压入所有漏风通道堵住漏风.而用于高顶垮落空洞防灭火充填作业时,应减少固体废弃物的添加量,提高凝固速度以缩短无机固体三相泡沫的凝胶时间,以利于无机固体三相泡沫的堆积,从而密闭支护空洞,窒息着火点.含惰气的无机固体三相泡沫不仅有普通无机固体三相泡沫的作用,并且在破泡时能释放出惰气,稀释该地点瓦斯、氧气等浓度,促进着火点窒息,防止瓦斯爆炸 .
1.6 惰化防灭火技术
惰化防灭火技术是指将惰性气体送入拟处理区,达到抑制煤自燃或扑灭已生火灾的技术,按惰性气体的种类可分为氮气防灭火技术、燃油惰气防灭火技术和CO 防灭火技术.
氮气防灭火技术是集约化综采及综放开采条件下采空区防灭火的主要技术手段.按工作原理分,制氮装备有深冷空分、变压吸附和膜分离3种,根据安装与运移方式不同,后2种又设计成井上固定、井上移动和井下移动3种.原生煤体独立工作面的注氮方式有拉管式、埋管式和钻孔式3种,无煤柱开采的复合采空区通常采用旁路式注氮方式.我国于20世纪80年代进行了氮气防灭火技术的研究,1983年天府矿务局进行了罐装液氮入井灭火试验,1987年抚顺龙凤矿利用井上氧气厂氮气防治综放工作面采空区自燃,1992年西山矿务局杜儿坪矿利用井上移动式变压吸附制氮装置制氮防治近距离煤层群自燃,1995年兖州兴隆庄矿利用井下移动式膜分离制氮防治无煤柱开采邻近工作面采空区自燃.从目前看,氮气防灭火系统仍落后于综采、综放开采技术的发展,应进一步提高制氮装备的稳定性和可靠性,研制采空区氮气浓度自动监控与制氮装置联动系统,并完成信号自动分析与传输,优化注氮工艺,使氮气防灭火系统更加完盖[14]
燃油惰气灭火技术主要用在当发生外因火灾或因自燃火灾而导致的封闭区,以民用煤油和空气为原料,经过急剧的化学反应,形成惰性气体产物(主要成分是CO 及少量的0 、微量CO、水蒸汽等),然后将具有一定压力的惰气注入预处理区,达到防灭火的目的.煤炭科学研究总院抚顺分院于20世纪80年代初研制成功煤矿专用的燃油惰气发生装置.但燃油惰气防灭火技术还有一些关键问题需要进一步解决,如惰气的纯度、温度,装备的稳定性,远距离操作性等 .CO 防灭火技术是利用CO 发生器或液态CO 对预处理区进行防灭火的技术,利用CO 分子量比空气大、抑爆性强、吸附阻燃等特点,可在一定区域形成CO 惰化气层,对低位火源具有较好的控制作用,并能压挤出有害气体以控制灾区灾情,该技术特别适用于电器设备和精密、昂贵仪器的火灾,灭火后不会对仪器设备造成污染性的损失.但对于复杂地质条件或不明高位火源点,其应用则受到了限制 .