矿井漏风是指矿井下新鲜风流未经利用,直接渗入回风道或排出地表的现象。矿井漏风的原因主要是:因为井下通风设施不严密,如设计施工不良或长期失修等原因造成漏风,另外由于采空区未及时封闭,冒落后又未被压实,巷道被压坏,地表塌陷区与井下连通等原因。
按照煤氧化复合理论,煤炭自燃必要且充分条件如下。
(1)煤炭本身具有自燃倾向性。
(2)有连续的供氧条件。
(3)有积聚氧化热的储存环境。
(4)上述3个条件共存时间大于其最小自然发火期。
从煤炭自燃的4个条件可知,连续供氧的条件是引起煤炭自燃的主要方面,它是使煤不断氧化从而使其湿度递增的主要因素。因为煤的自燃倾向性是固有的、不易改变的条件。氧化发热与积热虽与漏风有关,但积热与否的条件是开采过程中形成的,所以煤炭自燃与矿井通风及漏风必然有密切的联系。
矿井通风对煤炭自燃的主要表现在采空区、煤柱和煤壁裂隙的漏风。漏风就是向这些地点供氧,促进煤的氧化自热。煤炭自燃与漏风的关系:空气流过采空区后,虽然促进了浮煤的氧化,但只有当漏风风速适中才能使浮煤由自热向自燃方向转化。风速过高或过低将会使氧化热不易积聚或不能供给足够的氧气而使积热现象中断。但可以肯定,当风速由较大过渡到足够小或由足够小过渡到较大时,其间必然有易燃风速区的存在。把漏风量控制在易燃位之外,把漏风时间控制在煤层自然发火期以内,是从通风角度预防自然发火的宗旨。人为地加大漏风来防火是有条件的,只有当有自燃的物质存在而又必须通风的地区才能使用。减少漏风是预防自然发火常用而有效的方法。
徐州吉安研发的塑性封堵材料,适用于井下破碎煤岩体、密闭墙漏风裂隙的封堵。塑性封堵材料由A料、B料和骨料三种成分组成,其中A料为高分子聚合物,B料为引发剂,骨料为增效剂。骨料在A、B料中按相同的比例添加,A料和B料混合后,A料中的高分子聚合物质在B料的作用下,分子内产生静电排斥和水合作用,大分子结构由卷曲状态逐渐伸展,周围大量水分子被吸附,自由水减少,粘度升高,最终形成空间网状结构。骨料掺入后,被空间网状结构中的聚合物紧紧吸附并包裹,最终形成更紧密的空间网状结构。空间网状结构达到一定的大小后,分子内的斥力和引力达到一定的平衡,空间网状结构不再进一步增大,此时材料形成的粘度既能保证对裂隙的有效封堵又能保证塑性流动,有效扩散,且材料不易分解变化,能保持持久的封堵效果。
通过堵塞通往矿井火区的漏风通道,减少向火区供氧,降低煤氧接触几率,降低煤氧复合速度,从而防治煤碳自燃火灾。
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