三相泡沫防灭火材料在煤层自然发火中的应用
马丽散N在矿井施工封闭墙防治煤层自然发火中的应用
马丽散N在矿井施工封闭墙防治煤层自然发火中的应用根据胡家河矿煤矿煤层自燃发火的实际，详细介绍了对灌浆巷采用砌筑双密闭墙封闭，墙间注马丽散N处理密闭漏风的技术方案及施工工艺，对巷道密闭墙周围岩石松动圈进行压注，封堵漏风通道，消除了自然发火隐患，为防治煤层自然发火提供了新途径、新办法，杜绝了煤层自燃，实践证明：应用压注马散N技术堵塞了采空区漏风通道，减少采空区漏风，消除煤层自燃隐患，从根本上达到治本的要求。
关健词：马丽散N；防灭火；封闭墙堵漏1 概况胡家河矿煤矿设计生产能力500万t/a，矿井采用立井开拓，中央并列式、抽出式通风。
主采煤层为4煤层，平均厚度15m，采用综采放顶煤技术。
矿井4煤层为自燃发火倾向煤层，自然发火期3～5个月，最短仅30d。
2012年瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井，2012年度矿井相对涌出量为19.66m3/t，绝对涌出量达到60.4m3/min，从401101工作面生产过程的情况看，瓦斯分布表现出不均衡性。
2 马丽散N的性能特征马丽散N是由两种成分组成的化工产品，具有高度粘合力和很好的机械性能，注入煤体后，低粘度混合物，保持液体几分钟渗透细小的裂缝，发生膨胀和粘合，有效的加固顶底板及两帮有裂隙的煤岩体，使之成为整体。
马丽散N由树脂催化剂双组份材料按1：1 比例配合组成，双组份材料均为液体，反应后具有高强度，具有一定柔韧性粘合力强、机械性能稳定的特性。
马丽散N具有高度粘合力和很好的机械性能与巷道围岩产生高度粘合，可持续与工作面寿命一致。
产品注射进煤岩体以后，低粘度混合物保持液体状态几秒钟，即可渗透进细小的裂缝膨胀，使松散破碎岩体粘结成一体，其良好的柔韧性能承受随后的围岩运动，提高整体支撑力，机械阻力高从而有效地增加煤体支撑强度，达到加固封堵裂隙的目的。
马丽散N的技术参数（见表1）。
3 401101工作面灌浆巷封闭施工3.1 施工技术方案401101工作面为401采区首个回采工作面，位于一号回风大巷南侧，该面煤层平均厚度15米，容重1.36吨/立方米。
煤炭自然发火有哪些征兆？
煤炭自然发火有哪些征兆？井下煤炭自然发火是煤矿生产的主要灾害之一，轻则烧毁煤炭资源、重则造成人员伤亡。
多年来，由于井下特殊的开采环境，使得人们难以预知井下煤炭什么时间可能自然发火，难以实行有效的预防和控制火灾的措施，致使火灾事故屡见不鲜，给煤矿的安全生产造成了巨大损失。
煤自然发火早期征兆（1）温度升高。
通常表现为：煤壁温度升高、自燃区域的出水温度升高和回风流温度升高，这是由于煤氧化自燃进入自热阶段放热所致；（2）湿度增加。
通常表现为煤壁“出汗”、支架上出现水珠等，这是因为煤在自燃氧化过程中生成和蒸发出一些水分，遇温度较低的空气或介质重新凝结形成水珠或雾气；出现煤焦油味。
火源中心点的水分蒸发殆尽后，由于供氧不足而进入干馏阶段，释放出具有煤焦油味的气体所致；（3）人体感到不适或出现某些病理现象。
自然发火过程中释放出大量的CO、SO2、H2S 等有害气体，人们吸入后往往感到头痛、疲乏、昏昏欲睡、四肢无力等病理现象；（4）出现烟雾或明火。
自然发火发展到一定程度时，会出现烟雾或明火，此时处理措施一定要谨慎、得当，以免引燃引爆瓦斯，造成非常严重的后果。
煤自燃防灭火措施常用的防灭火材料有黄泥灌浆、惰性气体、凝胶、三相泡沫、阻化剂、普瑞特等材料，其中徐州吉安矿业科技有限公司联合中国矿业大学研制的普瑞特防灭火材料，很好的融合了黄泥灌浆、惰性气体、凝胶、阻化剂、三相泡沫等各项防灭火材料的优点，又避免了上述各项材料的多数缺点。
普瑞特技术特点：（1）集凝胶、黄泥灌浆、两相或三相泡沫、惰性气体和阻化剂的防灭火优点于一体，能把泡沫中的水固结在凝胶体内，避免了黄泥灌浆和其它泡沫大量水流失或者溃浆的缺点；（2）在采空区具有良好的扩散性能，生成的普瑞特以泡沫为载体能够对采空区或煤田火区的高、中、低位火源进行大范围、全方位的覆盖，持久保持煤体湿润冷却，隔绝氧气，且添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化，彻底防治煤炭自燃；（3）普瑞特被注入火区后，会在火区全方位覆盖一层凝胶层，并且凝胶层中95%以上都是水，具有长久的吸热降温作用，能够有效防止火区复燃；（4）普瑞特以泡沫为载体，在防灭火区域内能向高处堆积，所到之处普瑞特都能有效覆盖并黏附浮煤裂隙，具有良好的封堵漏风通道的性能；（5）泡沫中的氮气缓慢释放，避免单独注氮时氮气容易流失的缺点，持久保持火区惰化。
影响煤炭自然发火的因素有哪些？如何预防煤炭自燃？
影响煤炭自然发火的因素有哪些？如何预防煤炭自燃？煤及其采矿废弃物煤矸石被氧化会产生大量热量，一旦热量聚集使温度升高到煤的燃烧点时，便引起煤的自燃。
煤炭自燃不仅破坏了资源，而且污染了生态环境，其燃烧产生的大量CO、CO2、H2S、SO2、NO、NO2等有害气体以及硫磺、芒硝和煤焦油等化学物质会扩散到空气、土壤和地下水中，对人体健康和生态环境带来极大危害。
影响煤炭自然发火的因素有以下几点：1、煤的炭化程度（变质程度）一般情况下，煤的炭化程度（变质程度）越高，其自燃倾向性越小。
2、煤的岩石学成分煤的岩石学成分有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤。
其氧化能力为镜煤>亮煤>暗煤>丝煤的顺序递减。
但丝煤在常温下吸氧能力特别强，可以起到引火物的作用，所以含丝煤越多，自燃倾向越大。
相反，而含暗煤越多的煤，一般是不易自燃的。
3、煤的水分煤中水分少时，有利于煤的自燃，水分足够大时，则会抑制煤的自燃。
4、煤的含硫量据某些矿区统计，含硫3%以上的煤层均为自燃发火煤层。
5、煤炭的孔隙率和脆性煤炭孔隙率越大，越易于自燃。
变质程度相同的煤，脆性越大，越易自燃。
6、煤层厚度和倾角煤层厚度或倾角越大，自燃危险性越大（因开采厚煤层或急倾斜煤层时，煤炭回收率低，采区煤柱易遭破坏，采空区不易封闭严密和漏风较大所致。
）7、煤层埋藏深度一方面煤层埋藏深度增加（地压和煤体的原始温度增加），煤的自燃危险性增加。
另一方面，开采深度较浅，容易形成与地表沟通的裂隙，造成采空区内有较大的漏风，也容易在采空区中形成浮煤自燃。
8、地质构造煤层中有地质构造破坏的地方（比如褶曲，断层，破碎带和岩浆侵入区等），煤炭易自燃（因该区煤质松软，有大量裂隙，与氧接触的面积增大）。
9、围岩性质顶板岩层坚硬且裂隙发达，冒落后块度较大，因而采空区漏风大，供氧条件好。
若底板也较坚硬，护巷煤柱所受地压大，易破碎，则有利于自燃。
10、煤的瓦斯含量煤孔隙内存在的瓦斯，能够占据煤的孔隙空间和内表面，降低了煤的吸氧量，煤的自燃难易发生。
3302工作面压注三相泡沫防灭火工作方案
大于 ８ ｍ ｍ 的石粒 进入 到浆 体 中。 （ ２ ） 定 期检 查 注 浆 管 路 和 注 氮 （ 压风 ） 管路 ， 保持 两者 的通 畅 。 （ ３ ） 矿 用三 相泡 沫发 生装 置用 添加泵 （ 以下 简 称添 加泵 ） 在 使 用前 要 通 过 抽 取 发 泡 剂 的 高 压 胶 管 向泵腔 里灌 满水 ， 然 后 再开 泵 ， 运 转 过程 中要 有 专 人负责对 发 泡 剂 桶 里 的 发 泡 剂 量 进 行 观 察 ， 发 泡剂 量较 少时 ， 应及 时更 换 发泡 剂桶 （ 即使 短 时 间 的添 加泵 空转 ， 也会 造成 泵 的损坏 ） 。 （ ４ ） 每 次灌 注 三 相 泡 之 前 都 要从 观 察 孔 观察 发泡效 果 ， 确保 泥浆 全 部形 成 细密 的泡沫 。 （ ５ ） 打 开三相 泡沫 观察 孔 ， （ 下转第 １ １ ３页）
３ ． ４维 护保 养
（ １ ） 泵 应视 工作 情况 经 常清洗 ， 一是 通 过泵 吸 入 室 上的 清洗 口清 洗泵 ， 二是 将 泵拆 开人 工清 洗 。 （ ２ ） 传 动轴 、 万 向联轴 节 应及 时润 滑 。 （ ３ ） 发 泡器 每次 使用 完后 ， 应 用清 水冲洗 。
表 １
产 品特性 发泡 倍数 泡沫稳 定时 间 ／ ｈ
水灰比 （ 质量 比 ）
丰 门 关参数 ＞ ３ ０ ＞８
３： ｌ ～６ ： ｌ
图 １ 矿 用 三 相 泡 沫 发 生 装 置 使 用 示 ／ ％
浆最（ ｍ ／ ｈ ）
３ ３ ３ ２工作 面压注． － 泡沫防灭火工作方案
颜凯 车岩超 程 春 龙 郑 浩 （ 枣 庄市金庄生建煤矿 ， Ｉ ｌ Ｊ 东 枣庄 ２ ７ ７ ５ ２ ２ ）
高倍数阻化泡沫介绍
原来的防灭火技术和材料在煤矿近距离采空区低位空间 中的防灭火发挥了积极作用，煤矿自然发火事故大大减 少，但对于远距离采空区的高位空间着火还不能完全奏 效，用什么材料和手段能使采空区降温，又能隔绝供氧 使采空区惰化，既能把阻化剂带进去覆盖散碎煤体，又 能使它到达采空区的高位空间。 就是在这样的背影下，为进一步解决矿井防灭火工作的 难点，近年来，山东合兴科技发展有限公司以兖矿集团 多年的矿井防灭火技术为支撑，与中国科技大学火灾实 验室建立了合作关系， 并于2008年在邹城市科技工业 园成立了 “安全材料研究所”。 中国科技大学火灾实验室是国家重点实验室，专门从事 森林火灾和城市大型火灾的研究工作。实验室主任胡源 教授是国家火灾防治方面的资深研究员。
进料 进水 进气
输 液 泵
泡沫发生器
泡沫出口
现场阻化剂发泡系统图
阻化泡沫适用地点
回采工作面后方采空区
回采工作面临近采空区
高瓦斯矿井火区密闭启封时注泡沫隔 离 工作面过断层或抽采时丢煤地点
• ①工作面初采时，切眼防灭火可利用注浆 管或架间压注泡沫阻化剂。
回风顺槽
综采支架
注浆管
进风顺槽
冒落矸石
冒落矸石 注浆管
火
火
• ⑤高瓦斯矿井启封密闭时，先向发火可疑 地点打钻压注泡沫阻化剂再启封密闭。
火
• ⑥工作面过断层丢的三角煤、工作面推进速 度慢而自然发火期较短的回采工作面，易自 然发火，可注泡沫阻化剂。
• ⑦多煤层上层煤不采（或厚煤层上部留防 水煤柱）时，下层煤采空区留有冒落碎煤 易发生自燃，可注泡沫阻化剂防灭火。
208辅助巷 208 进 风 顺 槽
207回采工作面
206采空区
207采空区 高位抽放钻孔
高瓦斯矿井采空区煤炭自燃火灾的快速治理技术
灾 引发更严 重 的事 故是一 个 十分 紧迫 的问题 。笔 者
９时第 ｌ 支架 后 （ 巷往 上 ９ｍ 工作 面软 帮处 ） 组 机 出
现青烟 ， Ｃ ） ５ ０Ｘ１ 以上 ， 出现 了 ｃ Ｈ ， （ Ｏ 达 ． ０ 并 ：
且 （ 达 ６×１ ～， ＣＨ ） ０ 由此 确 认 采 空 区 已 自然 发 火， 并且 高温 点温 度 已经 高 于临界 温度 ， 势发 展迅 火 速、 情况 十分危 急 。冒烟 位置 如图 １ 所示 。
采 用三相 泡沫对综 放工作 面近 采空 区 隐蔽 火 源进 行
了快速治理 。
恶化 ， 由于难 以小 范 围 内判 断火 源的分 布 区域 ， 该工
作者 简介 ： 王树斌 （９ ３ ， 吉林 扶余 人， 级工 程 １６ 一） 男， 高
师 ， 国矿 业 大 学 在 读 硕 士 研 究 生 ，９ ４年 ７月 毕 业 于 黑 龙 中 １８
江 矿 业 学 院采 矿 工 程 专 业 ， 任 鹤矿 集 团公 司峻 德 矿 矿长 。 现
・
作 面 又属于急 倾 斜俯 采 工 作 面 ， 同时 近采 空 区 区域 孔 隙率 较高 ， 存在 许多 畅通 的流体 通道 ， 在重力 作用
６ ・ ２
２１ ８ ００年 月
矿 业 安 全 与 环 保
５
第３ ７卷第 ４期
下 ， 水或 注 浆 易 出现 “ 沟 ” 失 现 象 ， 本 不 可 注 拉 流 根 能 向上 部堆 积或 向深部 扩散 ， 难 捕 捉到 火 源点 ， 很 因 此 注浆 、 注水 都难 以实 现火 区 的治 理 ； 闭火 区启 封 封 后 ， 作面 流场还 处在 一个 非稳 定 的通 风 状态 ， 工 采空 区瓦斯 逐步稀 释 、 新鲜 风流 供 给 ， 自燃火 源 发展 迅 若 速， 严重 时会 发生 瓦斯爆 炸 事故 ¨ ， 因此必 须 在原 高
葛泉矿东井防灭火技术研究与应用
【 关键词 】 综放工作 面； 煤层 自 燃； 防灭 火
Ｏ ． 概 况
定。
２ ． ２加强工作 面预测 预报和检查工作，在发现煤层 有 自燃征兆 时 葛泉矿东井所 采下组 ９ 煤 属缓倾斜厚煤层 ． 煤层 平均厚度 ５ ． ８ ｍ 煤 层特点是高 硫低磷 ． 煤 层 自然 发火期 ６ ７天 （ 含硫 结核地 区最短 １ ２ 及时采取相应的安全技术措施 建立建全 提前预防及检 测监 控系统 ， 将 人工检测 、 煤 矿安全监控 天 出现 明火 ） ． 属 于 自燃煤层 。 工作 面采煤方法 为走 向长壁后退 式综合 建立起“ 三位一体” 的全方 放顶煤 ， 一次采全高 ， 采空 区全部垮落 回采。 矿井 采用 中央并 列抽 出式 和矿井火灾束管色谱 监测三种 手段相结合 ． 通风 方式通风 ． 工作 面采用 “ ｕ ” 型通风方式 通风。 防治煤 层 自然发火 位煤炭 自燃预防系统 ２ ． ３根据回采 的不 同阶段采取有针对 的措施 工作一直 是影响矿井 安全开采 和可持续发展 的最重要 、最紧迫 的难
超厚煤层自燃综合防治技术
１ 综 放面 自燃 防治技 术方案 ８０ 综 放工 作 面 开采 煤 层 厚 度 ｌ １２ ３～２ ｍ， ２ 平均 １ｍ， 作面推 进速度较 慢 ， ７ 工 采空 区浮煤 多 ， 自燃 发火
90105工作面防灭火设计
中煤杨涧煤矿90105综放面防灭火设计山西中煤杨涧煤矿中国矿业大学二零一三年三月目录1 90105工作面概况 (1)2 90105工作面易自然发火危险区域分析 (1)3 总体设计思路 (2)4 煤层自燃早期预测预报设计 (2)4.1煤自燃特性及标志性气体的测试分析 (2)4.2煤层自燃早期预测预报技术措施 (3)4.2.1束管监测 (3)4.2.2人工预测预报 (3)5 防灭火系统的构建 (4)5.1防火管路的布置 (4)5.2 三相泡沫系统的设计 (4)6 开切眼处防灭火技术方案 (5)6.1开切眼处气体监测监控 (5)6.2 预埋管灌注三相泡沫、注氮 (5)7 正常回采期间防灭火技术方案 (6)7.1正常回采时期煤层自燃预测预报 (6)7.2 回采时期防灭火措施 (6)8 缓慢推进期间防灭火技术方案 (7)9 停采撤架期防灭火方案 (8)9.1 工作面收作前加强封堵和减少丢煤 (8)9.2加强收作期间防火探查，做好防火预测预报工作 (8)9.3 强化灌三相泡沫和注氮 (9)9.4 加强采空区堵漏措施 (10)附件1 三相泡沫操作步骤及注意事项 (10)附件2 90105工作面注氮防灭火安全管理要求 (11)附件3 三相泡沫防灭火新技术简介 ................................................ 错误！未定义书签。
三相泡沫防灭火需采购设备材料汇总表 ......................................... 错误！未定义书签。
中煤杨涧煤业有限责任公司90105工作面防灭火设计方案1 90105工作面概况90105工作面为杨涧煤矿9#煤层第3个工作面，工作面走向长度190m，倾斜长度为运输顺槽长，轨道顺槽短的不规则形状。
整个工作面呈“刀把形”。
虽然回采时间长，但存在二次搬家和倒架问题，所以自然发火风险依然存在。
9#煤煤层平均厚度11.2m，平均倾角4°左右，2013年经山西省煤炭工业局综合测试中心检测为自燃煤层。
浅谈各种防灭火技术在汝箕沟煤矿的综合应用
浅谈各种防灭火技术在汝箕沟煤矿的综合应用①火灾预测预报：束管监测、人工监控；火灾预防手段：注氮、注浆、注胶、注三相泡沫、注水、罗可休(玛丽散)堵漏、水封工作面、地面钻孔灭火、均压通风等。
②防灭火材料：水、黄土、凝胶、氮气、三相泡沫、罗可休、玛丽散等。
消除矿井火灾事故的发生，消除一氧化碳向采掘空间渗透的事故隐患。
标签：防灭火技术手段优缺点应用1 矿井概况汝箕沟煤矿矿井露头小窑多、火区多、煤层瓦斯涌出量高且“双突出”，存在着火与瓦斯并存的重大隐患，是一个自然灾害较为严重的矿井，尤其主要以煤层露头火区最为突出，以上自然灾害因素都影响着矿井的安全生产，又随着时间不断的变化，目前矿井井田范围内存在12处地面火区；自2001年至今井下发生明火事故4次，每一次火灾事故的发生都冻结了大量的可采煤炭资源，使矿井服务年限缩短，在扑灭火灾事故及工作面启封过程中，投入了大量的人力和物力，浪费了国家资源及财产，并影响了矿井正常生产。
2 防灭火技术手段2.1 火灾预测预报技术束管监测和人工监控是预防火灾的重要手段，有利于矿井随时掌握采空区的有害气体的动态变化，并根据有害气体的变化情况判别工作面采空区出于何种状态，只有进行火灾预测预报，才能在火灾处于萌芽状态时采取各种预防性手段，做到防患于未然。
2.2 注浆、注水、注三相泡沫灭火技术灌浆、注水可以覆盖煤体，使着火煤体与氧气隔绝，消除供氧条件，使火因缺氧而窒息，并且可以降低采空区温度，水遇热蒸发或液化，容易带走热量。
三相泡沫混和有大量的氮气具有扩散性，容易到达浆液和水不能到达地方，易于消除高冒区域火灾。
2.3 注氮灭火技术氮气不助燃，采空区注入大量的氮气，将氧气置换，容易使采空区氧气含量、瓦斯等有害气体浓度降低，惰化采空区(氧气浓度低于10％时，即使具有火源，也不能点燃煤体)，使明火因缺氧而窒息。
但存在以下不足之处：一是降温效果差，火灭后高温煤体易复燃；二是容易受风流、风压影响，流失性强，停止注氮后其防灭火作用随即消失；三是在扑灭高冒区上部空间瓦斯与下部浮煤共存的着火隐患效果不佳，因此针对氮气的扩散性和渗透性，必须及时对工作面上、下隅角用沙袋进行封堵，以减少氮气的泄漏，封闭区注氮必须确保严密，不漏风，才能更好的发挥氮气灭火的作用；针对其降温效果差，以氮气为载体，配合低倍数的氮气泡沫添加剂的设备，用于上部高冒区有瓦斯积聚和煤层自燃火源。
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三相泡沫防灭火材料在煤层自然发火中的应用
周战涛;张青宣;马磊;项小雷
【期刊名称】《水力采煤与管道运输》
【年(卷),期】2009(000)004
【摘要】介绍了三相泡沫轻型防灭火材料主要技术特点,防灭火机理、充填工艺及应用情况,实践证明该材料防灭火效果显著,极具推广价值.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】周战涛;张青宣;马磊;项小雷
【作者单位】河南省义煤集团股份有限公司千秋煤矿,河南,义马,472300;河南省义煤集团股份有限公司千秋煤矿,河南,义马,472300;河南省义煤集团股份有限公司千秋煤矿,河南,义马,472300;河南省义煤集团股份有限公司千秋煤矿,河南,义
马,472300
【正文语种】中文
【中图分类】TD75+3.4
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