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煤矿注氮灭火技术优缺点 矿用移动式灭火注浆装置

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注浆液能耐多高温度 露天煤矿注浆防灭火技术

露天煤矿采煤面的煤炭,由于长期 *** 在空气中,在阳光暴晒和空气风化的作用下,煤质中的水分和瓦斯气体会消失殆尽,并变得支离破碎,质地疏松。这就会极其有利于空气进入煤质内部的空隙中,使煤炭吸附上氧气,发生煤氧复合作用,这种作用既有物理效应,也有化学效应,尤其是化学效应,煤质发生氧化以后会释放出大量的热量,并逐渐在煤层以下积累,不断积累的热量又会加剧煤氧复合作用,形成恶性循环,激发温度不断上升。一旦达到煤的燃点,则煤质就会发生自燃。

煤矿注氮灭火技术优缺点 矿用移动式灭火注浆装置

注浆灭火是一种应用较为广泛的技术。其主要是利用由凝胶、并添加适当比例的粉煤灰、黄土等制成浆液,并将该浆液由注浆管道直接输送至采煤区。通过注浆,一是能够填实煤层间裂隙,避免混入可燃气体,二是受热后能够释放水份,降低温度从而可以有效降低自燃发生概率。整个注浆系统由液池I、液池Ⅱ、比例泵以及注浆管道构成,液池配好浆液后经比例泵按照需要进行适当混配。其中关键设备比例泵为抚顺分院露天所独立研发制造,由单螺杆式浓浆泵和计量式比例混合器两个相对独立的部分构成,并能通过控制工作压力和流量,对混合比例进行精确控制,从而实现自动化调配混合比例注浆时,先要在火区周围进行打孔,并观察孔周围是否有大的裂隙,如果有则要适度增加浆液浓度,调配较短的凝固时间,以便取得良好封堵效果。具体钻孔参数应选多少,则根据不同煤质而区别对待,可先通过浆液渗透实验,确定浆液在该煤质中的渗透半径,一般而言,网孔参数选煤体渗透半径的50%~70%即可。

注浆材料一般选用黄土,配合徐州吉安研发的MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料与黄泥浆或粉煤灰浆复配使用,可以显著提高浆体浓度,减少管路堵塞几率,提高灌浆效率和灌浆质量,属灌浆增强型防灭火材料。

MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料显著提升了黄泥灌浆的防灭火效果,与黄泥灌浆系统配合使用,综合效能数倍于单纯黄泥灌浆:

1)固液比高,固液质量比更高可达1.5,是单纯黄泥浆固液比的7倍,显著提高注浆效率;

2)保水量大,黄泥浆沉积物固水率超过50%,相比单纯黄泥浆具备更好的降温性能;

3)固水性好,将易流动的常态水螯合成水凝胶,并与黄土吸附在一起,显示出良好的固水特性,在采空区可以长久保水,显著延长浆体有效期。

4)热稳定性好,水凝胶和黄土形成的沉积物可以耐受1000℃以上的高温不坍塌,不融化。

5)充填堵漏效果好:水凝胶和黄土形成的沉积物固含量高,粘结性好,相比单纯黄泥浆具备更好的充填性能。

6)安全性高:与水混合反应过程不产生热量,游离水被水凝胶纤维固结并与黄土吸附在一起,遇到高温明火时不会出现急剧汽化的现象,可以杜绝水煤气爆炸的危险。

7)产品无毒、无腐蚀性、安全环保。

煤矿注氮灭火和注浆灭火示意图 矿用移动式灭火注浆装置