采空区防灭火措施及特点|工作面|氮气|注氮|灭火措施|自燃|采空区|阻化剂

井下防止采空区自然发火和灭火的主要措施包括注氮防灭火、阻化剂防灭火、均压防灭火等。这些措施的特点如下：

（1）注氮防灭火：采用氮气作为防灭火的介质，通过向采空区注入氮气，使氧气浓度降低，达到抑制煤炭自燃的目的。注氮防灭火措施可以应用在预防采空区发火和采空区发火后的灭火措施中，采用氮气防灭火要遵守以下几点要求。首先，要有稳定可靠的氮气源：注入的氮气浓度不小于97%：有能连续监测采空区的气体浓度的监测系统：制定防止氮气大量涌出采空区使工作面氧气含量下降的措施等。注氮防火的措施具有操作简便、适应性强、安全性高等优点，但需要配备专门的注氮设备，成本较高。

（2）阻化剂防灭火：使用阻化剂喷洒在煤炭表面，抑制煤炭的氧化反应，防止其自燃。煤矿井下常用的阻化剂包括氯化钙、氯化镁、氢氧化钙、氢氧化镁等。这些阻化剂可以有效地抑制煤炭的氧化反应，防止其自燃。不同效果的阻化剂具有不同的使用条件。例如，氯化钙和氯化镁等盐类阻化剂可以降低煤炭的活化能，使煤炭不易氧化自燃，但其阻化效果会受到环境湿度和温度的影响。氢氧化钙和氢氧化镁等碱性阻化剂可以与煤炭中的酸性物质反应，生成难溶性的盐类，从而阻止煤炭的氧化反应，但使用时需要考虑其对环境的影响。该措施具有操作简便、成本低等优点。使用阻化剂防灭火时，必须在防灭火设计中，对阻化剂的种类、数量和阻化效果做出明确，并制定防止阻化剂腐蚀金属设备的措施。阻化剂不能选用可能污染空气、危害人体健康的材料。

（3）煤矿均压防灭火是一种通过调整通风系统，降低采空区内的风压，以减少空气进入采空区的通道，减少氧气供应条件，从而抑制煤炭自燃的方法。具体来说，均压防灭火是通过调节回撤工作面运回顺两侧的通风设施位置和风量，使整个回撤工作面以及采空区相对采区主要进回风巷之间压力平衡状态，通过平衡采空区和周围区域之间的压力差，从而减少空气的流入。均压防灭火具有操作简便、安全可靠、效果显著等优点。通过均压防灭火，可以有效地降低采空区内的氧气浓度，抑制煤炭的氧化反应，防止其自燃。同时，均压防灭火还可以有效地控制采空区内的温度，防止热量积聚，从而降低自然发火的风险。

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。

参考文献：