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目录
前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
一、矿井火灾成因浅析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
(一)外因火灾„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
(二)内因(自燃)火灾„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
二、矿井火灾预测预报技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
2(一)煤自燃性鉴定与自然发火测报„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
(二)煤层开采过程中的火灾„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3(三)机电设备与硐室火灾检测系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
(四)火灾应对策略„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
三、矿井火灾防治新技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(一)均压防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(二)阻化剂防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(三)阻化汽雾防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(四)超大量灌注无机固化粉煤灰防灭术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(五)化学惰气泡沫防灭火„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(六)惰化技术防灭火„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(七)堵漏技术防灭火„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(八)液氮防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(九)胶体防灭火技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
四、结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
煤矿火灾防治新技术概论
摘要:
矿井火灾是威胁煤矿安全生产、危害矿工生命安全的重大灾害之一。结合近几年来井下 火灾防治实例,究其根源,介绍一些我国最新研究和开发成功的、适用于我国国情的可靠而经济的火灾防治技术与手段,作出合理的分析与评价,供有关矿井选择参考,并正确地予以应用,作为矿井的安全高效生产的坚实后盾。
关键词:
矿井火灾;内因火灾;外因火灾;火灾预测;火灾防治 前言
我国56%的矿井开采的是易自燃煤层,矿井火灾是一大突出灾害,其中尤其以安徽淮南矿业集团最为突出。百万吨发火率近几年虽有所下降,但仍居高不下,与世界其他主要产煤国家相比,差距还是很大。甚至近几年,重大火灾事故还时有发生,给煤炭企业带来难以估量的负面影响,不仅是有损于煤炭行业的社会形象,也严重制约着煤炭企业的经济效益。因此,火灾防治工作依然是煤炭企业领导的一项常抓不懈、重要而艰巨的任务。
一、矿井火灾成因浅析
凡是发生在矿井、井下或地面威胁到井下安全生产,造成损失的非控制燃烧均称为矿井火灾。
如地面井口房,通风机房失火或井下胶带着火、煤炭自燃等都是非控制燃烧,均属矿井火灾。井下一旦发生火灾,不仅会造成煤炭资源的损失、工程和设备的破坏,导致生产中断,而且而且会产生大量有毒气体,弥漫井下,使大批矿工中毒死亡。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井中,还可能引起瓦斯、煤尘爆炸事故,据统计,全国煤矿矿井火灾事故以死亡计算,火灾占1.52%,排在各类灾害最后,但在一次死亡3人以上的事故中,以死亡数计算,火灾事故却占3.72%,仅次于顶板、瓦斯、水害之后,位居第四。而井下火灾的发生必须具有可燃物、引火源和燃烧所需的空气等三个条件,下面就火灾成因做出简要分析。
1.1外因火灾
外因火灾是指由外来热源,如放炮、瓦斯煤尘爆炸、机电设备不良、机械磨擦、电流短路、焊接火花等原因造成的火灾,主要包括电气火灾和带式输送机火灾。电气火灾是指发生在各种电气设备上的火灾,常因供电过负荷、电气元件接触不良、操作失误产生电弧火花引发。带式输送机火灾是指因输送带由于跑偏、安装不当等,与托辊等摩擦生热引起的火灾。矿井外因火灾具有突发和严重的灾难性。例如福建省陆家地煤矿曾经发生一起明火火灾,由于无法进行反风造成了死亡28 人的严重性事故。由于外因火灾的主要可燃物有木材、胶带、电缆、油料等,故对井下可燃材料燃烧特性的认识,对我们分析火源、控制火情、减少损失有着积极的作用。许多专家和学者做了大量的燃烧实验,测试得到了各种材料的基本燃烧性质及火灾过程中各种因素的相互影响等宝贵的数据,丰富了人们对矿井火灾燃烧特性的认识。
1.2 内因(自燃)火灾 自燃火灾是指煤炭自身的吸氧、氧化、发热、热量逐渐积聚达到着火温度而形成火灾。
例如龙岩苏邦煤矿二号井煤炭自燃事故:
苏邦煤矿二号井位于龙永煤田北部,开采苏邦北井田北块段煤层,属低瓦斯矿井,无煤尘爆炸危险。
1994年6月10日16时左右,跟班安全员在巡回检查中发现260-38号煤层北运巷有大量烟雾往外涌出,并有烧焦味,靠近运巷温度越来越高,走进运巷上山口观察发现垮落的煤壁有火红的煤炭在燃烧,即向井口调度及矿值班领导和救护队汇报。值班领导知情后即下令停止井下作业,撤出所有施工人员,并通知不得在回风斜井行人。随后,矿救护队赶赴现场,在295m水平回风石门附近测得一氧化碳浓度高达0.012%,并发现有毒有害气体已经波及260~295m区段整个38号煤层巷道,295m水平总加回巷和回风斜井。
纵观我国煤矿有不少矿井的煤层有自然倾向性,如苏邦煤矿今年年初发生自燃火灾及一些小煤窑的自燃火灾屡有发生等现象也说明了这点。煤炭并不是一暴露于空气中就自燃着火的,一般需要经过潜伏期、自热期和自燃期三个阶段。
(1)低温氧化阶段
特征:煤的重量略有增加,增加的重量等于吸附氧的重量,煤的化学性质变得活泼,煤的着火温度降低。
(2)自热阶段
特征:煤温升高;流经火源后的空气氧含量减少;空气湿度增大,形成雾气,在支架及巷道壁上凝有水珠;空气中CO、CO2 含量显著增加。
(3)自燃阶段
产生大量的C 和碳氢化合物;空气和煤岩温度显著升高;火源出现火焰;巷道中出现烟雾及特殊的火灾气味。
内因火灾占矿井火灾总数的75%左右。
二、矿井火灾预测预报技术 2.1煤自燃性鉴定与自然发火测报
(1)煤的自燃倾向性鉴定此项技术在80年代中期前,应用的是照搬苏联的煤着火温度降低值法。尽管发现它存在着不少缺点,但由于缺乏自己的技术和手段,仍然不能予以割舍,沿用了几十年。进入80年代中期,随着新技术的发展,我国才开始开发研制以现代色谱为基础的新一代煤的自燃倾向性鉴定技术和手段。现已开发出被纳入法规的色谱吸氧鉴定法及其配套仪器ZPJ—1型煤的自燃性测定仪,业已投入实际应用,使我国在这方面的技术和手段步入国际先进行列。色谱吸氧鉴定法,就是应用现代气相色谱技术与手段,检测煤低温下吸氧的能力,作为判别煤的自燃倾向性程度。它的特点是使用了现代色谱技术,测定和计算都由色谱仪及其附件完成,人员不接触有害物质。该方法已纳入《煤矿安全规程》作为法定方法执行。它简单易学,操作简便,且无害健康。(2)煤层最短自然发火期
这是一项实际意义重大、各矿需要迫切、但又非常棘手的任务。尽管国家在科技攻关项目中,如“八五”攻关项目中,安排过研究,但遗憾的是,目前也只停留在实验室阶段,离实际应用尚有较大的差距,需要加大力度予以研究,才能满足煤矿的需要。
2.2煤层开采过程中的火灾测报(1)预测预报指标
煤层开采时期的火灾预测预报,我国主要应用气体分析法。为完善和提高此法的可靠性和灵敏性,近年主要研究开发了更灵敏可靠的检测指标和适应新指标的仪器或装置,以及敏感元件。关于检测指标,新的研究提出的概念是,CO已不是在任何情况下都可作为唯一的和最灵敏可靠的判别煤自燃火灾的指标。新的研究结果是,可以使用CO、C2H4及C2H2三个指标,综合地将煤自然发火区分出三个阶段:矿井风流中只出现10-6级的CO时为缓慢氧化阶段;出现10-6级的CO和C2H4时为加速氧化阶段;出现10-6级的CO、C2H4和C2H2时为激烈氧化阶段,此时即将出现明火,矿井处于危急时期。应用这三个指标,不仅可预测火灾,而且还可判别其阶段,据此而采取不同的防灭火措施。本项技术已在较多的矿井中应用,但需指出的是,对不同的煤层必须分别对其进行模拟实验,优选其指标的具体应用值,唯有如此,各矿才算是正确地应用了这一技术。另外,还应提及的是,上述指标,亦有可能用作判别煤内因火灾熄灭程度的指标,有关单位或矿井不妨进行实验。
(2)预测预报仪表与装置
a)束管集中检测系统与传感器。此系统是目前我国煤矿使用得比较多的系统,也是基于气体分析的原理。我国自行研制的系统,已在二十几个矿井中应用,而且近年亦有较大的改进与提高,推出了KJF型系统,除增加了新的检测功能外,又将控制箱移到井下,组成井下检测分站,分站信号则送到地面,由配有微机的总站集中监控。此种新系统已在几个矿井具体应用,效果尚属满意,在进一步实验考证、积累经验的基础上,具有推广价值。不足之处是,使用的是分离式传感器,要增加维护量和经费,同时它也不能检测火灾气体全组分中的C2H2。为适应上述集中检测系统的需要,我国近年还研究开发了多种传感器与之配套,如KGA2型 CO传感器(电化学型,测量范围0~010005,误差不大于5%),KGQ1型C2H4传感器(气敏型,测量范围0~0100002)。此外还有 KGQ2型O2传感器,KGS7型CH4和KGQ11型CO2传感器等,都可供火灾气体集中检测系统应用。但需说明的是,这些传感器目前尚属试用阶段,还需一定时间的检验。
b)GC85型色谱集中检测系统。此系统是已经通过国家鉴定的攻关项目(矿井多参数色谱检测系统),其主要的技术特性发挥了气相色谱技术的一系列优势。多功能:同时用于常量和微量分析,自动进样和切换,常期和灾期分析,预警和示警,打印和制表。多参数:可分析常量组分,如 O2、N2、H2和CH4等,以及微量组分CO、CO2、C2H4和C2H2等,并显示煤自燃的动态过程。高精度:主要气体的指标值,最小检测浓度:CO 和C2H2小于等于5×10-7,C2H4小于等于10-7。系统全部由微机控制。
c)GC—4008型煤矿专用气相色谱仪。为煤矿专门设计的实验室用气相色谱仪,主要技术特征是:多检测器,TCD、FID和CH4转化炉。高检测性能,并联三柱,分别进样,使得分离效果好。专用填充柱,使得分析条件规范化。适于分析常微量矿井大气组分、火灾气体组分和瓦斯突出气体组分等。装置为人工进样,适于那些未建立集中检测系统矿井的实验室用。实践证明,性能良好,已在几十个矿井中使用,得到好评和认可,一般中小型矿井均可选用。
d)CA—9000型移动式矿井气体分析系统。此系统由1台改装的南京依维柯40—10型中型旅行车,以及采用防震组件保护而组装在其中的2台车载煤矿专用气相色谱仪、1台色谱数据处理工作站及一批必需的配件等组成。系统的特点是:防震性能优良,在三级公路以及相当于此类的矿用公路上行驶,分析结果不受影响;组装有2台煤矿专用气相色谱仪,可完成矿井大气、火灾气体和瓦斯气体的全分析,色谱仪则装备有性能良好的专用色谱柱,分析周期全过程不超过15min。机动性好,适用于多矿井而不欲分散设立多处实验室的矿区。
此系统已通过部级鉴定,专家评价较高,使用单位十分满意。可以推广应用,特别是在一些边远地区的中小型矿井群多单位合作应用。另外,有关单位亦研制有类似的移动式检测系统。两者都可供矿井选用。
2.3机电设备与硐室火灾检测系统
我国煤矿近年曾发生多起胶带输送机或机电硐室火灾,并造成重大经济损失或人员伤亡。应此类事故预测和防治的需要,近几年相继开发出几种装置和仪器设备,如DMF型带式输送机自动灭火系统、DHM型硐室与胶带自动洒水灭火系统,以及之后的改进型,如MZS—1型带式输送机自动洒水灭火系统和KHJ—1型矿井火灾监控系统及自动灭火装置等。这无疑会为我国煤矿外因火灾的预测预报及防治增添新的手段和能力。这些系统都是我国自已研制开发的产品,适应我国的具体国情,完全可供有关矿井选用。实际上,已在多个矿井得到应用,在安全生产中发挥着良好的作用。
2.4火灾应对策略[1]
防止明火的措施是:井下严禁使用明火和吸烟;井下一般严禁从事电焊、火焊工作,如必须焊接时,要制定专门措施报批;井口房和通风机附近20m内,不得有烟火或用火炉取暖。
防止电火的措施是:井下必须采用防爆型或本质安全型电器设备,并做到设备性能完好;严禁使用灯泡取暖和使用电炉。
防止炮火的措施是:使用安全炸药,不准将药卷内的消焰粉倒掉,不准放明炮、糊炮,不准用明火、动力线放炮;炮眼封泥要装满,并使用水炮泥;严格按规程规定装药、连线和放炮。
预防矿井内因火灾的措施涉及到煤矿生产的各个环节,一是减少发火隐患,预防煤炭自燃。
在开采技术方面,要正确选择矿井的开拓方式、采煤方法和开采程序,合理布置采区,不得任意采掘规定的段间、区间煤柱,以提高开采有自然发火危险煤层的矿井先天防火能力。
在通风技术方面,要选择合理的通风方式,正确设置控制风流的设施,采取均压防火措施,加强通风防火管理等,以减少漏风,这对防止煤炭自然发火有重要作用。预防性灌浆,注阻化剂、惰性气体等。二是掌握自然发火预兆,及时进行发火预测预报,把自然发火消灭在“萌芽”阶段。三是对采掘生产过程中遗留下的各种发火隐患要及时处理,如加强“三道”维修,加强对废旧巷处理,及时充填煤巷碹,及时处理高温火点等。发生矿井火灾的应急措施和安全注意事项:
(1)首先要尽最大的可能迅速了解或判明事故的性质、地点、范围和事故区域的巷道情况、通风系统、风流及火灾烟气蔓延的速度、方向以及与自己所处巷道位置之间的关系,并根据《矿井灾害预防和处理计划》及现场的实际情况,确定撤退路线和避灾自救的方法。
(2)撤退时,任何人无论在任何情况下都不要惊慌、不能狂奔乱跑。应在现场负责人及有经验的老工人带领下有组织地撤退。
(3)位于火源进风侧的人员,应迎着新鲜风流撤退,千万不能顺风流撤退。(4)位于火源回风侧的人员或是在撤退途中遇到烟气有中毒危险时,应迅速戴好自救器,尽快通过捷径绕到新鲜风流中去或在烟气没有到达之前,顺着风流尽快从回风出口撤到安全地点;如果距火源较近而且越过火源没有危险时,也可迅速穿过火区撤到火源的进风侧。
(5)如果在自救器有效作用时间内不能安全撤出时,应在设有储存备用自救器的硐室换用自救器后再行撤退,或是寻找有压风管路系统的地点,以压缩空气供呼吸之用。(6)撤退行动既要迅速果断,又要快而不乱。撤退中应靠巷道有联通出口的一侧行进,避免错过脱离危险区的机会,同时还要随时注意观察巷道和风流的变化情况,谨防火风压可能造成的风流逆转。人与人之间要互相照应,互相帮助,团结友爱。(7)如果无论是逆风或顺风撤退,都无法躲避着火巷道或火灾烟气可能造成的危害,则应迅速进入避难硐室;没有避难硐室时应在烟气袭来之前,选择合适的地点(独头巷或硐室、两道风门之间)就地利用现场条件,快速构筑临时避难硐室,进行避灾自救。
三、矿井火灾防治新技术
我国煤矿火灾防治技术措施,总体上说,有如下几类。
3.1 均压防灭火技术
均压防灭火技术一般对工作面及掘进面初期发现的高温预兆点有较好地效果。它是采用通风的方法减少自燃危险区域漏风通道两端的压差,使漏风量趋于零,从而断绝供氧源,起到防灭火作用。
3.2 阻化剂防灭火技术
煤炭自然发火是由于煤与空气中的氧气相互作用的结果,在漏风不可避免的情况下,在煤的表面喷洒上一层隔氧膜,阻止或延缓煤的氧化进程。阻化剂主要是卤化物与水溶液能浸入到煤体的裂隙中,并盖在煤的外部表面,把煤的外部表面封闭,隔绝氧气。同时,卤化物是一种吸水能力很强的物质,它吸收大量水份复盖在煤的表面,也减少了氧与煤接触的机会,延长煤的自然发火期。
3.3 阻化汽雾防灭火技术
汽雾阻化防灭火其实质就是将受到一定压力的阻化溶液通过雾化转化成为阻化剂汽雾。汽雾发生器喷射出的微小雾粒可以依漏风风流为载体飘移到采空区内,从而提高采空区防火效果。
3.4 超大量灌注无机固化粉煤灰防灭火技术
目前现用防灭火充填材料主要有:黄泥浆充填材料、水砂浆充填材料、煤矸石泥浆充填材料、粉煤灰充填材料、石膏育填材料、水玻璃凝胶充填材料、废水泥渣充填材料等。但都存在有成本高、脱水以后体积减少多,不能固化或固化以后支撑强度低等缺点。因此,根据目前的研究与现场应用现状,以粉煤灰为主料,研究出经济成本低,堆积能力强,固化后不脱水或少脱水,初凝时间和固化时间可调,具有堵漏、防火、灭火、防复燃、充填支撑强等功能的无机固化粉煤灰防灭火充填材料;并研究了利用黄泥灌浆系统灌注无机固化粉煤灰的配套装置及其灌浆工艺来防治巷道高冒、空洞、沿空巷道帮、溜煤眼、联络巷、停采线、采空区等地点的煤炭自燃发火。
3.5 化学惰气泡沫防灭火
化学惰气泡沫防灭火材料由多种原料组成,其原料均为固体粉态,经过分别溶解后形成2 种溶液。在井下灭火时,可采用钻孔压注方法,将溶液注入自然发火区域。当2 种溶液混合后,便会发生化学反应,产生惰性泡沫,其体积可膨胀8—12 倍。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,可以起到隔绝空气的作用。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,达到防火的目的。
3.6 惰化技术防灭火
惰性气体惰化技术,虽然很多煤矿都可以应用,但在我国则规定,放顶煤开采的煤矿必须使用以它为主的综合措施(除惰气外还辅以其它措施)来防治煤自燃火灾,目的是要在较大的程度上保证采煤安全。惰气源目前发展起来的主要是氮气,制备的方式有:深冷空分、碳分子筛变压吸附和中空纤维分离等三种,我国有相当的产品提供矿井选用。它们各有其特点,目前各矿主要考虑的是经济承受力,除深冷空分固定资产较高外,其它两类由于分离氮的基础材料如碳分子筛、中空纤维等,还难以生产出可与国外产品竞争的产品,造成初期投资也较高,加大了生产成本,使矿井在一定程度上失去经济优势。因此,欲广泛发展和应用这些新技术,还需要加大科研力度,解决基础材料国产化及降低成本问题。在应用技术方面则应改进和提高注氮工艺,加强与采煤工艺的互相配合,以便取得好的效果。注惰效果主要取决于能否保证惰气质量,合理必需的注入量及其连续性,以及能否辅以强有力的检测技术,否则很难取得理想的效果。各矿必须认识到这一点,不可将注惰作为一项万能的措施,盲目地滥用。致于目前已开发使用的三种制惰(氮气)设备,相对来说,更受欢迎的还是井下移动式膜分离设备,因为它较碳分子筛设备更易操作和维护保养。但也有其缺点,除上述的需要国产化外,某些部件也须改进、提高,特别是其净化过滤装置。此外,三种制氮装备中,不论那一种,都需注重产品的质量,并以优质的售后服务,保证装备的正常和良好运转。
3.7 堵漏技术防灭火
煤层开采时期火灾防治的第二个重要环节是堵漏,也就是采取某种技术措施减少或杜绝向煤柱或采空区的漏风,使煤缺氧而不会自燃。堵漏技术和材料,我国近年发展也很迅速,相继研究和开发出适于巷顶高冒堵漏的抗压水泥泡沫和凝胶堵漏技术和材料,适于巷帮堵漏的水泥浆、高水速凝材料和凝胶堵漏技术与材料,以及适于采空区堵漏的均压、惰泡、凝胶和尾矿泥堵漏等技术成果,它们各有其使用条件和优缺点。目前,上述这些堵漏技术和设备及材料,我国都可以解决,各矿可以根据本矿的具体情况,因地制宜地选用。值得一提的是,均压防灭火和凝胶防灭火技术,操作都不复杂,具有不污染或少污染环境的优点,所需的投入也不多,技术也不复杂,值得各矿大力应用。
3.8 液氮防灭火技术[2]
液氮防灭火就是从地面或井下向已封闭的火区灌注氮气、加速火区的熄灭。自60 年代后期国外主要产煤国家将液氮技术用于井下防灭火以来,经不断开发完善,现已成为各国煤矿井下处理大型火灾的一种重要措施。近年,英国、法国、德国地面移动式制氮设备的产氮量达1200m3/h,产氮量在5000m3/h 的设备在研发中。德国从1974 年11 月至1986 年8月共应用氮气灭火80 次,消耗氮气达30 亿m3,抢救出综采设备65 套。80 年代初,我国一些煤层易自燃的煤矿开始采用注氮防灭火技术,取得了一定的效果,经“八•五”攻关研制了能力为200m/h 的井下移动式制氮装置。特别是近些年来我国的放顶煤开展迅速,此法采空区丢煤多,造成遗煤大面积的危险性堆积,极易引起煤炭自燃,且这些火点往往在顶板高冒处或采空区深部,这时采用注氮灭火效果最为显著。
3.9 胶体防灭火技术[3]
目前常规的灌浆、均压、阻化剂、氮气防灭火技术在抑制煤层自燃火灾中起到了很大作用,但也存在一些局限性。针对煤层自燃特点,近几年由西安科技大学研制的耐温高水胶体防灭火技术集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于一体,较好地解决了灌浆、注水的水泄漏流失问题,已成功地扑灭了几十起煤层自燃火灾。
3.9.1 胶体防灭火机理
新型复合胶体防灭火技术是由特种添加剂与水按一定比例混合而成,添加剂的浓度一般为1:5。新型复合胶体防灭火技术是利用定量添加设备,将添加剂按一定比例加入水中,使水(或泥浆)稠化,然后用泵(或灌浆系统)压注到松散煤体中。在泵压和自重作用下稠化液体渗入到煤体裂隙和微小孔隙中,先对注入口附近火源表面降温,并形成胶体阻断氧扩散,阻止煤体继续氧化放热,进而降低煤体内部温度,熄灭火势,随后胶体逐渐向周围放射扩散,慢慢扩大火势熄灭圈使煤体温度降低,从而达到防灭火的效果。
3.9.2 胶体的防灭火性能
(1)新型复合胶体添加剂浓度比较低,小于5“。添加剂的浓度为3”时,与传统的胶体灭火材料(如凝胶)浓度为10%时的性能相当。在灭火中采用该材料使固体灭火材料在井下的运输量可减少30 倍以上,这对降低工人劳动强度,提高灭火效果非常有利。由于它的用量少,胶体成本比传统的胶体灭火材料有所降低。
(2)对水质依赖性小,耐酸碱。在pH>4 的水中都可形成较好的胶体,一般的盐对胶体性能的影响不大。
(3)溶解速度可调。根据工艺需要调节材料的溶解速度,可以满足不同的工艺要求。材料的溶解速度可通过改变粒度、添加剂等手段来调节,可根据需要制成系列产品。
(4)新型复合胶体耐火性能好。将其放入打铁炉中,用鼓风机鼓风,火势很旺,只见胶体透明显红光,仅有少量的水蒸汽产生,胶体不消失,对周围的红炭仍起灭火作用。
(5)具有一定的强度及渗透性、蠕变性、粘弹性。新型复合胶体能够渗透到煤层的裂隙中,堵住漏风;在煤层间隙受力发生蠕变时胶体不会破裂;由于胶体有粘弹性,它能紧密充填于煤层间隙,即使破碎煤层也不会产生漏风裂隙。
(6)具有一定的触变性且受热粘度降低。由于它有触变性,在用泵进行压注时,其粘度较低,输送阻力不大,而进入煤层静止后,其粘度增大,可滞留在煤层中,吸热堵漏;由于材料受热粘度降低,使其在煤层中向高温点的流动变得容易,而从高温点向外流相对较困难,这对灭火有利。
(7)具有良好的吸热性,且灭火时不会产生大量水蒸汽。胶体材料中99%以上是被束缚的水,所以它有很大的热容,可吸收大量热,使煤温下降。
(8)有效期长。新型复合胶体材料在常温下脱水很慢,不变质,可长期保留在煤层中,防止煤层自然发火或火区复燃。近年来,我国煤矿的防灭火技术与手段已有了较大的发展和提高。但还应看到,目前自燃发火形势依然严峻,仍需要继续不断地完善和提高防治技术水平,加强基础研究,研究和开发创新的技术手段,特别是把非线性科学的理论和方法引入矿山安全保障系统的研究与应用中,以便能够改变自燃火灾的不利形势。与之同时,还要加大矿井灭火资金的投入和严格的措施管理。这样才能使矿井防灭火技术和管理再上一个新台阶。
四、结 论
综上所述,应用火灾自动报警装置,通过处理将信息提供给维护人员,这样可以将矿井火灾的隐患消灭在萌芽状态。积极开展对矿井火灾发生、发展机理和规律研究,不断研究开发矿用火灾报警设备、灭火设备和逃生设备;使矿井火灾在预防、监测和扑救三方面,实现立体化的防治措施。上述几种研发应用成功的井下灭火方法收到了很好的效果,结合各矿井不同的地质水文条件,因地制宜,这样我国煤矿的火灾防治工作一定会走在世界的先进水平。
[参 考 文 献]
[1]王省身,张国枢,《中国煤矿火灾防治技术的现状与发展》。中国矿业大学出版社。[2]韦道景,《液氮技术应用于矿井防灭火》。
[3]邓军,徐精彩,王洪权,王春跃,文虎。《新型复合胶体防灭火技术及应用》。[4]鲜学福,王宏图,姜德义,刘保县。《我国煤矿矿井防灭火技术研究综述》。[5]矿井通风,黄元平主编,中国矿业大学出版社。
[6]采矿工程设计手册,张荣立,何国伟,李铎主编。煤炭工业出版社。[7]矿井灾害防治理论与技术,王省身主编。中国矿业大学出版社。[8]煤矿安全规程,国家煤矿安全监察局。