矿井防灭火技术现状及研究进展.pdf

第 1 7卷 第 1 2期 中 国 安 全 科 学 学 报 2 0 0 7年 1 2月 C h i n a S a f e t y S c i e n c e J o u r n a l V o 1 ． 1 7 N o ． 1 2 De c ．2 0 0 7 矿井 防灭火 技术现 状及研 究进展 秦波涛副 教 授 王德明教授 中国矿业大学安全工程学院 煤炭资源与安全开采国家重点实验室， 徐州 2 2 1 0 0 8 学科分类与代码 6 2 0 ． 3 0 2 0 中图分类号 Y O3 6 ； T D 7 5 3 ． 1 文献标识码 A 基金项目 中国矿业大学青年科研基金资助 2 0 0 5 A 0 0 3 。 【 摘要】 评述了国内外常用防灭火技术的现状， 并分析了常用技术的主要优缺点； 列举防灭火技 术的最新研究进展， 包括粉煤灰固化泡沫技术、 三相泡沫技术、 悬浮山砂的稠化剂技术等； 介绍新技 术的特点及应用情况。在防治矿井煤炭自燃的过程 中， 由于煤 自燃特点及矿井的实际条件， 单一的 手段难以起到完全理想的效果， 往往是 多种防灭火技术综合作用 的结果。 【 关键词】 矿井； 煤炭自燃； 防灭火技术； 综合作用； 研究进展 Pr e s e n t S i t u a t i o n a n d De v e l o p me n t o f Mi n e Fi r e Co n t r o l T e c h n o l o g y Q I N B o t a o ， A 8 o c ．P r o f ． WA NG De mi n g ， Pro f． S c h o o l o f S a f e t y E n g i n e e ri n g ，C h i n a U n i v e r s i t y o f Mi n i n g T e c h n o l o g y ； S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f C o a l R e s o u r c e sMi n e S afe t y ，X u z h o u 2 2 1 0 0 8 ，C h i n a Abs t r a c t Co n v e n t i o nal t e c h n o l o g i e s f o r mi n e fi r e c o n t r o l i n t h e wo r l d we r e i n t r o d u e e d。a n d t h e i r ma i n a d v a n t a g e s an d d i s a d v an t a g e s we r e a n aly z e d． Ne w d e v e l o pme n t i n t h e t e c h n o l o g i e s for s p o n t a n e o us c o m- b us t i o n o f c o al wa s e x p a t i a t e d，s u c h a s c o al- a s h - s o l i d i fie d foa m t e c h n o l o gy ，t h r e e - p h a s e foam t e c h n o l o gy an d g e l a t i ni z e r t e c h n o l o gy wi th s u s p e n d s a n d s ． M e an wh i l e， the i r c h a r a c t e ris t i c s an d a p p l y i n g s i t ua t i o n we r e i n t r o d uc e d．I t i s c o n c l ud e d t h a t wh e n t h e s p o nt a n e o us c o mb us t i o n o f c o al O C C U rs ，s i n g l e t e c h n o l o gy i s hard t o c o n t r o l the fir e d u e t o the c h ara c t e r i s t i c s o f c o al c o mb u s t i o n an d t he a c t u a l i t y o f c o al mi n e s ． S o， fir e c o n t rol i n c o al mi n e n e e d s the c o l l e c t i v e e ffe c t s o f mu l t i - t e c hn o l o g i e s ． Ke y wo r d s mi n e s； s p o n t an e o u s c o mb us t i o n o f c o al ； fir e c o n t r o l t e c h n o l o gy ； c o l l e c t i v e e f f e c t s； de v e l o p me n t 0 引 言 煤炭是我 国的主要能源 ， 在 国民经济能源结构 中占据很重要 的位置 ， 占我 国一次能源消费的 7 0 ％ 以上 ⋯。随着国民经济 的快速发展 ， 煤炭 的需求量 越来越大 ； 近几年 ， 原煤产量快速增长 ， 仅 2 0 0 4年全 国原煤产量就超过 了 1 9亿吨。在原煤产量快速增 长的同时， 必须保证矿井的安全高效开采 ， 矿井火灾 是煤矿的主要 自然灾害之一。而煤炭 自燃又是矿井 火灾 的主要形 式， 在我 国国有 重点煤矿 中， 有 5 6 ％ 以上 的矿井都存在 自燃发火 的危险， 由煤炭 自燃而 引起 的火灾 占矿井火灾总数 的 9 0 ％以上 J 。近年 来， 综采放顶煤技术得到大力的推广和应用， 使煤矿 生产效率大幅提高， 但该方法冒落高度大、 采空区遗 留残煤多、 漏风严重， 使得矿井煤炭自 燃发火频繁发 生 ， 已成为制约矿井安全生产与进一步发展的主要 因素之一 J 。我国新疆、 宁夏、 内蒙等区还存在大 面积 的煤 田火灾 ， 每年烧损煤量 1 0 0 01 3 6 0万吨 ， 文章编号 1 0 0 3 3 0 3 3 2 0 0 7 1 2 0 0 8 00 6 ； 收稿 日期 2 0 0 7 0 7 0 6 ； 修稿 日期 2 0 0 71 1 3 0 维普资讯 第 1 2期 秦 波 涛 等 矿 井 防 灭 火 技 术 现 状 及 研 究 进 展 8 1 经济损失超过 2 0 0亿元 。煤炭 自燃产生大量 的 s 0 ， ， H， S ， C O和 C O 气体 ， 严重污染环境 ； 煤 田火灾 还造成大面积的植被破坏， 使土壤沙漠化。 此外 ， 为防止瓦斯事故 ， 我 国的高瓦斯矿井都采 用瓦斯抽放作为治理瓦斯 的根本措施 ， 但是 在瓦斯 抽放过程中， 由于增加了抽放区域 的漏风 ， 因瓦斯抽 放引起的煤炭 自燃 问题又变得十分突出。因此 ， 一 旦矿井发生煤炭 自燃 ， 轻则影响生产 ， 重则可能烧毁 井下的全部生产设备及导致 矿井的停产 ， 带来 巨大 的经济损失 ， 近些年来 ， 我 国因在开采过程 中采空区 发生煤 自 燃而封闭的工作面超过 1 0 0 0个， 每个面 的直接经济损失都超过数千万元 。最严重 的后果也 很可能引发重特大瓦斯煤尘爆炸事故 ， 导致特别重 大的人员伤亡和经济损失 ， 在最近 1 O年时间里 ， 就 多次发生 了由于矿井煤炭 自燃引发瓦斯爆炸的重特 大事故， 如2 0 0 3 年 1 1 月 1 4日， 江西某矿采煤工作 面 由于煤炭 自燃引发特大瓦斯爆 炸 ， 死亡 5 1人 ， 等 等。因此 ， 煤炭 自燃 发火 的危害及其防治越来越受 到煤矿安全工作者的关注。 煤炭 自燃是具有 自燃倾向性的煤在有适宜的供 氧量、 有蓄热氧化环境和时 间的条件下发生的物理 化学变化 的结果 。影响煤炭 自燃 的因素很多 ， 影 响 过程也极其复杂 ， 但归根到底只有人为因素和 自然 因素两大类 。煤炭 自燃火灾的发生须具备 以下几个 条件 ， 其相互的关系如下图所示。 煤 层 自燃 火 灾 发 生 条 件 图 从上 图看出， 在防治煤层 自燃的时候 ， 任何防灭 燃 ， 必须掌握现有的防灭火技术和该领域 的最新研 火技术和材料只要切断其中的任何一个乃至全部条 究 进展。但是 ， 在防治矿井煤 炭 自燃过程 中， 没有 件， 那么就可以起到有效的防治效果 。因此 ， 所采用 一种材料是万能的， 通常都是几种 防灭火技术和材 的防灭火技术与材料须满足以下条件 料综合作用的结果， 关键是要分析煤炭 自燃的发生 1 覆盖煤体并封堵松散煤体的空隙 ， 减少甚至 发展状况 、 位置及根据矿井的实际条件 ， 选择合适的 杜绝漏风 ， 隔绝煤体与氧气 的接触。 技术和手段。 2 充分惰化存在煤层 自燃 的采空区。 3 吸收煤体周围空间储存 的热能， 降低煤温。 4 破坏煤体表面的各种活性基 团结构 ， 阻化煤 氧反应 。 近几年 ， 防灭火技术在我国取得 了长足的进步 ， 有一大批高等院校和科研院所的专家、 学者都一直 在从事该领域的研究 工作 ， 为我 国煤矿 的安全事业 特别是火灾防治方面作 出了很大 的贡献 ， 成功地治 理 了多起矿 井煤炭 自燃灾 害。例如 2 0 0 3年 1 O月 2 4日， 宁夏 白芨沟矿采空区发生 了我 国建国以来最 大的煤矿井下煤炭 自燃发火 ， 全矿井被迫封闭。在 火灾治理过程中， 采用注三相泡沫为主， 同时结合注 浆、 水封、 均压及大流量注氮等技术 ， 成功地扑灭并 安全启封 了该特大型火区。 因此 ， 为了保证矿井安全开采 ， 有效防治煤层 自 1 国 内外常规防灭火技术及评述 为了防治煤炭 自燃 ，国内外广泛采用注水 、 灌 浆、 喷洒阻化剂 、 注惰气 等技术 。近年来 ， 又较广泛 地采用 了凝胶 、 胶体泥浆 、 阻化汽雾 、 泡沫树脂等防 灭火技术。该类技术对保证矿井安全生产起了重要 作用 ， 推动 了矿井防灭火科技 的进步 。 在 2 O世纪 5 O年代 ， 灌浆技术成为我国煤 矿防 灭火技术的主要手段 ， 并且一直沿用到今 天。所谓 的预防性灌浆技术就是指将水和灌浆材料按适 当的 比例混合 ， 配制成一定浓度的浆液 ， 经过铺设的输浆 管路利用 自燃压差或泥浆泵送到可能发生煤炭 自燃 的区域 ， 以防止 自燃火灾的发生 。 灌浆技术是一项传统的、 简单易行的、 比较可靠 的防灭火技术 。在一些缺少灌浆材料的矿区 ， 通常 维普资讯 8 2 中国安全科学学报 C h i n a S a f e t y S c i e n c e J nama l 第 1 7 卷 2007拄 采用注水来代替灌浆， 增加煤体的水分， 也取得了较 好的效果。 阻化剂技术在美国、 波兰、 前苏联等国家得到了 较好的应用 ； 近些年来 ， 阻化剂技术在我国也得到推 广应用 。该技术主要是让水溶液附着在易被氧化的 煤体表面， 惰化煤体表面的活性结构， 阻止煤与氧气 的接触 的作用。 惰性气体技术从 2 0 世纪 7 0 年代开始在德、 法、 英等发达国家煤矿中大量使用； 从 8 0年代起 ， 我国 开始了氮气防灭火技术的研究与推广。 近年来 ， 凝胶技术在我 国得到较广泛应 用。凝 胶分为无机凝胶和高分子凝胶两大类 ， 其 防灭火机 理是凝胶通过钻孔或煤体裂隙进入高温区， 其中一 部分未成胶时在高温下水分迅速汽化， 快速降低煤 表面温度， 残余固体形成隔离层， 阻碍煤氧接触而进 一 步氧化 自燃 ； 而流动 的部分混合液 随着煤体的温 度的升高， 在不远处及煤体孔隙里形成胶体， 包裹煤 体， 隔绝氧气， 使煤氧化、 放热反应终止； 干涸的胶体 还可以降低原煤体的孔隙率， 使得通过的空气量大 大减少 ， 从而抑制复燃 。 目前国内外 主要 防灭火 技术及优缺 点￡ 如 下表所示 。 防灭火技术与材料 的主要优缺点表 常用防灭火 主要材料 优点 缺点 经济成本 技术 m 应 用矿 区 1 ． 只流 向地势低 的部位 ， 不 能向高处堆积， 对中、 高及顶板 黄泥、 粉煤灰， 1 ． 包裹煤体， 隔绝煤 煤体起不到防治作用； 枣庄矿业集团、 大 预防性灌浆 矸石、 砂子、 水泥 与氧气的接触 ； 2 ． 浆体不能均匀覆盖浮煤； 屯煤电公司、 兖州矿 技术 砂浆、 石膏、 高水 2 ． 吸热降温； 容易形成“ 拉沟” 现象； 覆盖面 1 0 3 0 业集团、 铁法煤业集 3 ． 工艺简单； 积小； 团、 双鸭山矿业集团 材料等 。 4 ．成本较低。 3 ． 易跑浆和溃浆 ， 造成大量 等全国大部分矿区。 脱水， 恶化井下工作环境， 影响 煤质。 1 ． 流动性强 ， 覆盖面积小 ， 只 1 ． 吸热降温速度快 ， 流向地势低的部位， 难 以在高 大量的水能迅速降低火 处停留； 源表面的温度； 2 ． 易 出现 “ 拉 沟” 现象而跑 矿 井 水 或 自 2 ． 大量的水蒸气能降 水 ， 恶化井下环境； 注水技术 3 ． 流过一些空隙， 会把微小 很少 贵州六枝矿 区、 重 来水 低空气 中氧气 的浓 度， 的煤尘 冲刷走 ， 增加煤体的空 庆的一些矿区等。 有 利 于 惰 化 防 灭 火 隙率 ，使漏风通道更加通畅； 区域 ； 4 ． 一 旦水分挥发到一定程度 3 ．成本低。 后 ，容易放出润湿热， 使煤层 自 燃的可能性增加。 M g C l 、 水玻璃、 N a C I 、 C a O H 2 以 1 ． 惰化煤体表面活性 1 ． 不容易均匀 分散在 煤体 抚顺 、新 疆 乌鲁木 阻化剂技术 及有机物质如 甲 结构， 阻止煤炭的氧化 ； 上 ， 且喷洒工艺难实施； 3 0 5 0 齐、 枣庄、 陕西铜川、 基纤维素、 离子型 2 ． 吸热降温， 并使煤 2 ． 腐蚀井下设备 ， 影响井下 湖南杨梅山矿区等 。 体长期处于潮湿状态。 工人的身体健康。 表面活性剂等。 1 ． 减少区域氧气浓度； 1 ．易 随漏风扩散， 不易滞 留 枣庄矿业集 团、 兖 惰性气体 氮 气、 二氧 化 2 ． 可使火区内瓦斯等 可燃性气体失去爆炸性； 在注入的区域内； 成本较低 州矿业集团、 阜新矿 技术 碳等惰性气体。 2 ． 注氮机需要经常维护； 业集团、 大屯煤 电公 3 ．对井下设备无腐蚀， 3 ．降温灭火效果差。 司等。 不影响工人身体健康 。 维普资讯 第 1 2期 秦 波 涛 等 矿 井 防 灭 火 技 术 现 状 及 研 究 进 展 8 3 续表 常用防灭火 主要材料 优点 缺点 经济成本 技术 T r _／ m 应用矿区 1 ． 工作量大； 罗 克休、 马力 1 ． 聚胺酯泡沫抗压性 2 ． 成本高； 散、 高水 速凝 材 好、 堵漏效果好 ； 3 ． 聚胺酯泡沫在高温下分解 兖州矿业集团、 徐 堵漏技术 8 0 1 0 o 0 料、 堵漏凝胶、 聚 2 ．隔绝 氧气 进 入煤 放出有害气体； 州矿业集团等。 胺酯泡沫等。 体 ， 防止漏风效果较好。 4 ． 罗克休等泡沫材料高温下 易燃烧 。 1 ． 包裹煤 体、 封堵裂 1 ． 流量小。 流动性差， 较难大 铵盐凝胶 面积使用； 6 08 0 隙效果较好 ； 2 ． 时间长了胶体会龟裂； 兖州矿业集团、 徐 凝胶技术 2 ． 耐高温； 3 ． 胺盐凝胶会产生有毒有害 州矿业集团、 枣庄矿 3 ． 对 局 部火 源 效果 业集团等矿区。 高分子凝胶 气体； 1 0 01 5 0 明显 。 4 ． 成本较高。 1 ． 避免“ 拉沟” 现象； 惰性气体 氮 气泡 沫、 二 2 ． 水能均匀分布； 1 ． 泡沫很容易破灭； 原苏联、 法 国、 波 泡沫技术 氧化碳泡沫等 3 ． 适于采空区或煤堆 2 ．只有液相水 ， 一旦水分挥 成本较低 兰、 保加 利亚、 捷 克 发 ， 防灭火性能就消失。 等国应用较多。 深部的煤炭自燃 。 2 粉煤灰 固化泡沫防灭火技术 3 三相泡沫防灭火技术 粉煤灰 固化泡沫是 以粉煤灰和水泥为基材 ， 添 加一定的复合添加剂， 通过物理机械的发泡方式， 形 成水 、 气、 固三相泡沫状态 的粉煤灰 固态物质 ， 发泡 倍数 28倍可调节 ， 形成了具有抗压能力 的轻质 固 态材料 。注入采空 区或 高 冒区 的泡沫体在 一定 时间内具有流动性 ， 可进入包括松动 圈在 内的所有 空间和缝隙 ， 在一定时间内产生凝 固并逐渐固化 ， 因 此 ， 可 以有效充填整个漏风空 间和松动圈缝隙； 由于 矿用固化泡沫固化前流动性较好 ， 不需要很高压力 就可实现有效扩散 ， 使接顶时只需要 0 ． 2 0 ． 5 MP a 充填压力就可以实现有效接顶和扩散 ， 因此 ， 充填设 备功率较小、 成本低， 作业安全简便。该技术目前已 在铁法煤业集团、 兖州矿业集 团等矿区得 到初 步的 应用。 粉煤灰固化泡沫具有如下特点 1 堵漏风效果好 ， 防灭火效果 明显 ， 适用 于煤 矿井下各种堵漏风的防灭火。 2 防火泡沫流动性好 ， 堵 漏风充填可靠 ， 灭火 泡沫胶凝早 ， 强度增 长快 ， 强度高 ， 适宜巷 道空洞直 接堆积垛起 ， 可快速熄灭高顶火灾。 3 材料易取 ， 尤其是利用粉煤灰可改善 电厂环 境降低除灰成本。 4 固化泡沫安全性 、 环保性好。 充分利用现有 常规 防灭火技术与手段 ， 同时又 能克服 目 前注浆、 注惰气、 注惰气泡沫、 注阻化剂等 防灭火技术 的不足 ， 中国矿业 大学通风 防灭火课题 组提出了三相泡沫防灭火新技术 卜 ] 。 所谓三相泡沫是指在粉煤灰或黄泥浆液 中添加 极少量 的发泡剂、 稳泡剂等添加剂并引入氮气 ， 通过 三相泡沫发泡器物理机械发泡 ， 形成粉煤灰或黄泥 颗粒均匀地 附着在气泡壁上 的多相体系。并针对 固 体不燃物 粉煤灰 、 黄泥 介质 的特性 ， 研制 出了具 有较高发泡倍数和泡沫稳定时间较长的三相泡沫发 泡剂和相应 的三相泡沫发泡器。 粉煤灰或黄泥三相泡沫不完全等同于浮选学科 中的三相泡沫。浮选 中的三相泡沫 ， 它只是将要 浮 选的固体颗粒粘附在泡沫上 ， 而并不一定将水全 部 变成三相泡沫的液膜 ， 因此 ， 一般都会出现上层是带 固体颗粒的泡沫 ， 而下层则是水 。而 防治煤炭 自燃 的三相泡沫 ， 是需要将全部 的水形成三相泡沫 的液 相成分 ， 充分地利用水 的防灭火特性 ， 使粉煤灰或黄 泥颗粒、 气体、 液体全部存在于三相泡沫体系中。 三相泡沫充分利用粉煤灰或黄泥包裹覆盖可燃 物的性能、 水的吸热降温作用和氮气的窒息能力来 防治煤炭 自 燃与灭火 ， 并将这三相作为一个有机的 整体长时间保 留在采空区 ， 充分发挥 三相材料 的防 维普资讯 8 4 中国安全科学学报 C h i n a S a f e t y S c i e n c e J o u rna l 第1 7 卷 2007定 灭火功能。 该技术特别适用于扑灭和防治采空区大面积火 灾、 防治大倾角俯采综放采空区煤炭 自燃 、 捕寻采空 区高位和隐蔽火源等。该技术 目前已在枣庄柴里煤 矿、 阜新五龙煤矿、 宁煤集团 白芨沟煤矿 、 新疆大黄 山矿、 贵州水城大湾矿、 淮南国投新集一矿、 义马耿 村矿、 铁法大兴矿、 淮北朱仙庄矿、 孟加拉孟巴矿等 6 0多个矿井得到 了成功的应 用。尤其在治理 宁夏 白芨沟特大区域火灾 、 义 马 1 2 1 9 0工作 面巷道特 大 高冒火灾以及辽宁铁法大兴矿综放倾斜俯采工作面 采空区防灭火 ， 三相泡沫技术起到了关键的作用 ， 取 得了显著的经济效益与社会效益。 三相泡沫兼有 了一般注浆 、 注惰气 泡沫、 注氮 气、 注阻化剂等防灭火技术的优点 ， 又克服了一般技 术的不足， 具有以下的特点 1 泥浆通过注入氮气发泡后形成三相泡沫， 体 积量大幅度增大， 在采空区中可向高处堆积， 对低、 高处的浮煤都能覆盖， 能够避免“ 拉沟” 现象； 注入 在采空区的氮气被封装在泡沫之中， 能较 长时间滞 留在采空区中， 充分发挥 氮气 的窒息 防灭 火功能 。 这是三相泡沫比一般单纯注浆、 注氮气的优越之处。 2 三相泡沫 中含有粉煤灰或黄泥等 固态物质 ， 这些固态物质是三相泡沫面膜 的一部分 ， 可较长 时 间保持泡沫的稳定性 ， 即使泡沫破碎 了， 具有一定粘 度的粉煤灰或黄泥仍然可较均匀地覆 盖在 浮煤上 ， 可持久有效地阻碍煤对氧的吸附， 防止煤的氧化， 从 而有效地防治煤炭自 燃发火。这是三相泡沫比两相 泡沫的优越之处。 3 三相泡沫发泡剂添加 了阻化剂 ， 因此 ， 其发 泡剂本身就是一种很好 的阻化材料 ， 能均匀 的分散 在煤体上， 能有效地阻止煤氧结合官能团的产生和 自由基 的链式反应 ， 对煤的 自燃有很好的阻化效果 ； 另外发泡剂作为一种表面活性剂 ， 可以改善煤体 的表面的润湿性能 ， 从而能使煤吸收更多的水分 ， 极 大地增加煤体的湿度； 同时， 含有发泡剂的水能在煤 体表面形成一层水膜， 隔断煤与氧气的结合。这是 三相泡沫 比一般的注水、 注阻化剂的优越之处 。 4 充分利用现有的注浆 、 注氮系统， 投资少 ， 设 备简单， 操作方便， 可连续大流量灌注。可进行沿顺 槽采空区埋管、 综采 综放 支架插管、 地面打钻和 与其他防灭火技术手段相互配合使用等多种注三相 泡沫的工艺 ， 并在现场得到 了广泛应用。 4 稠化剂砂浆防灭火技术 我国西北地区如新疆、 内蒙古和宁夏等地， 煤层 埋藏浅 ， 地表漏风严重 ， 煤炭 自燃频繁发生 ； 该地 区 地表缺土少水， 也无粉煤灰资源， 采用常规的黄泥 粉煤灰 注浆防灭火技术 面临困难 。神东矿 区地 表砂源丰富， 山砂可以作为注浆防灭火材料。 单纯的注砂很容易沉淀到管底造成堵管现象， 且对管道的磨损也相 当严重。为 防止堵管 ， 一般水 砂 比达1 0 1 以上 ， 需水量大 ， 同时砂浆在井下的脱水 量也大 ， 恶化井下 的工作环境 ， 还影响煤质 ， 同时山 砂对管道的磨损也相 当严重。此外 ， 砂子一旦脱水 ， 会严重影响井下环境， 且砂子对煤体的包裹效果就 差 ， 影响防灭火效果。但采用通常的注砂方法要求 水砂 比为 7 1 至 1 1 1 ， 需大量用水 ； 砂浆到井下后易 脱水 。 一 种用来防治煤炭 自燃的悬砂稠化剂 J ， 将 悬砂稠化剂和添加 的山砂充 分混合 ， 使 山砂完全悬 浮在液体 中， 形成山砂稠化剂溶液 ， 然后经输送管道 将其均匀喷洒覆盖在煤层上， 防灭火效果显著， 在砂 源丰富的矿区具有广泛 的适用性 ， 现已在神东矿 区 得到初步 的应用。 该稠化剂具有如下的特点 1 有很 强的吸水 能力 ， 并 能将 砂 和水 固结在 一 起而不易脱水 ， 很好地保持 了井下环境和长时间 的防灭火效果， 同时当砂浆遇高温时， 能充分吸热蒸 发 ， 带走更多的热量。 2 当砂浆中的水分被慢慢蒸发掉后 ， 覆盖在煤 层上的砂就会固结成砂块， 并具有很高的强度， 能完 全隔绝 了煤氧的结合 。 3 砂浆中的山砂可 以捕获煤炭 自燃生成 的 自 由基 ， 从而阻断煤 的低温氧化过程。 4 含有山砂稠化剂的砂水混合溶液在管道 中 流动时能形成减阻界面 ， 大大地减缓 了对 管道的磨 损 ， 同时也消除了堵管现象， 有利于进行管道长距离 的输送 ， 便于现场大规模的应用。 5 砂浆稠化剂材料成本低 ， 无毒无味无害， 不 污染环境 ， 是理想的环保产品。 5 结 论 1 常规的防灭火技术对 保证矿井安全生产起 了非常重要的作用， 但是这些技术都还存在一些不 足。为了充分发挥现有防灭火技术的优点， 克服其 维普资讯 第 1 2期 秦 波 涛 等矿 井 防 灭 火 技 术 现 状 及 研 究 进 展 8 5 缺点， 需要在此基础上开发研制新 的防灭火技术 和 材料。 2 介绍了防灭火技术 的最新研究进展 和这些 新技术的特点及应用情况 ， 包括粉煤灰 固化泡沫技 术、 三相泡沫技术、 稠化剂砂浆技术等。这些新技术 都是在现有防灭火技术基础上的提高和完善。 3 在防治矿井煤炭 自燃过程中 ， 没有一种材料 是万能的， 通常都是几 种防灭火技术 和材料综合作 用 的结果 ， 关键是要分析煤炭 自燃的发生发展状况、 位置及根据矿井的实际条件 ， 选择合适的技术和 手段。 参 考 文 献 黄素逸． 能源科学导论E M] ． 北京 中国电力出版社， 1 9 9 9 李学诚． 中国煤矿安全大全[ M] ． 北京 煤炭工业出版社， 1 9 9 8 黄福昌， 崔洪义， 王振平等． 兖州矿区矿井通风安全技术E M] ．北京 煤炭工业出版社， 2 0 0 1 胡社荣 ， 蒋大成． 煤层自燃灾害研究现状与防治对策I- J ] ． 中国地质灾害与防治学报 ， 2 0 0 0 ， 1 1 4 6 9 ～ 7 1 中国矿业编辑部． 煤田自燃年损失 2 0 0亿元I- J ] ． 中国矿业 ， 1 9 9 9 ， 8 1 2 1 霍中刚， 高玉峰， 刘继文． 凝胶 一汽雾阻化防火技术在易燃分层复采工作面的应用I- J ] ． 煤矿安全， 2 0 0 0 ， 3 1 7 1 7～1 9 金龙哲， 靳瑞英， 蒋仲安． 矿井安全作业采用的填充密闭材料 一 泡沫树脂及其应用I- J ] ． 中国安全科学学报 ， 1 9 9 9 ， 8 5 3 2～ 3 5 邓军 ， 徐精彩， 王洪权． 新型复合胶体防灭火技术及应用I- J ] ． 煤矿安全， 2 0 0 1 ， 3 2 1 2 4 2～ 4 4 徐精彩 ， 文虎， 邓军． 凝胶防灭火技术在煤层内因火灾防治中的应用I- J ] ． 中国煤炭， 1 9 9 7， 2 3 5 2 8～3 0 刘英学， 邬培菊． 黄泥灌浆防止采空区遗煤自燃的机理分析与应用I- J ] ． 中国安全科学学报， 1 9 9 7 ， 7 1 3 6～ 3 9 刘英学． 清水灌注抑制易燃采空区遗煤氧化及自燃的机理研究与应用I- J ] ． 煤炭学报 ， 2 0 0 2 ， 2 7 3 2 3 7～ 2 4 1 郭玉森． 气雾阻化防治工作面采空区煤炭自燃的实践I- J ] ． 煤矿安全， 2 0 0 2 ， 3 3 8 1 7～1 9 杨文华译． 用空气泡沫扑灭内因火灾 译自俄文 I- J ] ． 煤矿安全， 1 9 8 7 ， 1 8 6 5 0～ 5 1 赵玉岐， 李改云． 惰性泡沫防灭火I- J ] ． 河北煤炭， 1 9 9 7 1 1 2～1 4 王省身， 张国枢． 矿井火灾防治[ M] ． 徐州 中国矿业大学出版社， 1 9 9 0 宋文忠． 无机固化粉煤灰防灭火充填材料及其固化机理的研究I- D ] ． 徐州 中国矿业大学[ 博士论文]， 2 0 0 2 王德明． 矿井防灭火新技术 一三相泡沫[ J ] ． 煤矿安全， 2 0 o 4 ， 3 5 7 1 6 秦波涛． 防治煤炭自燃的三相泡沫理论与技术研究[ D] ． 徐州 中国矿业大学[ 博士论文] ， 2 0 0 5 王德明， 李增华， 秦波涛等． 一种防治矿井火灾的绿色环保新材料的研制[ J ] ． 中国矿业大学学报 ， 2 0 0 4 ， 3 3 2 20 5～20 8 Q I N B o T a o ，WAN G D e m i n g ，L I Z e n g h u a ，e t a 1 ．P r o d u c t i o n a n d p r o p e r t i e s o f a t h i c k e n e r w i t h a b i l i t y of s u s p e n d s a n d E J ] ．J o u r n a l of C h i n a U n i v e r s i t y of Mi n i n g＆T e c h n o l o g y ， 2 0 0 6， 1 6 2 1 1 51 1 8 妇 刀 维普资讯