随着煤矿开采的进行,一些采空区形成后,由于煤层埋藏浅,地表沙和黄土松散层薄,采空区地表塌陷区回填后封堵效果差,采空区与地面存在漏风路径造成综采工作面出现大面积低氧现象,严重影响综采工作面的安全推采;同时也会造成采空区个别区段出现高氧现象,极大威胁采空区防火安全。为有效降低采空区氧气含量,阻止上覆采空区气体下泄,保证综采工作面、回风隅角氧气浓度,隔绝采空区遗煤,防止采空区遗煤自燃,通常需要对井下采空区进行预防性操作。

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防止煤自燃的关键在于破坏起火的氧气、燃料和火源3个要素,空气会导致煤氧化从而形成燃烧源。注浆防灭火的关键在于破坏燃烧条件,避免氧与煤直接接触,吸收煤加热过程中氧化产生的热量,避免煤自燃事故。

用于阻隔采空区漏风通道的方法是在井下实现制浆和注浆,通过对采空区沿线漏风通道进行注浆,将泥浆充满密闭联巷后并向两侧采空区延伸,尽可能对延伸区域内遗煤进行全方面立体式覆盖,既达到了隔离或减少采空区遗煤与氧气接触,阻断了采空区与外界的漏风通道,降低了采空区内气体流动性,将采空区氧气浓度稳定在自燃临界浓度以下,从而破坏采空区煤炭自然起火,保证煤炭开采期间的安全生产。

徐州吉安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。