煤矿灭火用三相泡沫.pptVIP

防治煤炭自燃的三相泡沫新技术与应用 中国矿业大学 报告人：姚教授 报告提纲 概述 问题的提出 国内外防灭火技术现状 三相泡沫的组成及特性 三相泡沫的制备 三相泡沫的形成机理 发泡剂与发泡器的研制 2001~2005年，共发生死亡3人以上的火灾事故43起，死亡614人。 2005年，我国原煤年产量21.1 亿吨。据“十一五”规划，2010年，我国将建成神东、晋北、陕北等13个大型煤炭基地，而其中的很多矿区都不同程度地存在煤矿火灾问题，迫切需要高效、环保、经济防灭火的技术及材料。 为充分利用目前有效的常规防灭火技术与手段，又能克服目前注浆、惰气、惰气泡沫、阻化剂等防灭火技术的不足，中国矿业大学创新地提出了三相泡沫防灭火新技术，研制了产生三相泡沫的装备，开展了三相泡沫防灭火理论与应用研究。 （1）不同矿区粉煤灰（飞灰）的粒径分布 （2）黄泥、粉煤灰（炉渣）的粒径分布 3、气体特性 三相泡沫的形成机理 发泡剂的研制 发泡器的研制 三相泡沫的实验室试验 三相泡沫的现场制备 1、三相泡沫的形成机理 发泡剂使浆液表面的张力降低，改变固体颗粒的表面湿润性； 浆液与气体经过发泡器时利用浆体与氮气本身的动力对三相混合液做功，从而形成了大量三相介质泡沫群体。 * Qq：398651518 矿井火灾是煤矿的主要自然灾害之一。我国有煤炭自燃的矿井占矿井总数的56%，煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的90%。煤炭自燃常作为引发矿井瓦斯爆炸的火源，造成重大人员伤亡。 广泛采用的综采放顶煤，其开采和通风强度增加，采空区体积增大、浮煤增多，自然发火危险性增强，上千万元的综采设备常被封在火区中，造成巨大经济损失。 一、概述 1、问题的提出 我国新疆、宁夏、内蒙等省还存在大面积的煤田火灾，每年烧损煤量2000万吨，破坏开采煤量2亿吨，经济损失超过200亿元。 全国现有5000座左右的大小矸石山，共累计堆积煤矸石约45亿吨，约有1700座矸石山正在发生燃烧。 一、概述 1、问题的提出 一、概述 1、问题的提出 ●灌浆（黄泥、粉煤灰） ●注惰性气体（N2、CO2） ● 喷阻化剂 ●注凝胶、胶体泥浆 ●泡沫树脂 2、当前主要的防灭火技术 一、概述 3、问题的提出 一、概述 二、三相泡沫组成及特性 氮气 粉煤灰 （黄泥） 水 三相泡沫 大屯煤电公司姚桥煤矿 粉煤灰粒径分布 枣庄矿业集团柴里煤矿 粉煤灰粒径分布 徐州铜山热电厂粉煤灰 和炉渣的混合体粒径分布 徐州热电厂 粉煤灰粒径分布 1、固相物质 山东枣庄黄泥粒径分布 辽宁抚顺矿业集团老虎台 煤矿粉煤灰颗粒粒径分布 1、固相物质 1、固相物质 （2）粉煤灰与黄泥的组分 姚桥煤矿粉煤灰样品X衍射测试分析图 柴里矿黄泥样品X衍射测试分析图 固相成分中含石英、莫来石、长石以及非晶态物质，有部分磁铁矿、赤铁矿等，这些成分均为亲水性很强的物质，加入的发泡剂应使颗粒表面由亲水性变成疏水性，从而能使粉煤灰或黄泥能很容易地附着在泡沫上 粉煤灰的化学组成（%） 3.10 0 0.260 0.126 1.06 0.98 0.35 0.46 1.94 2.01 7.76 9.28 1.29 1.11 5.28 4.68 29.29 24.61 48.32 52.23 姚桥粉煤灰 柴里粉煤灰 SO3 P2O5 K2O Na2O MgO CaO TiO2 Fe2O3 Al2O3 SiO2 样品来源 要充分考虑到粉煤灰或黄泥中Ca2+离子的作用和影响 1、固相物质 （3）固体不燃物的化学组成 1.87% 0.95% 20.88% 59.8% CaO MgO Al2O3 SiO2 化学成分及其含量 大兴矿黄泥的化学组成（%） 大屯姚桥电厂粉煤灰电镜照片 不规则的海绵状玻璃颗粒 不规则的海绵状玻璃颗粒和片状碳粒子组成以及少量比重较小、能浮于水的漂珠 显微结构复杂，一般的发泡剂很难将它们悬浮，它们在水中的沉降速度很快，不利于形成三相泡沫 1、固相物质 （4）固体不燃物的结构特性 2、水的特性 发泡剂要能克服水中阳离子、各种盐类等大量杂质的影响 通过对许多矿区的自来水、井下水、井下循环废水等水质的分析可知：水中都含有大量阳离子或各种盐类等杂质 二、三相泡沫组成及特性 1281.5 23.2 25.4 溶解度（ml/L） 二氧化碳 氮气 空气 气体 气体压力 MPa 吸附量（m3/t） （1）气体的溶解特性 （2）气体的吸附特性 二、三相泡沫组成及特性 三、三相泡沫的制备 2、三相泡沫发泡剂的研制 产生部分三相泡沫 产生完全的三相泡沫 固-液-气三相分离