第三章-内因火灾防治技术课件

下一页上一页回主目录 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治1 内因火灾发生的条件 具有自燃倾向具有自燃倾向性性的煤呈破碎状态并集中堆积存在的煤呈破碎状态并集中堆积存在；通通 风风 供供 氧；氧；蓄蓄 热热 环环 境境；维维 持煤的氧化过程不断发展的时间持煤的氧化过程不断发展的时间。要形成自燃，以上四个条件缺一不可，若采取措施破要形成自燃，以上四个条件缺一不可，若采取措施破坏其中一个或两个，乃至全部条件，便可有效地防止自燃。坏其中一个或两个，乃至全部条件，便可有效地防止自燃。2024/7/13下一页上一页回主目录 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治1 内因火灾发生的条件 一、矿井自燃火源的分布规律一、矿井自燃火源的分布规律 根据统计分析，矿井自燃火源主要分布为：根据统计分析，矿井自燃火源主要分布为：采空区、采空区、煤柱、断层附近、煤巷高冒顶、煤巷巷帮、破碎带、上下煤柱、断层附近、煤巷高冒顶、煤巷巷帮、破碎带、上下隅角、地质构造破碎带和起采及停采线隅角、地质构造破碎带和起采及停采线等地点。其中，自等地点。其中，自燃发火发生在燃发火发生在采空区采空区、巷道巷道及其他地点的分别占及其他地点的分别占60、29和和11%。2024/7/13下一页上一页回主目录 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治1 内因火灾发生的条件 (1)采空区。自燃火源主要分布在有采空区。自燃火源主要分布在有碎煤堆积和漏风同时存在、碎煤堆积和漏风同时存在、且共存时间大于自然发火期的地方且共存时间大于自然发火期的地方。从已发生自燃的火源分布来看，。从已发生自燃的火源分布来看，多煤层联合开采和厚煤层分层开采时，采空区自燃火源多位于停采多煤层联合开采和厚煤层分层开采时，采空区自燃火源多位于停采线和上、下顺槽附近，即所谓的线和上、下顺槽附近，即所谓的“两道一线两道一线”，中厚煤层采空区的，中厚煤层采空区的火源大多位于停采线和进风道。当采空区有裂隙与地表或其他风路火源大多位于停采线和进风道。当采空区有裂隙与地表或其他风路相通时，在有碎煤存在的漏风路线上都有可能发火。相通时，在有碎煤存在的漏风路线上都有可能发火。(2)煤柱。尺寸偏小、服务期较长、受采动压力影响的煤柱，容煤柱。尺寸偏小、服务期较长、受采动压力影响的煤柱，容易压酥碎裂，其内部产生自燃火源。鹤岗新一矿在实行无煤柱开采易压酥碎裂，其内部产生自燃火源。鹤岗新一矿在实行无煤柱开采前，煤柱火灾占矿井总火灾前，煤柱火灾占矿井总火灾55.5。2024/7/13下一页上一页回主目录 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治1 内因火灾发生的条件 (3)巷道顶煤。巷道顶煤。采区石门、综采放顶煤工作面沿底掘进的进回风采区石门、综采放顶煤工作面沿底掘进的进回风巷等，巷等，巷道顶煤受压时间长，压酥破碎，风流渗透和扩散至内部巷道顶煤受压时间长，压酥破碎，风流渗透和扩散至内部(深深处处)，便会发热自燃。综采放顶煤开采时上下巷顶煤发火较严重。，便会发热自燃。综采放顶煤开采时上下巷顶煤发火较严重。(4)断层和地质构造附近。工作面搬家和不正常推进以及工作面断层和地质构造附近。工作面搬家和不正常推进以及工作面过地质构造带或破碎带都是煤自燃发生频率较高的区域。过地质构造带或破碎带都是煤自燃发生频率较高的区域。2024/7/13下一页上一页回主目录 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2 防止煤炭自燃的开采技术措施 合理的开拓系统与开采方法合理的开拓系统与开采方法对于防止自燃火灾起决定对于防止自燃火灾起决定性的作用。性的作用。对于自燃倾向性强、自燃火灾严重的煤层，从防止对于自燃倾向性强、自燃火灾严重的煤层，从防止对于自燃倾向性强、自燃火灾严重的煤层，从防止对于自燃倾向性强、自燃火灾严重的煤层，从防止自然发火角度出发，在开拓、开采方面要求以自然发火角度出发，在开拓、开采方面要求以自然发火角度出发，在开拓、开采方面要求以自然发火角度出发，在开拓、开采方面要求以最小的煤最小的煤最小的煤最小的煤层暴露面，最大的煤炭回采率，最快的回采速度，且易层暴露面，最大的煤炭回采率，最快的回采速度，且易层暴露面，最大的煤炭回采率，最快的回采速度，且易层暴露面，最大的煤炭回采率，最快的回采速度，且易于隔绝的采空区。于隔绝的采空区。于隔绝的采空区。于隔绝的采空区。2024/7/13下一页上一页回主目录 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2 防止煤炭自燃的开采技术措施 2.1 开拓开采技术防火开拓开采技术防火要求要求 从防止矿井自燃发火的角度出发，开拓开采技术总的要求是：从防止矿井自燃发火的角度出发，开拓开采技术总的要求是：提高回采率，减少丢煤，即减少或消除自燃的物质基础；提高回采率，减少丢煤，即减少或消除自燃的物质基础；限制或阻止空气流入和渗透至疏松的煤体，消除自燃的供氧限制或阻止空气流入和渗透至疏松的煤体，消除自燃的供氧条件。对此，可从两方面着手：一是条件。对此，可从两方面着手：一是消除漏风通道消除漏风通道；二是；二是减小漏风减小漏风压差；压差；使流向可燃物质的漏风，在数量上限制在不燃风量之下，在使流向可燃物质的漏风，在数量上限制在不燃风量之下，在时间上限制在自燃发火期以内。时间上限制在自燃发火期以内。2024/7/13下一页上一页回主目录 开采自燃煤层，特别是开采自燃煤层，特别是自燃发火严重的自燃发火严重的厚煤层或近距离煤层群，厚煤层或近距离煤层群，运输大巷和回风大巷，采区上、下山，集中运输平巷和集中回风乎运输大巷和回风大巷，采区上、下山，集中运输平巷和集中回风乎巷等服务时间较长的巷道，通常布置在煤层底扳岩石中，其距煤层巷等服务时间较长的巷道，通常布置在煤层底扳岩石中，其距煤层的距离应根据岩性、矿山压力等来决定。如果布置在煤层里，一是的距离应根据岩性、矿山压力等来决定。如果布置在煤层里，一是要要留大量的护巷煤柱；二是煤层受到严重切割，开采后，煤柱受压留大量的护巷煤柱；二是煤层受到严重切割，开采后，煤柱受压破裂，煤层与空气接触面增大，自然发火几率增加破裂，煤层与空气接触面增大，自然发火几率增加。2.1 合理的巷道布置系统合理的巷道布置系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 (1)采用岩石巷道采用岩石巷道 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.1 合理的巷道布置系统合理的巷道布置系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录 近水平或缓斜特厚煤层近水平或缓斜特厚煤层分层开采，区段巷道的布置过分层开采，区段巷道的布置过去有去有内错和外错内错和外错两种基本形式。两种基本形式。这两种布置方式对防止采空区这两种布置方式对防止采空区浮煤自燃都有一些不利的因素。浮煤自燃都有一些不利的因素。如图如图32所示所示2.1 合理的巷道布置系统合理的巷道布置系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 (2)区段煤巷采用垂直区段煤巷采用垂直重叠布置重叠布置 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录 而外错式布置如图而外错式布置如图33，则在下分层回采时煤巷，则在下分层回采时煤巷顶煤冒落堆积也易于造成顶煤冒落堆积也易于造成易燃带易燃带2.1 合理的巷道布置系统合理的巷道布置系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 (2)区段煤巷采用垂直区段煤巷采用垂直重叠布置重叠布置 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录 如果各如果各分层巷道垂直分层巷道垂直重叠布置重叠布置(图图34)，可以，可以减小煤柱，甚至不留煤柱，减小煤柱，甚至不留煤柱，也可消除了采空区浮煤自也可消除了采空区浮煤自燃的基木条件。燃的基木条件。2.1 合理的巷道布置系统合理的巷道布置系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 (2)区段煤巷采用垂直区段煤巷采用垂直重叠布置重叠布置 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录 在倾斜煤层单一长壁工作在倾斜煤层单一长壁工作面，一般情况下部是上区段运面，一般情况下部是上区段运输巷和下区段回风巷同时掘进，输巷和下区段回风巷同时掘进，而且两巷之间还要开一些联络而且两巷之间还要开一些联络眼（图眼（图3-5）：随着工作面的推）：随着工作面的推进，这些联络眼连同区段煤柱进，这些联络眼连同区段煤柱遗留在采空区内。遗留在采空区内。2.1 合理的巷道布置系统合理的巷道布置系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 (3)区段巷道分采分掘区段巷道分采分掘 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治上下区段分采同掘 2024/7/13下一页上一页回主目录2.1 合理的巷道布置系统合理的巷道布置系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 (3)区段巷道分采分掘区段巷道分采分掘 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治上下区段分采分掘 2024/7/13下一页上一页回主目录2.1 合理的巷道布置系统合理的巷道布置系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 (3)区段巷道分采分掘区段巷道分采分掘 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.2合理的采煤方法合理的采煤方法2 防止煤炭自燃的开采技术措施 合理的采煤方法能够提高矿井先天的抗自然发火能力合理的采煤方法能够提高矿井先天的抗自然发火能力。合理的采煤方法可以从以下几方面来降低煤层自然发火：合理的采煤方法可以从以下几方面来降低煤层自然发火：p 少丢煤或不丢煤；少丢煤或不丢煤；p 控制矿山压力、减少煤拄破裂；控制矿山压力、减少煤拄破裂；p 避免上行回采，遵循先采上煤层，再采下煤层的正常避免上行回采，遵循先采上煤层，再采下煤层的正常回采顺序。回采顺序。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.2合理的采煤方法合理的采煤方法2 防止煤炭自燃的开采技术措施 p 合理布置采区；合理布置采区；p 回来时应尽量避免过分破碎煤体；回来时应尽量避免过分破碎煤体；p 加快工作面回来速度，使采空区自热源难以形成，加快工作面回来速度，使采空区自热源难以形成，p 及时密闭已采区和废弃的旧巷；及时密闭已采区和废弃的旧巷；p 注意选择回采方向，不使采区回风巷过分受压或长时注意选择回采方向，不使采区回风巷过分受压或长时间维护在煤柱里。间维护在煤柱里。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.2合理的采煤方法合理的采煤方法2 防止煤炭自燃的开采技术措施 按落煤技术方法，井下采煤按落煤技术方法，井下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为三种，前二者称为旱采旱采，后者称为，后者称为水采水采，我国水采矿井仅占，我国水采矿井仅占1.57%。旱采包括旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般面长，一般100200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般630 m，由于，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。低。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.2合理的采煤方法合理的采煤方法2 防止煤炭自燃的开采技术措施 合理采煤法也包括了合理的顶板管理方法合理采煤法也包括了合理的顶板管理方法。顶板岩性。顶板岩性松软、易冒顶、碎胀比大，采用全部陷落法管理顶板，对松软、易冒顶、碎胀比大，采用全部陷落法管理顶板，对开采易自燃煤层防止自燃火灾较好。因为充填密实，漏风开采易自燃煤层防止自燃火灾较好。因为充填密实，漏风扩展范围小，采空区遗留浮煤与空气接触的时间短，难以扩展范围小，采空区遗留浮煤与空气接触的时间短，难以形成自燃。形成自燃。相反，如果顶板岩层坚硬，冒落块度大，采空相反，如果顶板岩层坚硬，冒落块度大，采空区漏风扩展范围大，与遗留浮煤长期接触，易于造成自燃区漏风扩展范围大，与遗留浮煤长期接触，易于造成自燃。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.3控制矿山压力、减少煤体破碎控制矿山压力、减少煤体破碎2 防止煤炭自燃的开采技术措施 煤系地层岩石并非单一均质的，而是由固体、液体、煤系地层岩石并非单一均质的，而是由固体、液体、气体各种分子集团沉积而成。除此之外，还有各种形态和气体各种分子集团沉积而成。除此之外，还有各种形态和密度的网状结构如密度的网状结构如节理、层理、裂隙节理、层理、裂隙等存，以致使之具有等存，以致使之具有块状结构。块状结构。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.3控制矿山压力、减少煤体破碎控制矿山压力、减少煤体破碎2 防止煤炭自燃的开采技术措施 煤体破裂与自燃之间的联系首先在于沿自然地质结构面产生大煤体破裂与自燃之间的联系首先在于沿自然地质结构面产生大量裂隙，裂隙充满煤粉与碎屑，又是空气供给的通道，裂隙网互相量裂隙，裂隙充满煤粉与碎屑，又是空气供给的通道，裂隙网互相连接，漏风风流通过，但风量过小不足以将氧化生成的热量带走，连接，漏风风流通过，但风量过小不足以将氧化生成的热量带走，为此使出现热量积蓄、煤的氧化过程加速、温度上升的现象。煤体为此使出现热量积蓄、煤的氧化过程加速、温度上升的现象。煤体沿地质结构面碎裂成块状体对自燃的发生最为有利，因为这些面上沿地质结构面碎裂成块状体对自燃的发生最为有利，因为这些面上原来就存在着大量细碎的煤体原来就存在着大量细碎的煤体(如丝煤如丝煤)或者黄铁矿充填物。或者黄铁矿充填物。丝煤及丝煤及黄铁矿的自燃性能最强黄铁矿的自燃性能最强。破碎的煤块在位移中相互摩擦而产生大量破碎的煤块在位移中相互摩擦而产生大量的煤粉与黄铁矿粉末，尤其在空气潮湿时，自燃可能性更大的煤粉与黄铁矿粉末，尤其在空气潮湿时，自燃可能性更大。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.4合理的通风系统合理的通风系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 所谓合理的通风系统是指：所谓合理的通风系统是指：矿井通风网络结构简单；矿井通风网络结构简单；风阻力适中（风阻力适中（3KPa以下）；主扇与风网匹配；通风设施以下）；主扇与风网匹配；通风设施布置合理；通风压力分布适宜。布置合理；通风压力分布适宜。开采自燃煤层时，合理的通风系统可以大大减少或消开采自燃煤层时，合理的通风系统可以大大减少或消除自然发火的供氧因素，无供氧蓄热条件煤是不会发生自除自然发火的供氧因素，无供氧蓄热条件煤是不会发生自燃的。燃的。2024/7/13下一页上一页回主目录2.4合理的通风系统合理的通风系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 1）风网结构合理，主扇与风网匹配）风网结构合理，主扇与风网匹配 从全矿井网络结构来看，开采自燃煤层的大中型矿井，为了从全矿井网络结构来看，开采自燃煤层的大中型矿井，为了利于防火，一般都是以利于防火，一般都是以中央分列式和两翼对角式通风中央分列式和两翼对角式通风，采区都是分区通风，形成独立的通风系统。采区都是分区通风，形成独立的通风系统。主扇与风网匹配是指在主扇与风网匹配是指在尽量降低井巷的通风阻力、扩大矿井等尽量降低井巷的通风阻力、扩大矿井等积孔的同时，主扇压力应保持在积孔的同时，主扇压力应保持在0.93KPa之间之间。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.4合理的通风系统合理的通风系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 2）通风设施布置合理）通风设施布置合理 通风设施布置合理主要指通风设施布置合理主要指调节风门、风墙、风桥、风窗调节风门、风墙、风桥、风窗等通等通风构筑物及设施的位置恰当、布局合理。风构筑物及设施的位置恰当、布局合理。风门、风墙及调节风窗在风路中的按设可使其前方压力升高风门、风墙及调节风窗在风路中的按设可使其前方压力升高而后方压力降低。而后方压力降低。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.4合理的通风系统合理的通风系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2）通风设施布置合理）通风设施布置合理2024/7/13下一页上一页回主目录2.4合理的通风系统合理的通风系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2）通风设施布置合理）通风设施布置合理2024/7/13下一页上一页回主目录2.4合理的通风系统合理的通风系统2 防止煤炭自燃的开采技术措施 3)通风压力分布合理通风压力分布合理 在一般情况下，大、中型矿井主压力应保持在在一般情况下，大、中型矿井主压力应保持在3kPa以以下下，而小型矿井主压力应保持在，而小型矿井主压力应保持在0.7kPa以上以上。矿井的进风、。矿井的进风、用风、回风区段的阻力宜保持用风、回风区段的阻力宜保持3:2:5的比例。如果回风区段的比例。如果回风区段的阻力占总阻力的的阻力占总阻力的50以上时，则应采取减阻措施。以上时，则应采取减阻措施。第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2 防止煤炭自燃的开采技术措施 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.5推广无推广无煤柱煤柱开采开采 无煤柱开采，取消煤柱，消除了自然发火的根源，使无煤柱开采，取消煤柱，消除了自然发火的根源，使浮煤自燃就无法进行。这是无煤柱开采能够有助于防止自浮煤自燃就无法进行。这是无煤柱开采能够有助于防止自燃的关键所在。燃的关键所在。2 防止煤炭自燃的开采技术措施 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录2.6坚持正常的回采顺序坚持正常的回采顺序2 防止煤炭自燃的开采技术措施 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治自上而下依次开采的顺序自上而下依次开采的顺序上山采区正常的回采顺序应该是上山采区正常的回采顺序应该是先采上区段，后采下区段先采上区段，后采下区段下山采区正常的回采顺序应该是下山采区正常的回采顺序应该是先采下区段，后采上区段先采下区段，后采上区段2024/7/13下一页上一页回主目录 注浆防灭火技术就是将注浆防灭火技术就是将水水与与不燃性的固体材料不燃性的固体材料按适当按适当的配比，制成一定浓度的浆液，利用输浆管道送至可能发的配比，制成一定浓度的浆液，利用输浆管道送至可能发生或已经发生自燃的地点，以防止发生自燃或扑灭火灾的生或已经发生自燃的地点，以防止发生自燃或扑灭火灾的目的。浆液充填于碎煤或岩石缝隙之间，沉淀的固体物质目的。浆液充填于碎煤或岩石缝隙之间，沉淀的固体物质可以充填裂隙并包裹浮煤，起到隔氧堵漏的作用；同时，可以充填裂隙并包裹浮煤，起到隔氧堵漏的作用；同时，泥浆对已经自热的煤炭有冷却散热的作用。泥浆对已经自热的煤炭有冷却散热的作用。3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录 3.1灌浆防灭火的机理灌浆防灭火的机理 灌浆防灭火的作用是：灌浆防灭火的作用是：（1）浆液充填煤岩裂隙及其孔隙的表面，增大氧气扩散的阻力，）浆液充填煤岩裂隙及其孔隙的表面，增大氧气扩散的阻力，减小煤与氧的接触和反应面；减小煤与氧的接触和反应面；（2）浆水浸润煤体，增加煤的外在水分，吸热冷却煤岩；）浆水浸润煤体，增加煤的外在水分，吸热冷却煤岩；（3）加速采空区冒落煤岩的胶结，增加采空区的气密性。）加速采空区冒落煤岩的胶结，增加采空区的气密性。灌浆防火的灌浆防火的实质是实质是：抑制煤在低温时的氧化速度，延长自然发：抑制煤在低温时的氧化速度，延长自然发火期。火期。3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治2024/7/13下一页上一页回主目录 灌浆系统由灌浆系统由制浆制浆、输浆输浆和和灌浆灌浆三部分组成。三部分组成。3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 1）浆液的制备）浆液的制备 对浆液性能的基本要求是：浓度适当，渗透能力强。对浆液性能的基本要求是：浓度适当，渗透能力强。在浆液中，在浆液中，固体浆材固体浆材与与水的水的(体积体积)比例比例称之为浆液的称之为浆液的(体积体积)浓度。用黄土做浆材时也叫土水比。浓度是影响灌浆质浓度。用黄土做浆材时也叫土水比。浓度是影响灌浆质量、防火效果和经济指标的重要参数。量、防火效果和经济指标的重要参数。渗透性取决于渗透性取决于浆材粒度浆材粒度和和浆液粘度浆液粘度。粒度和粘度小粒度和粘度小，则渗透能，则渗透能力就强。从渗透性这个角度来看，浆材的固体颗粒愈小愈好。力就强。从渗透性这个角度来看，浆材的固体颗粒愈小愈好。2024/7/13下一页上一页回主目录2）桨材必须满足下列要求：）桨材必须满足下列要求：不含可燃或助燃材料。不含可燃或助燃材料。粒度直径不能大于粒度直径不能大于2mm，细小粒子，细小粒子(粒度直径小于粒度直径小于1 mm)要要占占75%主要物理性能指标：主要物理性能指标：相对密度相对密度2.42.8；塑性指数；塑性指数914；胶体混合胶体混合物物2530，含砂量，含砂量2530。易脱水又要具有一定的稳定性。易脱水又要具有一定的稳定性。浆液渗透力强，收缩率小，来源广泛，成本低。浆液渗透力强，收缩率小，来源广泛，成本低。3 预防性灌浆预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治土壤塑性上限的质量土壤塑性上限的质量湿度与下限湿度之差湿度与下限湿度之差2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治某煤矿注浆材料物理指标某煤矿注浆材料物理指标2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 3）泥浆的制备工艺）泥浆的制备工艺 泥浆制备可分为泥浆制备可分为水力直接制浆水力直接制浆和和机械制浆机械制浆两种方法，两种方法，前者是用高压水枪直接冲刷地表或预先堆积的黄土成浆，前者是用高压水枪直接冲刷地表或预先堆积的黄土成浆，经输浆沟送达注浆管路。这种方式工序简单，但浆液质量经输浆沟送达注浆管路。这种方式工序简单，但浆液质量难以保证，因此一般采用机械制浆方法。难以保证，因此一般采用机械制浆方法。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 3）泥浆的制备工艺）泥浆的制备工艺 水力直接制浆水力直接制浆 水力取土自然成浆的制备泥浆方法，是利用高压水枪水力取土自然成浆的制备泥浆方法，是利用高压水枪(压力压力50一一80kPa；流量；流量85266m3/h)直接冲刷地面表土成直接冲刷地面表土成浆，经输浆沟送往灌浆钻孔或管路。这种制浆方法设备简浆，经输浆沟送往灌浆钻孔或管路。这种制浆方法设备简单，投资少、劳动强度低、工效高。在表土层较厚的矿区，单，投资少、劳动强度低、工效高。在表土层较厚的矿区，灌浆点分散的矿井十分适用；其缺点是土水比难以控制，灌浆点分散的矿井十分适用；其缺点是土水比难以控制，不能保证泥浆质量，防火效果差。不能保证泥浆质量，防火效果差。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 3）泥浆的制备工艺）泥浆的制备工艺 水力取土自然成浆地面灌浆站 2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 机械制浆机械制浆 地面注浆站如下图所示，用高压水枪冲下泥浆流人集地面注浆站如下图所示，用高压水枪冲下泥浆流人集中浆沟，经过滤网过滤除去杂物后流人泥浆搅拌池，经中浆沟，经过滤网过滤除去杂物后流人泥浆搅拌池，经搅拌机搅拌按一定的水土比成浆，然后输人注浆管路，搅拌机搅拌按一定的水土比成浆，然后输人注浆管路，送至井下。或在取土场将黄土、黑粘土装车经轻便轨道送至井下。或在取土场将黄土、黑粘土装车经轻便轨道输送至泥浆搅拌油，机械搅拌成泥浆后经管路送至井下。输送至泥浆搅拌油，机械搅拌成泥浆后经管路送至井下。3）泥浆的制备工艺）泥浆的制备工艺 2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治图 人工或机械取土机械制浆系统图1-v型矿车 2-取土场 3-窄轨铁路 4-栈桥5-搅拌池 6-灌浆管 7-泥浆沟 8-贮土场 9-绞车房 10-水系房 11-水管 12-水枪2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 机械制浆的特点：可以形成集中灌浆系统，效率高，机械制浆的特点：可以形成集中灌浆系统，效率高，产量大，泥浆浓度容易控制。产量大，泥浆浓度容易控制。3）泥浆的制备工艺）泥浆的制备工艺 2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 4）泥浆的水土比）泥浆的水土比 泥浆的水土比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆的水土比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆中水泥浆中水与与土土体积体积之比。之比。水土比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送。水土比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送。泥浆的水土泥浆的水土比小、则泥浆浓度大，隔绝和包裹效果好，但流动性差，输送困难，比小、则泥浆浓度大，隔绝和包裹效果好，但流动性差，输送困难，在输浆倍数和管径一定的条件下，泥浆输送的沿程阻力大。泥浆在在输浆倍数和管径一定的条件下，泥浆输送的沿程阻力大。泥浆在管道中的流速降低，泥浆中的固体颗粒容易沉降，造成堵管事故。管道中的流速降低，泥浆中的固体颗粒容易沉降，造成堵管事故。水土比大，则输送相同体积的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不水土比大，则输送相同体积的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不好。根据某煤矿的实际经验，灌浆时泥浆的水土比为好。根据某煤矿的实际经验，灌浆时泥浆的水土比为3：16：1，注浆时为注浆时为3：115：1为宜。泥浆水土比通过测定泥浆相对密度的方为宜。泥浆水土比通过测定泥浆相对密度的方法来确定。法来确定。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 泥浆水土比与相对密度关系表泥浆水土比与相对密度关系表水土比越大水土比越大相对密度越小相对密度越小 4）泥浆的水土比）泥浆的水土比2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治混合土泥浆相对密度与水土比关系曲线混合土泥浆相对密度与水土比关系曲线 4）泥浆的水土比）泥浆的水土比2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 5）注浆量确定）注浆量确定 根据注浆的作用和目的，根据注浆的作用和目的，合理的注浆量合理的注浆量应能够使沉积应能够使沉积的泥浆充填碎煤裂隙和包裹注浆区暴露的遗煤。注浆量受的泥浆充填碎煤裂隙和包裹注浆区暴露的遗煤。注浆量受注浆形式注浆形式、开采方法及地质条件开采方法及地质条件等因素的影响，比如同样等因素的影响，比如同样的条件下，工作面注浆要比采后注浆用泥浆量要少。目前的条件下，工作面注浆要比采后注浆用泥浆量要少。目前采空区的注浆量是依据注浆采空区的注浆量是依据注浆开采空间开采空间、采煤方法采煤方法及及地质地质情情况来计算用土量。况来计算用土量。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治5）注浆量确定）注浆量确定 用土量用土量Qa的计算公式为：的计算公式为：Qa=KMLHC M煤层开采厚度，煤层开采厚度，m；L灌浆区的走向长度，灌浆区的走向长度，m；H灌浆区的倾斜长度，灌浆区的倾斜长度，m；C煤炭采出率，；煤炭采出率，；K注浆系数即泥浆的固体材料体积与注浆区空间溶注浆系数即泥浆的固体材料体积与注浆区空间溶积之比，一般取积之比，一般取0.030.15。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 用水量用水量Qw的计算公式为：的计算公式为：QwKwQa 式中：式中：Kw考虑冲洗管路用水量时备用系数，一般为考虑冲洗管路用水量时备用系数，一般为1.101.25；水土比。水土比。5）注浆量确定）注浆量确定2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 6）泥浆的输送）泥浆的输送 泥浆的输送一般采用泥浆的静压力作为输送动力，制泥浆的输送一般采用泥浆的静压力作为输送动力，制成的泥浆由地面注浆站经过注浆主管到支管送到用浆地点。成的泥浆由地面注浆站经过注浆主管到支管送到用浆地点。注浆管道根据注浆压力的大小选取，压力小于注浆管道根据注浆压力的大小选取，压力小于1.6MPa时，时，可选取普通水管；压力大于可选取普通水管；压力大于1.6MPa时，应选用无缝钢管。时，应选用无缝钢管。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 6）泥浆的输送）泥浆的输送式中式中 d灌浆管道内径，灌浆管道内径，m；Qh小时灌浆量，小时灌浆量，m3h；V管内泥浆的实际流速，管内泥浆的实际流速，m/s。现场灌浆主管直径一般为现场灌浆主管直径一般为10015mm，支管直径为，支管直径为75100mm，工作面胶管直径为，工作面胶管直径为4050mm，管壁厚度为，管壁厚度为46mm。管道内径的计算：管道内径的计算：2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 6）泥浆的输送）泥浆的输送 从地面灌浆站到井下灌浆点的从地面灌浆站到井下灌浆点的管线长度管线长度与与垂高垂高之比叫之比叫做泥浆的做泥浆的输送倍线输送倍线。输送倍线输送倍线是表示灌浆系统的阻力与静压动力之间关系是表示灌浆系统的阻力与静压动力之间关系的参数，若其数值过大，则静压动力不足，泥浆输送困难；的参数，若其数值过大，则静压动力不足，泥浆输送困难；若其数值过小，则泥浆出口的压力过大，不利于浆液的均若其数值过小，则泥浆出口的压力过大，不利于浆液的均匀分布。一般来讲，泥浆的输送倍线最佳控制在匀分布。一般来讲，泥浆的输送倍线最佳控制在56范围范围内。内。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 6）泥浆的输送）泥浆的输送 泥浆的输送倍线的计算公式为：泥浆的输送倍线的计算公式为：式中式中 L进浆管口至灌浆点的距离，进浆管口至灌浆点的距离，m；Z进浆管口至灌浆点的垂高，进浆管口至灌浆点的垂高，m。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 7）预防性灌浆方法）预防性灌浆方法采前预灌；采前预灌；随采随灌；随采随灌；采后灌浆采后灌浆 等等预防性灌浆方法一般分为：预防性灌浆方法一般分为：2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 7）预防性灌浆方法）预防性灌浆方法 采前预灌采前预灌 所谓采前预灌即是在工作面尚未回采前对其上部的采空区进行所谓采前预灌即是在工作面尚未回采前对其上部的采空区进行灌浆灌浆。这种灌浆方法适用于开采老窑多的。这种灌浆方法适用于开采老窑多的易自燃易自燃、特厚煤层特厚煤层。这种。这种灌浆方法是针对开采煤层特厚，老空过多，极易自燃的矿区发展起灌浆方法是针对开采煤层特厚，老空过多，极易自燃的矿区发展起来的。采前预灌浆的方法有：来的。采前预灌浆的方法有：利用小窑灌浆利用小窑灌浆、掘进消火道灌浆掘进消火道灌浆，后，后来发展到布置来发展到布置钻孔灌浆钻孔灌浆。其目的是充填小窑老空，消灭老空蓄火、。其目的是充填小窑老空，消灭老空蓄火、降温、除尘、排出有害气体、粘结碎煤、实现老空复采。降温、除尘、排出有害气体、粘结碎煤、实现老空复采。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 7）预防性灌浆方法）预防性灌浆方法a 采前预灌采前预灌采前预灌是尚未回采采前预灌是尚未回采先行灌浆。先行灌浆。4.54.52024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 7）预防性灌浆方法）预防性灌浆方法 b 随采随灌随采随灌 随着回采工作面的推进，同时向采空区灌浆。其作用随着回采工作面的推进，同时向采空区灌浆。其作用一是防止遗留在采空区内的浮煤自燃；二是胶结顶板冒落一是防止遗留在采空区内的浮煤自燃；二是胶结顶板冒落的矸石，形成再生顶板，为下分层开采创造条件。另外，的矸石，形成再生顶板，为下分层开采创造条件。另外，它还具有防尘、降温的作用。它还具有防尘、降温的作用。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 7）预防性灌浆方法）预防性灌浆方法 b 随采随灌随采随灌 在采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。其形式又分为：在采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。其形式又分为：钻孔灌浆、小巷道钻孔灌浆、埋管灌浆及洒浆钻孔灌浆、小巷道钻孔灌浆、埋管灌浆及洒浆等。等。随采随灌法灌浆，能及时将顶板冒落线后的采空区灌足泥浆，随采随灌法灌浆，能及时将顶板冒落线后的采空区灌足泥浆，防火效果比较好。防火效果比较好。特别适用于发火期短的煤层。特别适用于发火期短的煤层。缺点是：缺点是：管理不好会使运输巷道积水，泥浆进入工作面等，管理不好会使运输巷道积水，泥浆进入工作面等，恶化工作面环境，影响生产。恶化工作面环境，影响生产。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 7）预防性灌浆方法）预防性灌浆方法 b随采随灌随采随灌2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 7）预防性灌浆方法）预防性灌浆方法 b采后灌浆采后灌浆2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 7）预防性灌浆方法）预防性灌浆方法 b采后灌浆采后灌浆2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 目前常用的灌浆方法目前常用的灌浆方法(1)钻孔灌浆钻孔灌浆。在煤层底板的集中运输巷或回风巷道或专门开掘的。在煤层底板的集中运输巷或回风巷道或专门开掘的灌浆巷道内，每隔一定距离灌浆巷道内，每隔一定距离(10一一15m)向来空区打钻灌浆。向来空区打钻灌浆。钻孔灌浆示意图钻孔灌浆示意图2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 目前常用的灌浆方法目前常用的灌浆方法4.84.82024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 目前常用的灌浆方法目前常用的灌浆方法(2)埋管灌浆。埋管灌浆。把灌浆管铺设在工作面的回风道内。工作面放顶前，把灌浆管铺设在工作面的回风道内。工作面放顶前，在回风巷的灌浆支管上接一段预埋管道在回风巷的灌浆支管上接一段预埋管道(1015m)，预埋管和支管，预埋管和支管之间用高压胶管连接。工作面放顶后始终保持预埋管压在采空区内之间用高压胶管连接。工作面放顶后始终保持预埋管压在采空区内58m，预埋管用回柱绞车拉着外移。，预埋管用回柱绞车拉着外移。（优点是简便，工作量小；（优点是简便，工作量小；缺点是浆液在采空区内流动情况难控制，灌浆效果差）缺点是浆液在采空区内流动情况难控制，灌浆效果差）2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 目前常用的灌浆方法目前常用的灌浆方法(3)工作面洒浆。工作面洒浆。为了保证灌浆质量，自然发火危险性较为了保证灌浆质量，自然发火危险性较大的工作面应在埋管灌浆的同时还向采空区喷洒灌浆。其大的工作面应在埋管灌浆的同时还向采空区喷洒灌浆。其方法是，工作面放顶之前，从回风巷灌浆管上接出一根预方法是，工作面放顶之前，从回风巷灌浆管上接出一根预埋注浆管，沿倾斜方向分段向冒落区里洒喷泥浆。埋注浆管，沿倾斜方向分段向冒落区里洒喷泥浆。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 目前常用的灌浆方法目前常用的灌浆方法(4)综采工作面插管灌浆。综采工作面插管灌浆。方法是：注浆主管路沿工作面方法是：注浆主管路沿工作面倾斜铺设在支架的前连杆上，每隔倾斜铺设在支架的前连杆上，每隔20 m左右预留一个三通左右预留一个三通接头，并安装分支软管和插管。将插管插入支架掩护梁后接头，并安装分支软管和插管。将插管插入支架掩护梁后面的垮落岩石内灌浆面的垮落岩石内灌浆(见下图见下图)，插入深度应不小于，插入深度应不小于0.5m。工作面每推进两个循环，注浆一次。义马千秋矿应用回风工作面每推进两个循环，注浆一次。义马千秋矿应用回风巷压管灌浆与工作面插管灌浆相结合，收到了较好的效果。巷压管灌浆与工作面插管灌浆相结合，收到了较好的效果。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 目前常用的灌浆方法目前常用的灌浆方法综放面插管灌浆综放面插管灌浆2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治8)灌浆后的排水措施灌浆后的排水措施 加强灌浆管理对保证灌浆质量，提高灌浆效果至关重要。加强灌浆管理对保证灌浆质量，提高灌浆效果至关重要。在灌在灌浆时应注意下列事项：浆时应注意下列事项：（1）经常观察水情经常观察水情。采空区灌入水量与排出水量均应详细记录，。采空区灌入水量与排出水量均应详细记录，若排出水量很少时，则表明灌浆区内可能有大量泥浆水积存，应停若排出水量很少时，则表明灌浆区内可能有大量泥浆水积存，应停止灌浆，采取放水措施。若排出的水中泥砂量增大，则说明采空区止灌浆，采取放水措施。若排出的水中泥砂量增大，则说明采空区中可能形成了泥浆通道，使泥浆不能均匀充填煤矸间空隙，而直接中可能形成了泥浆通道，使泥浆不能均匀充填煤矸间空隙，而直接流到采空区下部被排出，此时应在泥浆中加入砂子和石灰填塞通道。流到采空区下部被排出，此时应在泥浆中加入砂子和石灰填塞通道。（2）灌浆后应再灌几分钟清水，清洗管道，以免泥浆在管道内沉）灌浆后应再灌几分钟清水，清洗管道，以免泥浆在管道内沉淀。淀。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治8)灌浆后的排水措施灌浆后的排水措施（3）设置滤浆密闭设置滤浆密闭。在灌浆区下部巷道中必须用滤浆密闭将灌浆。在灌浆区下部巷道中必须用滤浆密闭将灌浆区和工作区隔开，而且要求滤浆密闭有一定的强度，防止崩浆事故区和工作区隔开，而且要求滤浆密闭有一定的强度，防止崩浆事故发生。发生。（4）防止地表水流入井下防止地表水流入井下。在煤层浅部灌浆时，要及时填塞地表。在煤层浅部灌浆时，要及时填塞地表塌陷坑及钻孔，防止地表水流入井下。塌陷坑及钻孔，防止地表水流入井下。（5）灌浆区下部采掘灌浆区下部采掘。在灌浆区下部进行采掘前，必须对灌浆区。在灌浆区下部进行采掘前，必须对灌浆区进行检查，一旦发现有积水，必须打钻放水后，才能进行采掘工作。进行检查，一旦发现有积水，必须打钻放水后，才能进行采掘工作。2024/7/13下一页上一页回主目录3 预防性灌浆 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 部分矿区对灌浆水的处理总结了八字措施：部分矿区对灌浆水的处理总结了八字措施：“探、探、放、排、引、堵、截、滤、泄放、排、引、堵、截、滤、泄”。探查灌浆积存水的位置、。探查灌浆积存水的位置、水量及水流方向；打钻放水；利用水泵排出，由巷道水沟水量及水流方向；打钻放水；利用水泵排出，由巷道水沟引至井底水仓；砌挡水墙堵水，暂时截流存储，逐渐引放；引至井底水仓；砌挡水墙堵水，暂时截流存储，逐渐引放；构筑滤水密闭堵截泥砂，有时需要掘专用的泄水道泄除积构筑滤水密闭堵截泥砂，有时需要掘专用的泄水道泄除积水。水。2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂防火 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 1）阻化剂的）阻化剂的基本概念基本概念 阻化剂又称阻化剂又称阻氧剂阻氧剂，一些有机盐类化合物，如氯化钙，一些有机盐类化合物，如氯化钙(CaCl26H2O)、氯化镁、氯化镁(MgCl26H2O)、氯化铵、氯化铵(NH4Cl)以以及水玻璃及水玻璃(xNa20ySi02)等溶液，以及某些工厂的废液、副等溶液，以及某些工厂的废液、副产品，如酿酒厂的废液、造纸厂的废液、炼镁槽碴、化工产品，如酿酒厂的废液、造纸厂的废液、炼镁槽碴、化工厂硼酸废液等，这些溶液喷洒在煤壁上，采空区或注入煤厂硼酸废液等，这些溶液喷洒在煤壁上，采空区或注入煤体内，体内，具有阻止煤氧化，防止煤自燃的作用具有阻止煤氧化，防止煤自燃的作用，称之为阻化，称之为阻化剂。剂。2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂防火 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 2）阻化剂的发展史：）阻化剂的发展史：(1)日本日本 19681969年，在实验室和现场做了大量的研究工作后认为：年，在实验室和现场做了大量的研究工作后认为：表面活性剂表面活性剂湿润煤的能力最大；湿润煤的能力最大；经表面活性剂处理后的煤样吸氧量最少，较之在常温下煤氧化生经表面活性剂处理后的煤样吸氧量最少，较之在常温下煤氧化生成的一氧化碳量少。成的一氧化碳量少。这就说明用表面活性剂水溶液处理易于自燃的煤，可阻止其氧这就说明用表面活性剂水溶液处理易于自燃的煤，可阻止其氧化，达到防止自燃的的目的化，达到防止自燃的的目的。2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂防火 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 (2)美国 1966年一篇专利报导，采用亚磷酸脂(含量5080)和二三烷基醌(含量1550)两种药剂混合阻止煤的氧化最为有效。1969年美发明一种硬化阻化剂，它是由MgCl2、MgO和浆土组成，硬化剂液体的比重超过1.22，用高分散性的矿碴或其它增厚剂(能增加胶乳粘度的物质)做稳定剂。将此种溶液注入煤、岩层裂隙中能与煤、岩体很好的胶结、硬化固结，从而阻止空气的漏入，阻止煤的氧化。1975年美石膏公司发明一种阻止煤堆自然发火的喷涂式阻化剂，名叫Aertsol用天然石膏(CaSO42H2O)锻烧除去结晶水后的粉状物，试用是成功的。2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂防火 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治(3)苏联苏联 1960年来用年来用碳酸氢钙碳酸氢钙Ca(HCO3)2溶液处理煤堆后其发火期由溶液处理煤堆后其发火期由1.52个月延长到个月延长到12个月以上。个月以上。19611971年对年对无机盐类无机盐类如氯化钙如氯化钙(CaCl2)、水玻璃、水玻璃(Na2OSiO2)、氮化铵、氮化铵(NH4C1)、碳酸氢铵、碳酸氢铵(NH4HCO3)、氢氧化、氢氧化钙（钙（Ca(OH)2)、氯化钠（、氯化钠（NaCl）等，有机物质如酚醛树脂、聚氨）等，有机物质如酚醛树脂、聚氨树脂、柏胶溶液、环氧树脂、甲基纤维素、离于型表面活性剂进行树脂、柏胶溶液、环氧树脂、甲基纤维素、离于型表面活性剂进行了大量试验工作了大量试验工作。2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂防火 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂防火 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 国内抚顺煤研所国内抚顺煤研所19741974年以来也作了大量的实验室与现场研究，年以来也作了大量的实验室与现场研究，他们在实验室内建立了他们在实验室内建立了褐煤、烟煤、高硫煤褐煤、烟煤、高硫煤的氧化阻化装置，分别的氧化阻化装置，分别对各种阻化剂的阻化效果，各种煤经处理后的变化情况，以及阻化对各种阻化剂的阻化效果，各种煤经处理后的变化情况，以及阻化机理等问题作了很多工作。初步确定了我国不同煤种的新型阻化剂，机理等问题作了很多工作。初步确定了我国不同煤种的新型阻化剂，并巴辽宁平庄，沈阳西矿区作了并下防火工业性试验。并巴辽宁平庄，沈阳西矿区作了并下防火工业性试验。19771977年以来年以来在抚顺矿区、新题乌鲁木齐、山东克州、枣庄等矿区利用阻化剂防在抚顺矿区、新题乌鲁木齐、山东克州、枣庄等矿区利用阻化剂防火也取得较好的效果。目前甘肃河干该、陕西铜川、湖南杨梅山矿火也取得较好的效果。目前甘肃河干该、陕西铜川、湖南杨梅山矿区一些易发火的高硫煤矿也在试用。区一些易发火的高硫煤矿也在试用。2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂防火 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 阻化剂防灭火机理是：阻化剂防灭火机理是：增加煤在低温时的化学惰性，或提高煤氧化的活化增加煤在低温时的化学惰性，或提高煤氧化的活化能，形成液膜包围煤块和煤的表面裂隙面；能，形成液膜包围煤块和煤的表面裂隙面；充填煤柱内部裂隙；充填煤柱内部裂隙；增加煤体的蓄水能力；增加煤体的蓄水能力；水分蒸发吸热降温。水分蒸发吸热降温。实质是实质是降低煤在低温时的氧化速度，延长煤的自然发火期。降低煤在低温时的氧化速度，延长煤的自然发火期。2024/7/13下一页上一页回主目录 阻化剂两个重要概念阻化剂两个重要概念:第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 煤样在阻化处理前后放出的煤样在阻化处理前后放出的CO量的差值与未经阻化处理时放量的差值与未经阻化处理时放出为出为CO量之百分比称为量之百分比称为阻化率阻化率(E)，用公式表达如下：，用公式表达如下：阻化率愈大的阻化剂，其阻止煤炭氧化的能力愈强。阻化率愈大的阻化剂，其阻止煤炭氧化的能力愈强。式中式中 E阻化率，；阻化率，；A煤样未经阻化处理在温升试验煤样未经阻化处理在温升试验(100)中通入净化干燥的中通入净化干燥的空气空气（160mlmin)时放出的时放出的CO浓度，浓度，ppm B 煤样经阻化处理后，在上述相同的条件下放出的煤样经阻化处理后，在上述相同的条件下放出的CO浓浓度，度，ppm。2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂防火 第第三三章章 矿井内因火灾的防治矿井内因火灾的防治 阻阻化化剂剂喷喷洒洒至至煤煤体体表表面面后后，从从开开始始有有效效到到失失效效所所经经过过的的时时间间叫叫阻阻化化剂剂寿寿命命，单单位位为为月月。单单位位时时间间内内阻阻化化率率下下降降值值叫叫阻阻化化剂剂的的衰衰减减速速度度，以以V表表示示，单单位位为为月月。阻阻化化剂的寿命可用下式表示：剂的寿命可用下式表示：阻阻化化剂剂寿寿命命是是一一个个重重要要指指标标。阻阻化化寿寿命命可可以以通通过过二二次次或多次喷洒以及保持环境具有较高的湿度等措施来延长。或多次喷洒以及保持环境具有较高的湿度等措施来延长。2024/7/13下一页上一页回主目录4 4 阻化剂防火阻化剂