我国90%以上的煤层为自燃或易自燃煤层,煤炭自燃引起的矿井火灾占矿井火灾总数的85%至90%,其中采空区自燃火灾占煤矿内因火灾的60%以上。全国25个主要产煤省区的130余个大中型矿区,均不同程度地受到煤层自然发火的威胁。采空区遗煤自燃不仅烧毁大量宝贵的煤炭资源,更可能诱发瓦斯爆炸等次生灾害,造成群死群伤的重大安全事故。据统计,每年因采空区自燃导致的直接经济损失高达数十亿元,是煤矿安全生产的头号"隐形杀手"。
![]()
采空区遗煤自燃的机理极为复杂。煤层开采后,采空区遗留的碎煤在氧气的持续作用下发生低温氧化,释放出热量。如果漏风通道畅通、氧化热量不能及时散失,煤温会逐渐升高,加速氧化反应,最终达到燃点引发自燃。采空区"三带"(散热带、氧化升温带、窒息带)的动态变化使得火区位置难以精准判定,加之采空区空间大、漏风路径多、隐蔽性强,一旦发生自燃,火源往往深藏于垮落岩体之中,常规手段难以触及。更令人头疼的是,采空区自燃常与瓦斯、煤尘等灾害耦合叠加,治理过程稍有不慎就可能引发次生事故,对技术和经验的要求极高。
传统采空区自燃治理手段主要有注水、灌浆和注惰性气体等。注水法利用水的吸热降温原理灭火,但水在高温下迅速汽化,产生的大量水蒸气可能破坏原有的通风系统,且水会沿着裂隙快速流失,难以在火区停留足够长的时间。灌浆法通过黄泥浆等材料覆盖遗煤、隔绝氧气,但浆液流动性强,在采空区内容易沿低洼处流失,难以在目标区域形成有效覆盖,且灌浆量难以精准控制,过量灌浆可能压垮隔离煤柱。注氮等惰性气体法虽然能有效降低氧气浓度,但在漏风严重的采空区,惰性气体极易被风流带走,难以维持持续的惰化效果,且注氮成本较高。这些单一手段各有短板,治标不治本,"屡灭屡燃"成为困扰煤矿企业的顽疾。
江苏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。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.