黄泥灌浆防灭火技术

矿井火灾是煤矿的主要自然灾害之一,严重威胁着煤矿工人的人身安全以及给国家造成重大经济损失。煤炭自燃又是矿井火灾的主要形式,所谓的煤自燃是指在一定条件下,煤自身的物理化学变化-吸氧、氧化、发热、热量聚集最终导致着火而发生火灾。近几年来,随着采煤技术的日益提高,煤矿开采强度大,生产高度集中,尤其是综采放顶煤工艺的广泛推广应用,使煤矿生产效率大幅提高,但该方法冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重,使得矿井煤炭自燃发火频繁发生,已成为制约矿井安全生产与进一步发展的主要因素之一。

目前国内外采用的矿井防灭火技术主要有预防性灌浆、注惰性气体和注凝胶等,这些技术对保障煤矿安全生产起到了重要作用。其中,黄泥灌浆是防止采空区煤自燃发火最有成效、应用最广泛的一项措施。

单纯黄泥灌浆也具有一些不足:①如泥浆脱水不好,泥浆密闭不妥当,在井下其他水源与灌浆区相通等原因,会造成溃浆伤人事故;黄土的大量使用还会破坏良田,不符合我国可持续发展的战略;②在井下有自燃发火地点灌浆时因黄泥浆的流动性比较差,注浆管道常常被堵塞和爆裂现象;③在灌浆灭火时,易产生水蒸汽反而会使火势加大,甚至有水蒸汽爆炸的风险、使井下工作环境收到破坏,严重影响煤质。

徐州吉安研发的MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料与黄泥浆或粉煤灰浆复配使用,可以显著提高浆体浓度,减少管路堵塞几率,提高灌浆效率和灌浆质量,属灌浆增强型防灭火材料。

MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料显著提升了黄泥灌浆的防灭火效果,与黄泥灌浆系统配合使用,综合效能数倍于单纯黄泥灌浆:

(1)固液比高,固液质量比最高可达1.5,是单纯黄泥浆固液比的7倍,显著提高注浆效率;

(2)保水量大,黄泥浆沉积物固水率超过50%,相比单纯黄泥浆具备更好的降温性能;

(3)固水性好,将易流动的常态水螯合成水凝胶,并与黄土吸附在一起,显示出良好的固水特性,在采空区可以长久保水,显著延长浆体有效期。

(4)热稳定性好,水凝胶和黄土形成的沉积物可以耐受℃以上的高温不坍塌,不融化。

(5)充填堵漏效果好:水凝胶和黄土形成的沉积物固含量高,粘结性好,相比单纯黄泥浆具备更好的充填性能。

(6)安全性高:与水混合反应过程不产生热量,游离水被水凝胶纤维固结并与黄土吸附在一起,遇到高温明火时不会出现急剧汽化的现象,可以杜绝水煤气爆炸的危险。

(7)产品无毒、无腐蚀性、安全环保。




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