受复杂赋存条件和开采技术限制,矿井灾害事故严重制约了煤炭资源的开发利用。近年来随着煤炭综采技术的广泛应用,使采空区遗煤增多、漏风量增加,为煤炭缓慢氧化和蓄热自燃提供了良好的条件,导致矿井火灾频繁发生。数据显示,我国易自燃煤层占总煤层面积的90%以上,85%以上的煤矿火灾由采空区遗煤自燃引起。矿井火灾不仅造成大量的煤炭资源浪费,还可能引发爆炸及有毒有害气体泄漏等次生灾害,严重威胁井下人员的生命健康安全。
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当前,惰性气体、阻化剂、浆液和凝胶等材料常被应用于防治煤自燃,通常根据煤矿实际需求选择多种措施进行综合治理。其中注浆技术因其操作便捷性和经济性优势得到广泛应用,但在注入浆液过程中,在采空区中易发生不稳定流动,出现治理盲区;惰性气体具有优异的流动性,可以通过降低氧气浓度进行灭火,但是在采空区内会迅速逸散导致防治时效性变差:传统的物理阻化剂具有腐蚀性,会损坏井下设备,威胁作业人员生命健康安全,而化学阻化剂则受限于成本较高,无法大范围使用。
徐州吉安科技研发的普瑞特矿用防灭火专用液(JTF-I)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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