煤矿火灾容易引起瓦斯、粉尘爆炸等事故,危害极大,因此火灾防治是煤矿安全生产的重点。煤矿火灾的主要起因是煤层自燃,而且由于煤矿开采中采用的综采放顶煤开采及瓦斯抽放等技术,导致采空区漏风,或遗留残煤多,容易导致煤层自燃。目前的煤矿防火的主要手段采用防灭火材料,安全性高,而且效果显著。
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防灭火材料有胶体材料、泥浆、泡沫以及阻化剂等,其防灭火的机理是:利用定量添加设备,将材料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,在泵压和重作用下稠化液体渗入到煤体裂隙和微小孔隙中后吸热,使煤体温度降低,堵塞松散煤体的孔隙、裂隙,使氧分子无法渗透到煤体内部,降低煤氧接触几率,使煤体自身的氧化放热性能降低,自燃性下降;或者是覆盖在已经燃烧的煤层的表面,达到隔绝氧气、降温、吸热、阻燃的作用。其中胶体材料主要包括水泥粉煤灰凝胶材料和高分子凝胶材料,其中水泥粉煤灰凝胶材料使用时间比较早,且价格低廉、无毒、渗透性好,直沿用至今,其缺点是使用量大,凝胶时间长,不能向高处堆积,而且流动性差,容易堵塞管道,另外形成凝胶层后容易开裂;高分子凝胶材料流动性好、防灭火效果好,凝胶层的强度高,但是其成本相对高一点。
徐州吉安研发的复合胶体(MAG-Ⅱ)防灭火材料与水按一定比例混合,数秒内即可形成粘度适中的防灭火凝胶体,所形成的凝胶体初期阶段具有良好的流动性和覆盖性,能在有限的空间内扩散堆积,凝胶体的粘度随着时间增加而逐渐增大,进而表现出良好的粘附性和挂壁性,能够在浮煤表面及裂隙之间形成一层致密、高含水的凝胶保护层,具有优越的吸热降温、隔氧冷却功能,起到显著的防灭火治理效果。