煤矿泡沫防灭火技术是借助泡沫材料的应用来达到抑制煤氧化的目的。与传统阻化技术相比,泡沫技术可通过泡沫在采空区的流动,将其他阻化材料运载到目标区域,将更多的水和固体不燃物有效带入防煤自燃区域,从而发挥协同增效的作用,提高防煤自燃的效果。
1)两相泡沫
两相泡沫主要由氮气或二氧化碳等惰性气体的气相部分和表面活性剂溶液的液相部分组成,并通过发泡装置产生膨胀型泡沫。在煤氧化过程中,泡沫材料具有较强的堆积能力,能够对采空区进行填充,使煤与氧气隔离;其次,泡沫中所含的水可以吸收热量,泡沫脱水破碎后,过程中释放的惰性气体仍能稀释氧气浓度,防治煤自燃。
2)三相泡沫
三相泡沫是在两相泡沫的技术基础上加入固体不燃物,再通过发泡手段使固体颗粒均匀地分散在泡沫膜表面,形成气—液—固三相体系防灭火材料。
3)凝胶泡沫
凝胶泡沫主要包括表面活性剂溶液、交联剂和凝胶剂三部分,是一种在泡沫形成过程中通过交联剂与高分子聚合物发生交联反应形成胶体吸附到泡沫液膜中的分散体系。
在泡沫防治煤自燃技术中,两相泡沫保水时间短、泡沫稳定性差、惰气易散失,阻化效果低于其他泡沫材料。三相泡沫中固体不燃烧颗粒的加入提高了阻化效果,但泡沫中添加的固体颗粒较多,会在泡沫流动过程中对液膜造成较大的压力,存在稳定性较差、堵漏风效果不佳等问题。
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:
[1]王子寒. 防治煤自燃的无机盐增强型阻化泡沫制备及其特性研究[D].安徽理工大学,2024.
热门跟贴