煤礦惰氣防滅火簡介
惰氣防滅火是指向擬處理區(qū)域注入惰性氣體,稀釋氧氣濃度,從而抑制煤氧化自燃的技術(shù)。惰性氣體抑制煤自燃機(jī)理概括為三步:①在煤自燃區(qū)域內(nèi)注入惰性氣體降低O2濃度,并形成惰性氣膜,隔絕O2與煤體表面的接觸;②氣膜內(nèi)的惰性氣體進(jìn)入煤體孔隙,置換附著的O2分子;③惰性氣體分子會(huì)吸收部分熱量,促使煤體溫度和氧化速率持續(xù)降低,從而達(dá)到阻止或減緩煤自燃的效果。

目前,我國煤礦開采深度和范圍不斷加深擴(kuò)大,煤巖體所處的賦存環(huán)境被概括為“高地應(yīng)力、高地溫、高滲透壓”,單純依靠注人惰性氣體的防滅火措施已經(jīng)無法滿足礦井安全生產(chǎn)需求。同時(shí),伴隨著使用液態(tài)N2液態(tài)CO2等防滅火技術(shù)的發(fā)展,液態(tài)惰氣在礦井火災(zāi)防治領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。相比氣態(tài)N2、CO2液態(tài)惰氣會(huì)吸收更多的熱量,能夠迅速降低火區(qū)溫度,避免火勢(shì)擴(kuò)散,同時(shí)有效避免了注人惰氣過程中混入O2而造成的不利影響。但液態(tài)N2與液態(tài)CO2在使用過程中存在一定的危險(xiǎn)性,尤其是液態(tài)CO2進(jìn)入采空區(qū)后迅速汽化,會(huì)使鄰近區(qū)域的O2,濃度急劇降低,這對(duì)防滅火工作的安全性提出了更高要求。
徐州吉安研發(fā)的普瑞特礦用防滅火專用液(JTF-I)集凝膠、黃泥灌漿、三相泡沫、氮?dú)夂妥杌瘎┑姆罍缁饍?yōu)點(diǎn)于一體,特別是繼承了泡沫的擴(kuò)散性能和凝膠良好的固水特性。一方面,水漿生成泡沫之后,緩慢形成凝膠,能把大量的水固結(jié)在凝膠體內(nèi),避免了漿液中大量水流失或者潰漿的缺點(diǎn),大幅度提高了漿水在采空區(qū)里的滯留率;另一方面,形成的凝膠能以泡沫為載體對(duì)采空區(qū)的高、中、低位火源或浮煤大范圍全方位的覆蓋,且能固結(jié)90%以上水分并形成凝膠層,防火時(shí)能持久保持煤體濕潤并隔絕氧氣,滅火時(shí)能長久地吸熱降溫,防止火區(qū)復(fù)燃。