煤炭长期暴露在空气中时,分子中的活性基团会与氧气发生反应并产生热量。热量不断积聚,引起煤体表面升温而引发自燃灾害。这造成巨大的资源损失、环境污染,甚至重大人员伤亡,煤自燃的有效防控是保证煤炭安全开采的关键。
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阻化剂通过抑制或阻断煤氧反应进程来实现煤自燃的抑制作用,根据阻化剂的抑制机理可将阻化剂分为化学阻化剂和物理阻化剂。物理阻化剂主要通过覆盖填充的方式阻断煤氧复合反应,存在作用时间短、破坏环境等问题。常用的物理阻化剂,如卤化物,具有腐蚀性,对井下设备和作业人员具有一定的危害。化学阻化剂通过调控煤中活性基团阻断链式反应,相比物理阻化剂具有更稳定的持久性。但是化学阻化剂多以强氧化剂为主,强氧化剂本身就具有一定的火灾危险性,且一些氧化剂具有腐蚀性和刺激性,在使用过程中,存在不安全性,同时化学阻化剂成本也高,用量较大,对于大面积的采空区火灾应用难度较大。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火新技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体,特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面,水浆生成泡沫之后,缓慢形成凝胶,能把大量的水固结在凝胶体内,避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点,大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率;另一方面,形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖,且能固结90%以上水分并形成凝胶层,防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气,灭火时能长久地吸热降温,防止火区复燃。
参考文献:
[1]水浩.防治采空区煤自燃的天然多糖水凝胶的制备与特性研究[D].安徽理工大学,2025.
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