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矿井综合防灭火技术在煤自燃火灾中的应用

  
评论: 更新日期:2010年12月27日

  (7)在井下正常情况下(T<28℃,湿度>90%),胶体可长期保存在煤层中(现场实测13个月仍完好),防止煤层自然发火或火区复燃。

  (8)成胶时间可以控制,便于针对不同发火情况和现场使用工艺对其进行适当调节。最短成胶时间25s,慢的可控制在数10h,成胶速度根据火区条件和输送距离及钻孔渗透范围进行调节。

  (9)材料来源广泛,成本低廉,工艺简单。与灌浆系统相配合的大流量压注胶体泥浆工艺可用于扑灭大面积煤层自燃火灾。

  1.5.2胶体防灭火材料适用范围

  仍以粉煤灰为基料形成系列粉煤灰胶体防灭火材料为例。灌注粉煤灰浆液不需添加任何外加剂,材料成本最低,且工艺最为简单,是煤层火灾防治首选的方法,主要适用于仰斜开采的工作面采空区,或泄漏不严重,且注浆地点周边环境能够承受一定液体静压的地点,还可用于不会污染工作区域,且脱出的水份易于排出的地点。由于粉煤灰沉淀速度快,容易发生管路堵塞,而且其亲水性差,注浆地点的灰水很容易分离,脱出的清水很快沿固定通道流走,其防灭火效能较水灰共同作用时的防灭效能大为降低,用于灭火时存在水煤汽爆炸的危险。

  粉煤灰稠化胶体仅需在地面灌浆池内洒入极少量的外加剂(JXF1930稠化悬浮剂),使用方法简单,防灭火的材料成本增加较少。稠化悬浮剂的加入,增加了浆液的粘稠度和保水性,从而使较稀的泥浆能达到稠泥浆的防灭火效果,且延长了灌浆地点水灰共同作用下的防灭火时间,增加了浆液的流淌范围,还解决了管路堵塞以及高浓度浆液的管路输送问题。由于有高分子材料的束水作用,在用于灭火时,不会迅速产生大量的水蒸汽,不存在水煤汽爆炸的危险。适用范围与粉煤灰浆液的灌注地点相同。

  粉煤灰复合胶体外加剂(FCJ12胶凝剂)的用量也极少,防灭火的材料成本增加也很少。胶凝剂的加入是在井下灌浆地点附近,通过定量添加设备,将其按比例加入灌浆管网内(混合点距浆液出口的距离最好<100m),相对于地面添加稠化悬浮剂的工艺而言,应用的难度有所增加,但其防灭火效能大幅度提高,溃浆的危险性大为降低。FCJ12胶凝剂对于高浓度粉煤灰浆液(灰水比>1:1)的作用是实现浆液的液固转化,最终形成的粉煤灰复合胶体能够停留在指定的地点,充分地发挥其降温和封堵漏风的作用,且胶体在煤层间隙受力时,仅发生蠕变,而不会破裂。由于胶体有粘弹性,它能紧密充填于煤层间隙,即使煤层压裂破碎也不会产生漏风裂隙,可对移架、矿压等造成的新裂隙进行二次封堵。FCJ12胶凝剂对于低浓度粉煤灰浆液(灰水比<1:1)的作用是使灰水迅速分离(分离时间小于1min),脱出的液体仅是清水,而不是浑浊的浆液,不会污染工作区域,停留在指定地点的粘稠粉煤灰浆仍能起到粉煤灰复合胶体的作用。该胶体材料可用于灌注俯斜开采的工作面采空区,沿空巷道相邻侧采空区,巷邦以及封堵较严的巷道顶部,且由于其成本较低,灭火安全性好,也是用于需大量灌浆的工作面开切眼和停采线,以及大范围采空区灭火的首选材料。

  粉煤灰固化充填材料外加剂的种类多且用量大,成本高,添加比例也不好掌握,现场应用起来较为复杂,但其强度大,是很好的充填材料。主要用于废弃硐室、两道闭墙之间以及废旧巷道的充填和堵漏。

  粉煤灰凝胶中,粉煤灰起了凝胶增强剂的作用,胶体强度增加,耐压性增强,但渗透性差,容易在高温火区顶部形成“锅盖”。该材料主要用于浆液易泄漏的巷道顶部和工作面支架顶部,也可对两道闭墙之间的巷道进行充填堵漏风,高浓度粉煤灰凝胶还可充填高冒空顶区。

  高分子胶体灭火剂MCJ12使用工艺简单,工作量小,成本高,胶体强度大,耐压性高,但渗透性不好。该材料主要用于小范围内煤层火灾的快速控制和熄灭,也可用于巷道顶部、采空区两道等区域的防火、灭火。

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