矿井灾害防治技术(第二章_火灾)讲义.ppt

（三）凝胶配方存在的问题和改进 1. 配方存在的问题 凝胶防灭火技术已在我国煤矿得到广泛应用，但在实践中也暴露出诸多问题：（1）胶形成过程中释放出氨气，污染井下空气，危害工人健康；（2）胶的强度较低，而且呈刚性，一旦被破坏就不能恢复，因此在压注完成后，遇矿压会压裂，影响堵漏风效果；（3）凝胶成本一般都在60元／m3 以上，高于黄泥灌浆、水砂充填等的成本，不适合大面积充填防灭火使用。 2. 改进型配方 针对传统凝胶存在的诸如胶形成过程中释放出氨气、胶的强度较低且呈刚性、凝胶成本较高等问题，近年来改进型配方主要有以下几种： 三、阻化剂防灭火 （一）阻化防灭火机理 阻化剂只有与水混合成一定浓度的水溶液后才能抑制和起到防火作用，其防灭火机理为：① 增加煤在低温时的化学惰性，使煤炭和氧的亲合力降低；② 形成液膜包围煤块和煤的表面裂隙面；③ 充填煤柱内部裂隙；④ 增加煤体的蓄水能力；⑤ 水分蒸发吸热降温。 阻化剂防灭火实质是降低煤在低温时的氧化速度，延长煤的自然发火期。 1）无氨味凝胶配方 2）分子结构型膨胀凝胶 3）粉煤灰胶体 注液量的大小与注液控制范围煤量成正比,其计算公式如下： T=KDV （2-4-4） 式中 T ― 日注液量，t ; K ― 吨煤用液量，t/t ; D ― 实体煤容重，t/m3 ; V ― 注液控制煤体体积，m3 ; （三）阻化剂材料和浓度选择 1.阻化材料选择。 2.药液浓度。 （四）阻化防火工艺 1. 压注阻化剂 2. 汽雾阻化(图2-4-8) 图2-4-8 采空区喷送雾状阻化剂系统 1—阻化剂溶液箱；2—输液泵；3—自动过滤； 4—高压软管；5—支架；6—漏风方向； 7—雾化发生器 喷雾量的大小与采空区丢煤量成正比。其计算公式如下： T=KADLHS / R （2-4-5） 式中 T ― 日喷雾量，t ; R ― 雾化率，% ; K ― 吨煤用液量，t / t ; D ― 实体煤容重，t / m3 ; L ― 工作面长度，m ; H ― 工作面采高，m ; S ― 日进尺，m ; A ― 丢煤率，％。 3. 喷洒阻化剂 工艺系统如图2-4-9所示。 图2-4-9 喷洒阻化剂工艺系统 l-供水管；2-永久溶液池；3-水泵；4-压力表； 5-铁管 ；6-阀门；7-胶管；8-喷枪；9-流量计 四、惰气防灭火 惰气系指不可燃气体或窒息性气体，主要包括氮气、二氧化碳以及燃料燃烧生成的烟气等。惰气防灭火原理：惰气防灭火就是将惰气注入已封闭的或有自燃危险的区域，降低其氧的浓度，从而使火区因氧含量不足而熄灭。 （一）氮气防灭火技术 1. 氮气防灭火机理与惰化指标 1）氮气防灭火机理 （l）采空区内注入大量高浓度的氮气后，氧气浓度相对减小，氮气部分地替代氧气而进入到煤体裂隙表面； （2）采空区注入氮气后，提高了气体静压，降低了漏入采空区的风量，减少了空气与煤炭直接接触的机会； （3）氮气在流经煤体时，吸收了煤氧化产生的热量，可以减缓煤升温的速度和降低周围介质的温度； （4）采空区内的可燃、可爆性气体与氮气混合后，随着惰性气体浓度的增加，爆炸范围逐渐缩小（即下限升高、上限下降）。 3. 注氮防灭火工艺 注氮方式从空间上分为开放式注氮和封闭式注氮；从时间上分为连续性注氮和间断性注氮。 1）开放式注氮 当自然发火危险主要来自回采工作面的后部采空区时，应该采取向本工作面后部采空区注入氮气的防火方法。具体方式有2种： （1）埋管注氮 2 ）注氮防灭火惰化指标 （1）采空区惰化氧浓度指标不大于煤自燃临界氧浓度，一般氧含量应小于7%～10%； （2）惰化灭火氧浓度指标不大于3%； （3）惰化抑制瓦斯爆炸氧浓度指标小于12 %。 （2）拖管注氮。 无论是埋管注氮还是拖管注氮，注氮管的埋设及氮气释放口的设置应符合如下要求： A.对采用U 型通风方式的采煤工作面，应将注氮管铺设在进风顺槽中，注氮释放口设在采空区中，如图2-4-10所示。 图2-4-10 注氮管埋设及释放口位置 B.氮气释