
治煤炭自燃的三相泡沫技術(shù)
本項目是針對目前我國煤礦防滅火技術(shù)和手段存在不足,特別是針對大范圍采空區或巷道高冒火災、采空區隱蔽火源及高位火源、綜放及俯采工作面煤炭自燃防治的難題,提出了由粉煤灰(黃泥)、氮氣和水組成的三相泡沫防滅火新技術(shù)。
研制能使粉煤灰、黃泥高效發(fā)泡、穩定時(shí)間長(cháng)并具有阻化煤自燃性能的三相泡沫發(fā)泡劑,通過(guò)發(fā)泡劑降低水的表面張力并改變粉煤灰或黃泥表面的物理化學(xué)特性,使之易于黏附在氣泡壁上。研制適合礦井注漿和供氣條件并方便井下使用的三相泡沫發(fā)泡器,發(fā)泡器利用文丘里管的流體力學(xué)特性,通過(guò)流體載面的減小使流速增加而降低靜壓,從而易吸入氣體,并靠氣體和漿液本身的動(dòng)力對氣―液―固三相混合液做功,從而形成了高倍數、穩定時(shí)間長(cháng)的三相泡沫。通過(guò)實(shí)驗,研究三相泡沫在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)特性及防滅火特性;通過(guò)在現場(chǎng)的大量應用,建立和完善三相泡沫的制備系統及適應礦井各類(lèi)防滅火條件的注三相泡沫技術(shù)工藝。
三相泡沫充分發(fā)揮了粉煤灰(黃泥)、氮氣和水的防滅火協(xié)同作用,產(chǎn)生量大,覆蓋面廣,可向高處堆積,較好地充填采空區和巷道高冒區域,能有效撲滅隱蔽地點(diǎn)的火源,提高防滅火的效率,為煤礦防滅火提供一種新的技術(shù)手段。
創(chuàng )新點(diǎn):
1、研制了利用煤礦已有的注漿系統將三相泡沫注入采空區并形成覆蓋面廣、滲透性強、可向高處堆積、有效防治火災的三相泡沫新技術(shù)。
2、研制了能使粉煤灰、黃泥易于粘附在氣泡壁上而形成發(fā)泡倍數高、穩定時(shí)間長(cháng)且無(wú)毒無(wú)害的三相泡沫發(fā)泡劑。
3、發(fā)明了三相泡沫發(fā)泡器。該發(fā)泡器利用文丘里管特性,使漿液形成射流并引入氣源,在集流器后部產(chǎn)生湍流,使氣―液―固充分混合,產(chǎn)生較高倍數的泡沫,再配合利用流體的能量沖擊葉輪高速旋轉,形成均勻細膩的三相泡沫。發(fā)泡裝置緊湊,不需另附加動(dòng)力裝置,使用簡(jiǎn)便,發(fā)泡高效、穩定、可靠。
4、提出了地面或停采線(xiàn)打鉆、綜采支架后插管、沿順槽采空區埋管及與其它防滅火技術(shù)手段(注砂、注凝膠等)相互配合使用等多種注三相泡沫新工藝,并在多個(gè)煤礦進(jìn)行了推廣和應用,尤其適合大范圍采空區或巷道高冒火災、采空區隱蔽火源及高位火源、綜放及俯采工作面煤炭自燃的防治。
