矿井泡沫防灭火技术研究进展_中国煤炭行业知识服务平台

矿井泡沫防灭火技术研究进展

作者

秦波涛冯乐乐蒋文婕陈清华李剑锋
单位

中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学孙越崎学院徐州矿务集团有限公司
摘要

煤自燃是严重威胁煤矿安全生产的典型灾害类型之一，会导致瓦斯爆炸、资源损失、环境污染等问题，严重危害矿井人员生命和财产安全。随着矿井开采规模和强度的增加，大空间采空区越来越多，漏风通道复杂、遗煤分布范围广、氧化时间长、火源位置隐蔽性强，煤自燃精准防控难度很大。泡沫防灭火材料具有优异的堆积和渗流扩散特性，有助于解决高位火源治理、复杂裂隙封堵、大空间遗煤覆盖的难题，是大空间采空区煤自燃防治的主要研究方向。归纳了矿井防灭火泡沫降温、隔氧、阻化、堵漏等作用原理，总结了矿用防灭火泡沫流量大、扩散范围广、堆积性好等特点，指出了其在大空间采空区煤自燃防治的优势。针对常见的两相泡沫、阻化泡沫、三相泡沫、凝胶泡沫、有机固化泡沫、无机固化泡沫等矿井防灭火泡沫，分别介绍了其研发历程、制备方法和现场应用情况。基于此，提出当前泡沫防灭火技术急需解决的“大空间采空区煤岩介质中防灭火泡沫渗流与扩散特性、防灭火泡沫对大范围遗煤持久覆盖阻化特性、泡沫堵漏材料低放热膨胀及快速固化特性”3个关键科学问题，并提出“绿色环保的泡沫防灭火材料、防灭火泡沫智能化制备及灌注、自修复无机泡沫堵漏技术”3个未来技术攻关方向，为今后矿井泡沫防灭火理论及技术研究提供参考，有助于防范与遏制大空间采空区煤自燃灾害，保障煤炭行业安全生产。
关键词

煤自燃防灭火泡沫阻化裂隙封堵渗流扩散
基金项目(Foundation)

国家杰出青年科学基金项目(51825402)；
文章目录

1 泡沫防灭火原理及特点
1.1 泡沫防灭火原理
(1)降温。
(2)隔氧。
(3)阻化。
(4)堵漏。
1.2 矿用防灭火泡沫的特点
(1)泡沫流量大。
(2)扩散范围广。
(3)堆积性能好。
2 泡沫防灭火技术发展
2.1 两相泡沫防灭火技术
2.1.1 两相泡沫材料研发
2.1.2 两相泡沫制备方法
2.1.3 两相泡沫现场应用
2.2 阻化泡沫防灭火技术
2.2.1 阻化泡沫材料研发
2.2.2 阻化泡沫制备方法
2.2.3 阻化泡沫现场应用
2.3 三相泡沫防灭火技术
2.3.1 三相泡沫材料研发
2.3.2 三相泡沫制备方法
2.3.3 三相泡沫现场应用
2.4 凝胶泡沫防灭火技术
2.4.1 凝胶泡沫材料研发
2.4.2 凝胶泡沫制备方法
2.4.3 凝胶泡沫现场应用
2.5 有机固化泡沫防灭火技术
2.5.1 有机固化泡沫材料研发
2.5.2 有机固化泡沫制备方法
2.5.3 有机固化泡沫现场应用
2.6 无机固化泡沫防灭火技术
2.6.1 无机固化泡沫材料研发
2.6.2 无机固化泡沫制备方法
2.6.3 无机固化泡沫现场应用
3 待解决的关键问题及攻关方向
3.1 待解决的关键问题
(1)大空间采空区煤岩介质中防灭火泡沫渗流与扩散特性。
(2)防灭火泡沫对大范围遗煤持久覆盖阻化特性。
(3)泡沫堵漏材料低放热膨胀及快速固化特性。
3.2 攻关方向
(1)绿色环保的泡沫防灭火材料。
(2)防灭火泡沫的智能化制备及灌注。
(3)自修复无机泡沫堵漏技术。
4 结语
引用格式

秦波涛,冯乐乐,蒋文婕,陈清华,李剑锋.矿井泡沫防灭火技术研究进展[J].煤炭科技,2022,43(05):1-12+26.DOI:10.19896/j.cnki.mtkj.2022.05.001.