CN108843373A - 超微细阻化剂水雾防治采空区自然发火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采空区自然发火防治新方法，其特征在于，先确定采空区易自燃区域，考虑到采空区氧化带区域内煤岩体受矿上压力影响较散热带大，煤岩体进一步受压破碎，使得该区域空隙率减小，漏风通道减少，煤体氧化产生的热量容易蓄积，该区域内供氧条件相对窒息带来说比较充分，使得煤岩体以充分氧化形成高温点自燃。然后建立采空区超细阻化剂水雾喷雾***，包括移动泵站，储液箱，液压支架，喷嘴，管路等。本发明对于采空区遗煤表面形成保水膜，阻化剂进入煤裂隙，达到降温隔氧的效果，最终实现防止采空区自然发火的目的。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全生产领域，特别是涉及采空区遗煤自然发火防治。
背景技术
据统计，我国矿井自然发火占总发火次数94%，其中采空区自燃占内因火灾的60%，对于井下内因火灾的防治工作应重点放在采空区火灾防治中。由煤炭自燃引起的矿井火灾一旦发生，在井下受限空间内，火势迅速发展，变化复杂，火区波及范围较广，大面积煤炭燃烧造成严重资源浪费。又由于火源位置较为隐蔽，人员难以靠近实施灭火，只得采取封闭火区的措施，使得大量的采煤设备遗留进火区内，造成***损失。对于瓦斯矿井，煤自燃甚至引发瓦斯、煤尘***，使灾害的程度和范围相应扩大，酿成更大灾害。煤矿火灾的发生，不仅直接威胁到煤矿安全高效生产，危害职工生命安全，也对煤炭工业的科学发展与社会的和谐稳定造成不可估量的影响。目前存在的采空区火灾治理技术大多难以在防治效果和经济效益两方面同时取得较好的效果。
阻止煤的氧化过程和防止热量集聚是防治煤自燃的重要原则。目前煤矿采用的防火技术主要有注浆防火、均压通风防火技术、凝胶防火技术、堵漏风防火技术、阻化剂防火技术、惰性气体防火等。最近几年，凝胶、泡沫树脂等防火技术得到了广泛的应用，虽然这些技术起到了一定作用，但是都会存在一些问题。
超微细水雾防火***具有用水量少、持续降低火灾损失和水头损失、减少火灾区域热量的传播、有效扑救火灾的优点，细水雾防灭火由于雾滴粒径较小，相对表面积能达到一般水滴的1700~5800倍，汽化过程中能吸收更多能量，能达到较好的冷却效果；汽化后，体积发生急剧膨胀，降低了氧气的体积分数，并形成一道阻止新鲜空气的屏障；细水雾遇冷冷凝附着在煤的表面时，吸收了空气中的水分，在煤的表面形成含水的液膜，从而阻止煤和氧的接触。在超细水雾中再加入能够起到化学抑制作用的添加剂，形成含添加剂的超细水雾，既有利于节约用水量，又不会引发水灾，起到了很好的防、灭火作用。
发明内容
本发明的目的是避免采空区氧化带内遗煤自燃，提供了一种采空区防止自然发火的方法。
本发明的技术方案如下：一种采空区防火方法，采用的防火措施为超微细阻化剂水雾喷雾装置，其特征在于：包括移动泵站，储液箱，液压支架，喷嘴，管路，过滤器，雾化装置等。
所述支架布置在进风巷工作面端头；移动泵站、储液箱、过滤器等设置在回风巷。
喷嘴有多个，均安装在支架上，每个喷嘴通过管路与供水单位相连。
所述液压支架有多个，安装所述喷嘴。
上述喷嘴之间的距离为1m。
本发明的优势在于：无论从煤矿自身生产安全、经济收益等各个方面，超微细水雾-阻化剂防火技术具有防灭火效率高、成本低、无毒无害、无污染环境等特点，通过全淹没式来实现的，其具有良好的流动性和扩散性，可以通过障碍物进入微小的空间，实现完全的防灭火，而不会有死角。
同时起到了降尘作用，为促进煤矿采空区安全生产起到重要的作用，降低煤矿存在的风险，为煤矿工人提供了安全的工作环境。
附图说明
图1为采空区示意图。
图2为本发明结构示意图。
附图标记。
1、储液箱，2、高压泵，3、过滤器，4、上隅角，5、液压支架，6、喷嘴，7、下隅角，8、管路，9、进风巷，10、回风巷。
具体实施方式
工作面概况,某矿已开采煤层有9、12、16、18、20层，现开采煤层为12层、16层，上述煤层中9层和16层为II类（自燃）煤层，12、18、20为Ⅰ类（容易自燃）煤层，所有煤层均具有***性。地面目前有1个静压水池，总容量为200m3。已对水池采取防冻（水池建设时四周装有保温板）和防护措施。防尘主管路为六寸无缝钢管，共计2480米，支干管路为二寸无缝钢管，共计18280米。供水主管路由副井井筒—155水平—南一区回风斜井—井底负440北翼回风大巷，在回风斜井内各个石门（负260石门、负300车场、负370石门、负450石门）处引出2寸分支管路；由各石门至各生产工作面排列分支管路。所有采掘工作面、避灾路线、避灾硐室、主要机电硐室、带式输送机巷、主要运输巷均已铺设防尘管路。皮带巷防尘管路每隔50米，轨道巷每100米按要求安设三通阀门。
如图2所示，本发明提供了一种采空区氧化带防火方法，超微细水雾***启动后，水雾随着进风流进采空区，降低采空区温度，水雾冷凝覆盖在煤体表面，形成液膜包裹住煤体，从而达到降温隔氧的目的，阻止煤自燃。
液压支架设置在工作面端头，将喷嘴固定在支架上，通过管路与水源连接，阻化剂采用溶于水且微小粒径的气溶胶，无毒无害，减少了对工作面工作人员的身体危害。
喷嘴的水压和流量可以根据实际情况进行调节，向采空区进行喷洒，水雾迅速在受限空间弥散，压缩了氧气的生存空间，从而使得氧气的体积分数与未施加超微细水雾相比下降更快，起到稀释氧气的作用，达到阻燃效果。
水雾附着在煤体上，会在其表面形成阻化液膜，增加了煤体的外在水分，抑制煤的氧化，当水雾遇火源能快速汽化吸热成为水蒸气，形成汽幕，会笼罩住煤体，起到隔绝氧气防火作用。
向采空区喷洒超微细阻化剂水雾，其具有良好的流动性和扩散性，可以通过障碍物进入微小的空间，实现完全的防火，而不会有死角，同时起到了降尘作用，为促进煤矿采空区安全生产起到重要的作用，降低煤矿存在的风险，为煤矿工人提供了安全的工作环境。
工作机理,水雾稀释氧气防火机理，一方面由于雾滴粒径很小，比表面积大，蒸发吸热量也大，空间分布密集、浮动时间长，在采空区内起到稀释氧气作用，另一方面水雾迅速在受限空间弥散，压缩了氧气的生存空间，从而使得氧气的体积分数与未施加超细水雾相比下降更快。
水膜隔氧防火机理，水雾附着在煤体上，会在其表面形成阻化液膜，增加了煤体的外在水分，抑制煤的氧化。当水雾遇火源能快速汽化吸热成为水蒸气，形成汽幕，会笼罩住煤体，起到隔绝氧气防火作用。
最后应说明的是，以上实施的方案仅用以对本发明的技术方案，并不是对其限制，尽管对该设施做了必要的说明，但具体操作情况要根据实际状况和相关领域的专业人员来实施，依然可以对前述的内容进行修改，或者对其中的部分技术特征进行同等替换，而这些修改和替换并不脱离本发明技术方案的实质范围。
Claims (7)
1.一种采空区防火方法，先确定工作面采空区易自燃区域，再采用防火措施，其特征在于：该区域内煤岩体受矿上压力影响较散热带大，煤岩体进一步受压破碎，使得该区域空隙率减小，漏风通道减少，煤体氧化产生的热量容易蓄积，该区域内供氧条件相对窒息带来说比较充分，使得煤岩体以充分氧化形成高温点，为易自燃区域，采用的防火措施为超细阻化剂水雾喷雾装置，其特征在于：包括移动泵站，储液箱，液压支架，喷嘴，管路等。
2.根据权利要求1所述的采空区防火方法，其特征在于：进风巷工作面下隅角附近布置支架。
3.根据据权利要求1所述的采空区防火方法，其特征在于：回风巷设置移动泵站，包括储液箱，高压泵，过滤器，压力表等。
4.根据权利要求1所述的采空区防火方法，其特征在于：工作面铺设专用高压胶管管路。
5.根据据权利要求2所述的采空区防火方法，其特征在于：液压支架有多个，在每个支架后部分别安设所述高压喷嘴，喷向采空区。
6.根据权利要求1所述的采空区防火方法，其特征在于：超微细水雾雾滴粒径在50μm以下。
7.根据权利要求1或2所述的采空区防火方法，其特征在于：可实现采空区氧化带内遗煤的全面喷洒，防止自燃。
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