在矿井内部,煤炭的燃烧过程是在一个半封闭的空间内进行的,遵循着燃烧的三要素:、适当的氧气浓度以及点火源。这三大要素缺一不可,共同构成了矿井自然发火区域的基础条件。为了应对煤炭火灾,我们可以采取降低温度和隔绝氧气的方法来扑灭火源。
在处理煤炭自燃火灾时,我们可以从以下三个方面着手:
通过阻断煤与氧气的接触,使煤火因缺氧而自行熄灭。
中断煤的氧化复合反应,以减少热量的产生和温度的升高。
对煤体表面的活性面及结构进行惰化处理,降低煤氧复合作用的速率,从而预防自燃现象的发生。
常见的矿井防灭火技术包括:
(1)裂隙堵漏技术
此技术主要利用各种方法和手段封闭通往矿井发火区域的漏风通道,减少向火区的氧气供应。根据不同的实施方式,裂隙堵漏可以分为表面喷涂封堵、密闭墙封堵和裂隙充填堵漏等多种方法。所使用的封堵材料包括凝胶类、交联高分子、无机固化材料以及黏土矿物等。这些材料各有优劣,如水泥类材料虽然工作量大,但其抗压性较差且回弹多;而纳米改性弹性体材料则具有较好的气密性和延伸率,操作简便,可根据需要调整固化时间。
(2)阻化剂喷洒技术
此技术涉及向煤体表面喷洒特定材料,以减小煤体表面的氧化活性。主要手段是喷洒CaCl2、MgCl2等吸水性强的盐类溶液或惰化阻化剂。这些阻化剂在煤体表面形成含水液膜,既隔绝了煤与氧气的接触,又保持了煤体的湿润状态,从而抑制了煤的和燃烧。
(3)胶体防灭火技术
胶体防灭火技术利用了特殊的胶体材料对发火区域进行控制。这些胶体材料主要由固、液两相组成,具有固水性强、吸热降温效果好、漏风量小、阻化性强以及成胶时间可调等优点。虽然该技术存在一些不足,如注胶流量小、流动性差以及长时间外露可能出现龟裂等问题,但在矿井防灭火工作中仍具有重要作用。
参考文献:
[1] 李兵的《煤田露头火区注液态CO2快速灭火技术数值模拟研究》为我们的研究提供了宝贵的理论依据。