三相泡沫技術(shù)在陳家山礦422綜放面采空區(qū)防治煤炭自燃應(yīng)用

《三相泡沫技術(shù)在陳家山礦422綜放面采空區(qū)防治煤炭自燃應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、三相泡沫技術(shù)在陳家山礦422綜放面采空區(qū)防治煤炭自燃應(yīng)用　　【摘要】礦井煤炭自燃是我國(guó)煤礦的主要發(fā)火災(zāi)害之一，為防治煤炭自燃，國(guó)內(nèi)外廣泛采用灌漿、注凝膠、注惰性氣體等防滅火技術(shù)。這些技術(shù)對(duì)保證礦井安全生產(chǎn)起了一定的重要作用，但還存在一些缺點(diǎn)。綜合固、液、氣的滅火性能，三相泡沫防治煤炭自燃的新技術(shù)是目前煤礦井下防滅火自燃的有效方法，也是陳家山煤礦目前成功進(jìn)行的一項(xiàng)防滅火技術(shù)，值得推廣應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】煤炭自燃三相泡沫防滅火陳家山煤礦開(kāi)采的422工作面是傾斜綜放工作面，該采面位于四采區(qū)下山延伸之左翼，地質(zhì)構(gòu)造以褶皺構(gòu)造為主，煤層屬

2、于易自燃煤層，自然發(fā)火期為3-6個(gè)月，最短為24天。由于礦井煤炭自然發(fā)火期短，地壓大，且回采方法為大傾角俯采，給防治煤炭自燃帶來(lái)極大的困難。422工作面煤層中瓦斯含量較高，在回采過(guò)程中工作面回風(fēng)隅角易造成瓦斯積聚。瓦斯和煤炭自燃兩大隱患的同時(shí)存在，給煤礦安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。1該工作面煤炭自燃治理難點(diǎn)5（1）采用綜采放頂煤技術(shù)，冒落高度大、采空區(qū)遺留浮煤多，漏風(fēng)嚴(yán)重，為煤炭氧化提供了充足的反應(yīng)物，采空區(qū)煤炭自燃危險(xiǎn)性增大。（2）采空區(qū)浮煤自燃供氧條件好，工作面在俯采期間由于其回采方向是由高向低推采，采空區(qū)位于工作面上部。回采過(guò)程

3、中，進(jìn)入采空區(qū)的漏風(fēng)風(fēng)流在進(jìn)風(fēng)順槽風(fēng)流速壓、礦井負(fù)壓和空氣的自身升騰力作用下，空氣進(jìn)入采空區(qū)的深度較一般水平工作面或仰采面要大，且俯采工作面的采空區(qū)不宜積水，加之頂板出現(xiàn)大量淋水，采空區(qū)向外大量脫水，致使采空區(qū)無(wú)法實(shí)施灌漿滅火，空氣干燥，使采空區(qū)內(nèi)的浮煤容易進(jìn)行氧化反應(yīng)。（3）采空區(qū)浮煤自燃積聚熱量條件好，俯采工作面采空區(qū)內(nèi)的浮煤在氧化過(guò)程中生成的熱量在其熱膨脹和上升力的作用下，易于積存在采空區(qū)，為煤炭自燃創(chuàng)造了條件。（4）采空區(qū)灌漿措施不易實(shí)施，在進(jìn)行采空區(qū)灌漿時(shí)，其灌漿量一旦大于采空區(qū)承受能力，就會(huì)發(fā)生泥漿水淹面事故。即

4、使進(jìn)行采空區(qū)灌漿，其泥漿也是只覆蓋采空區(qū)底板小范圍的丟煤，采空區(qū)大量的頂板落煤得不到泥漿覆蓋。（5）該工作面煤層瓦斯涌出量大，瓦斯容易在工作面后落山和回風(fēng)上隅角積聚，采用調(diào)風(fēng)和埋管抽放的措施來(lái)抑制采空區(qū)煤炭自燃的風(fēng)險(xiǎn)較大。2三相泡沫防滅火新技術(shù)5該礦所應(yīng)用的含N2的三相泡沫兼有一般注漿方法防滅火的優(yōu)點(diǎn)。泥漿通過(guò)引入N2發(fā)泡后形成三相泡沫，體積大幅快速增加，被注入后能充填整個(gè)采空區(qū)，因?yàn)槿嗯菽泻芎玫陌l(fā)泡性（在氮?dú)獬渥?、水漿比適宜的條件下、發(fā)泡倍數(shù)可達(dá)到25-30倍）、堆積性，所以能在采空區(qū)中上部及高處堆積，對(duì)低、高處的浮煤

5、都能覆蓋；三相泡沫能將黃泥漿水均勻的分散，有較好的掛壁性，有效地避免漿體的流失，保護(hù)井下環(huán)境，對(duì)于傾斜煤層開(kāi)采更為有效；注入在采空區(qū)的N2被封裝在泡沫之中，能較長(zhǎng)時(shí)間滯留在采空區(qū)中，充分發(fā)揮氮?dú)獾闹舷⒎罍缁鸸δ?；三相泡沫中含有黃泥等固態(tài)物質(zhì)，這些固態(tài)物質(zhì)是三相泡沫面膜的一部分，可較長(zhǎng)時(shí)間保持泡沫的穩(wěn)定性，即使泡沫破碎了，具有一定粘度的黃泥漿仍然可較均勻地覆蓋在浮煤上，可持久有效地阻礙煤對(duì)O2的吸附，防止煤的氧化，從而防治煤炭自燃發(fā)火。此外，三相泡沫是一種工藝操作簡(jiǎn)便、安全環(huán)保、價(jià)格低廉的防滅火材料。2.1灌注三相泡沫的工藝流

6、程鑒于三相泡沫防滅火新技術(shù)的優(yōu)良特點(diǎn)，針對(duì)該工作面復(fù)雜的地質(zhì)條件和煤炭自燃災(zāi)害的特點(diǎn)，該礦在地面建設(shè)有制氮機(jī)房，利用中國(guó)礦大提出用氮?dú)獾娜嗯菽罍缁鹦录夹g(shù)來(lái)防治該工作面的煤炭自燃災(zāi)害。2.2工藝的實(shí)施5由于422工作面是大傾角俯采，在422灌漿巷往采空區(qū)打鉆孔灌注三相泡沫的方法，開(kāi)始灌注的時(shí)候，由于工作面的傾斜，三相泡沫容易從回風(fēng)順槽的后三角點(diǎn)噴涌而出。因此我們采用上斜大傾角鉆孔（終孔距采面10米以上的高度），每月注4-5次，每次注7小時(shí)，采空區(qū)和回風(fēng)巷道的氣體成分采用氣囊取樣、氣相色譜分析法進(jìn)行分析。各種氣體指數(shù)達(dá)到規(guī)程

7、規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。3應(yīng)用效果分析三相泡沫能將黃泥漿液均勻的分散開(kāi)，很好的留在采空區(qū)，大面積覆蓋在浮煤的表面，能有效的防止采空區(qū)煤炭自燃。從綜放面支架后面采空區(qū)各個(gè)地方的煤體裂隙中看到三相泡沫擴(kuò)散出來(lái)，說(shuō)明三相泡沫已經(jīng)均勻充滿整個(gè)采空區(qū)，并進(jìn)入煤體的裂隙和漏風(fēng)通道，有效地包裹整個(gè)采空區(qū)低、高處的浮煤，封堵采空區(qū)的煤體裂隙，對(duì)采空區(qū)內(nèi)存在的高溫點(diǎn)進(jìn)行有效的控制和覆蓋，經(jīng)過(guò)連續(xù)灌注三相泡沫，從回風(fēng)巷和鉆孔取樣的氣體分析可看出，各種氣體含量均處于平穩(wěn)及下降趨勢(shì)，因此三相泡沫快速有效地防治了陳家山煤礦422綜放工作面采空區(qū)的煤炭自燃。4結(jié)語(yǔ)三

8、相泡沫防滅火新技術(shù)在大傾角俯采綜放工作面或無(wú)法實(shí)施灌漿滅火的工作面進(jìn)行防治煤炭自燃的應(yīng)用情況，通過(guò)上述論述可得如下結(jié)論：5（1）三相泡沫作為一種新型的防滅火材料，適合于綜放工作面采空區(qū)煤炭自燃的預(yù)防。三相泡沫在采空區(qū)大范圍的覆蓋和堆積，對(duì)低、高處浮煤能起到很好的防治效果，靠固體不燃物包裹煤