防治煤自燃的高稳定泡沫凝胶的制备及其特性研究

为了提高防治煤自燃的效率,开发了一种高稳定性泡沫凝胶。通过溶液倾斜法、徕卡显微镜和灭火实验,研究了高稳定性泡沫凝胶的成胶时间、微观结构和灭火特性,优选了适宜的成胶体系,阐明了高稳定性泡沫凝胶的防灭火机理。实验结果表明,高稳定性泡沫凝胶的气泡直径小且稳定,具有理想的灭火效果。现场应用表明,高稳定性泡沫凝胶可以有效降低矿井总回风流中CO浓度,应用效果显著。     

综放采空区煤自燃阻化泡沫防治技术研究

基于综放采空区空间大,自燃危险区域立体分布的特点,在煤自燃机理研究成果的基础上,首次提出了羟基型高效阻化泡沫技术,并从宏观和微观角度分析考察了阻化泡沫的阻化效果及阻化机理。同时,构建了高效阻化泡沫防灭火系统,并在大佛寺煤矿40106综放工作面运用,有效防治了综放采空区遗煤自然发火,解决了综放大空间采空区自燃隐蔽火源的防治难题。     

分阶段采空区煤炭自燃防治技术研究

根据虎龙沟煤矿81503工作面实际情况,提出采用分阶段采空区煤炭自燃防治技术,对工作面密闭期间和启封后2个阶段分别灌注普瑞特Ⅰ型防灭火材料。其中在工作面密闭期间,根据已发火区域和遗煤氧化区域的位置,分别设计高位长钻孔进行注普瑞特防治;工作面启封后,对遗煤区域灌注普瑞特防灭火材料,阻止了遗煤的进一步氧化。该技术有效解决了采空区遗煤的自燃问题,同时保证了工作面启封后的安全生产,对类似矿井的防灭火起到了借鉴作用。     

添加凝胶条件下的黄泥浆抑制煤炭自燃实验研究

在等量的煤样中添加最佳配比的黄泥浆添加凝胶材料及用于对比分析的其他固液两态防灭火材料,根据煤自燃的机理以及相关的物理、化学原理,通过计算机对相关数据进行计算和处理,对比煤样自燃性测试结果中相关参数的变化情况,考察对比最佳配比的黄泥浆添加凝胶材料和其他固液防灭火材料在抑制煤炭氧化自燃过程的差异,验证其抑制煤炭自燃效果的能力。     

一种凝胶泡沫的研制及其封堵阻化特性

针对目前煤矿防灭火材料的不足,通过四因素三水平正交试验研制出一种用于防治煤自燃的新型凝胶泡沫,并采用自行设计的封堵装置和程序升温方法分别对其进行封堵与煤自燃阻化实验。研究结果表明:凝胶泡沫作为一种新型防灭火复合材料,其承压性能相比三相泡沫得到极大提高,且高温下不会分解产生刺激性气体,在对煤炭封堵隔氧和自燃阻化方面展现出优良的防灭火特性。     

泡沫凝胶制备系统设计及应用

构建了泡沫凝胶制备系统,其关键设备包括发泡成胶装置、双液注浆泵和稳流器。确定了泡沫凝胶的制备工艺,利用双液注浆泵将发泡剂加入水中形成混合液后,利用发泡成胶装置发泡,形成的泡沫与加入的胶凝剂混合发生胶凝反应,形成泡沫凝胶,其中双液注浆泵的工作压力为0.4 MPa,流量为100 L/min。泡沫凝胶防灭火试验表明泡沫凝胶能够快速灭火,且能够防止火灾复燃。     

煤炭自燃防灭火材料技术进展

矿井、煤炭储运过程发生的火灾是威胁煤矿安全生产、危害职工生命安全、造成资源浪费的重大灾害之一。总结了近年来国内外广泛应用的防灭火材料,以及在煤炭开采、运输及储存中煤炭防自燃、防灭火技术等方面新型材料的研究和应用进展。近十几年,中国煤矿新型材料灭火技术无论在新型凝胶方面,还是三相泡沫方面,均取得了较多的研究成果和实践经验。     

高倍数凝胶泡沫灭火新技术在昌华煤矿的应用

介绍了高倍数凝胶泡沫新技术在昌华煤矿的成功应用。实践表明:高倍数凝胶泡沫防灭火新技术效率高,成本低,灭火效果显著,可以有效抑制煤炭自燃,具有可观的发展前景。     

防治煤自燃塑性水玻璃凝胶研究

针对普通水玻璃凝胶容易失水、承压能力较弱、副产物有污染的缺点,选择新型塑性水玻璃促凝剂对水玻璃凝胶进行相关改性试验,结果表明:凝胶材料中水、促凝剂(NHC)、保水材料(SPA)、塑性材料(SU)四者的质量比为1 500∶160∶2∶3时,具有较好的保水和塑性效果,解决了普通矿用水玻璃凝胶存在的问题。     

易燃厚煤层采空区自燃三带分布特性及防灭火技术

通过在采空区预埋束管进行取样,检测采空区内气体成分随工作面推进进度变化情况,确定出孙家沟煤矿13304采面采空区煤自燃"三带"分布特性,获得采空区自燃带宽度范围。当工作面出现CO异常时,采用了工作面降风均压、自燃带埋管注氮、上下隅角封堵减漏风的综合防灭火措施,取得了良好的防灭火效果。     

复杂条件下综放工作面煤自燃防治技术研究

蒙泰不连沟煤业F6209工作面由于地表裂隙导通工作面,存在地表向采空区持续漏风的问题,工作面在末采回撤期间,由于设备及工艺影响,推采缓慢,导致采空区遗煤大面积氧化,采空区CO和瓦斯浓度持续升高,严重影响工作面的设备回撤及安全封闭,在矿上采用采空区注氮、喷洒阻化剂等常规防灭火方法效果不理想的情况下,加之地表回填工程量大、周期长,治理方法为首先通过漏风及遗煤分布判断采空区发火范围,再在划定区域打设检测钻孔分析,之后通过相邻工作面巷道向采空区打设深部钻孔,通过钻孔向火区大量注入普瑞特防灭火材料覆盖遗煤区域,对氧化遗煤进行隔氧冷却。最终,工作面气体及采空区遗煤氧化得到很好控制,设备全部安全回撤。     

采煤工作面采空区自然发火综合防治技术

为解决采煤工作面回采过程中采空区出现自然发火隐患,通过现场取煤样实验,确定煤自燃特性参数,并且确定以CO、C 2H 4气体为现场煤自燃标志性气体。分析了在高抽巷未及时垮落影响下的采空区煤自燃诱因及自燃征兆凸显过程,现场采用了以堵漏、降温、高抽巷降压控氧为主要手段的协同防控技术。对高抽巷内气样进行检测结果表明,回采工作面采空区的CO浓度得到了有效控制,确保了采煤工作面的安全回采。     

煤炭自燃防治技术评价体系

引入一种基于相对隶属度的模糊优选模型，从各种防治技术的防治效果、经济效益、安全可靠性、工艺过程、时间稳定性等方面，通过采用具体的评价指标，对其进行综合评估，避免选择防灭火技术措施时的片面性；在此基础上，提出自燃易发火煤层防治技术选择的指导原则，并对特定综合机械化放顶煤回采工作面的防灭火措施进行综合评价，优化防灭火措施，在实际应用中取得了显著效果.     

煤自燃过程特性及防治技术研究进展

煤炭是我国的主体能源,但煤炭开采面临着有煤自燃灾害的严重威胁。煤自燃不仅烧毁大量煤炭资源,还易引发瓦斯燃烧、爆炸等重特大事故,造成巨大的经济损失和重大的人员伤亡。为了进一步提高煤矿企业对煤自燃灾害的防控能力,推动我国煤炭资源的安全高效开采,分析了煤自燃理论的研究现状,总结了煤自燃监测预警的主要方法和技术,对比分析了煤矿常规的防灭火技术,介绍了煤自燃防治技术的最新发展及应用效果,并提出了煤自燃过程特性及防治技术的未来研究方向。较详细地阐述了煤自燃过程及特性理论基础,主要包括煤自燃的低温氧化过程机制、煤自燃分段过程特性及特殊条件下的煤自燃特性;较全面地总结了包括标志性气体方法、测温法等多种煤自燃监测预警技术的原理以及各类技术的优缺点。在上述煤自燃理论和监测预警基础上,针对常规注浆、注惰气等技术对煤自燃防控效果有限、难以满足矿井安全高效开采的问题,研发了三相阻化泡沫、凝胶泡沫、无机固化泡沫、稠化砂浆等防灭火技术,同时介绍了液氮(液态二氧化碳)快速灭火降温技术。此外,为了满足煤矿智能化、精准化开采对矿井煤自燃防治的新要求,在矿井火灾监测指标信息化与预警智能化、火源辨识与防治技术控制精准化、防灭火材料绿色化等方面提出了下一步的研究展望。     

港口煤堆自燃原因及防自燃技术浅析

以中煤公司在秦皇岛港现场管理为例,对港口煤堆自燃原因及防自燃技术进行了分析,提出减少注水、加速煤炭运转速度等方法来防止港口煤炭的自燃。     

分层开采煤层自燃火灾的预防

煤层自燃是煤与空气中氧气相互作用的结果,自燃倾向性的煤层被开采、破碎后在常温下与空气接触,发生氧化,产生热量,使其温度升高,出现发火和易燃的现象。所以应及时准确地进行火灾早期预报,防止煤层积热自燃。     

超长综放面煤层自燃火灾防治技术研究

在确定超长综放面煤层自燃危险区域的基础上,提出了有针对性、高效的综合防灭火技术体系,建立了超长综放面煤层自燃火灾快速应急防灭火系统,成功地对兴隆庄煤矿4324超长综放面煤层自燃火灾进行治理,为超长综放面的安全生产提供了重要的技术保障。     

深部开采矿井煤炭自然发火防治技术

随着矿井开采深度的加大,矿压和地温都逐步增高,为了防止煤炭自然发火,基于目前通è用的防灭火技术,根据湖西煤矿的实际情况,提出了集注阻化剂泥浆、胶体、注氮和均压等为一体的综放工作面综合防灭火技术体系和以注浆、注胶为主,注氮、均压为辅的矿井快速防灭火技术.通过在湖西煤矿现场应用这项技术,防止了煤炭自然发火事故,保证了矿井的安全生产.     

许疃煤矿煤炭自燃指标气体优选与应用

为了有效预防许疃煤矿3₂38工作面采空区遗煤自燃,通过采集该工作面煤样进行煤自燃倾向性测试和低温氧化试验分析,优选出预测煤自燃指标气体：煤温在20~100 ℃时,以CO作为指标气体;煤温在100~150 ℃时,以C₂H₆作为指标气体;煤温在150 ℃以上时,以C₃H₈作为指标气体,并以链烷比作为辅助指标参数。根据测试结果,采用插值拟合方法,得到各指标气体体积分数与温度之间的函数关系式。基于所建立的拟合函数关系式,通过检测煤体温度,可以计算出CO、C₂H₆及C₃H₈的体积分数,用于推测采空区自燃状况。现场应用结果表明,采空区遗煤自燃预测效果良好。     

综放采空区遗煤自燃高效阻化泡沫防治技术

为解决综放工作面采空区遗煤自燃的问题,在分析煤中活性基团反应过程的基础上,提出了基于羟基型阻化剂的高效阻化泡沫防灭火技术,并对其阻化性能进行了效果考察:阻化剂将煤样交叉点温度延迟了37.6℃;煤中活性基团(甲基、亚甲基)的氧化得到遏制.构建了高效阻化泡沫防灭火系统,并在大佛寺煤矿40106综放工作面得到了应用,成功扑灭采空区隐蔽火源,24 h内将CO体积分数控制在24×10-6以下,火区熄灭后没有出现复燃迹象.