[發明專利]一種固化脫氧泥膠泡沫防治煤礦高冒區火災方法及裝備

有效

• 申請號: 202010644010.4
• 申請日: 2020-07-05
• 公開（公告）號: CN111734474B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 陸新曉;王成巖;王明揚;薛雪;史國鈺
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21F5/08
• 分類號: E21F5/08;E21F5/02;E21F5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種固化脫氧泥膠泡沫防治煤礦高冒區火災方法及裝備，涉及添加煤礦防滅火液體物料。該工藝主要包括進風接頭、固化脫氧泥膠泡沫發生裝置、高冒區沖孔裝置、注射控制器、高壓噴射管等；該裝備主要將固化脫氧泥膠泡沫發生裝置和沖孔裝置高度集成為一套性能穩定、操作簡易的完整裝備；固化脫氧泥膠泡沫兼具脫氧、發泡、封堵、抗燒等優勢；集成裝備沖孔及充填效果良好，注射工藝簡單有效，固化脫氧泥膠泡沫可快速充填多孔高冒火區，完成貧氧環境下強力脫氧、快速起泡固化、持久封堵裂隙及耐熱；實現置換高帽火區熱量、消耗并隔絕火區氧氣、惰化高冒火區環境的效果；該發明裝備結構簡單，可靠性高。

技術領域

本發明涉及一種礦用固化脫氧泥膠泡沫防治煤礦高冒區火災方法及裝備，適用于煤礦井下防滅火領域，尤其針對巷道高冒區火災，屬于礦山安全工程技術領域。

背景技術

煤層自燃是常見的礦井火災之一，常發生在采空區、巷道高冒區等地方。由于高冒區孔洞周圍存在大量孔裂隙，煤體極為破碎，若巷道有大量風流通過，在漏風供氧和蓄熱持續一定時間的情況下，易引發巷道高冒區煤層自燃。巷道高冒區煤層自燃產生大量的煙塵、CO等有毒有害氣體會迅速進入其他巷道，嚴重威脅礦井安全生產。近年來，我國發生多起因煤炭自燃引發的大型事故，如2019年11月19日，山東濟寧梁寶寺煤礦3306皮帶順槽迎頭后高帽點處發生火災并起煙，皮帶順槽門以里300米處CO濃度達到400ppm，事故發生點附近溫度很高，救援人員無法進入，造成11人被困，救援難度大；經分析得知事故原因是通防工區對高帽點進行注高分子噴涂材料，造成高分子材料反應發熱，發生自燃冒煙；故高冒區防滅火材料的選擇對于煤礦的安全生產是尤為重要的。

目前，國內外主要采用灌漿的防滅火技術來防治采空區和巷道煤自燃，但是泥漿被注入火區后，由于泥漿自身屬于流體性質，受重力作用只能流向地勢低的部位，不能向高處堆積，對中、高及頂板煤體無法起到防治作用，尤其很難到達高冒區上部的防火區域；漿體不能均勻覆蓋浮煤，覆蓋面積小且容易流失，會產生裂隙導致無法堵漏并隔絕氧氣，泥漿的流失還會惡化井下的工作環境；隨灌漿后時間流逝，泥漿大量的脫水會造成吸收熱量減少，火區降溫滅火效果明顯減弱，脫水后泥漿發生潰散，影響煤質。

針對巷道高冒區火災防治過程中材料流失嚴重、防滅火效率低下等問題，研發了快速固化型脫氧泥膠泡沫材料，具有快速固化、含水量高、附著力強，脫隔氧能力強、堵漏效果好等特點，同時，應用工藝簡單，制泡裝置簡易安全，采用高位鉆孔向高冒區定向壓注固化脫氧泥膠泡沫火材料。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種固化脫氧泥膠泡沫防治煤礦高冒區火災的工藝及裝備，能夠提高煤礦高冒區全區域的火災防控效果。

本發明實施例一提供一種固化脫氧泥膠泡沫防治煤礦高冒區火災的工藝系統，包括：固化脫氧泥膠泡沫發生及沖孔裝置，其進口段分別與進漿接頭、進料接頭、分流轉換器相連，出口端與泥漿管相連，生產固化脫氧泥膠泡沫以及為注射控制器提供壓力水及固化脫氧泥膠泡沫；注射控制器，進口段與所述泥漿管相連，用于壓力水或固化脫氧泥膠泡沫的壓注；煤塵采收裝置，與煤塵收集箱相連，用于沖孔后煤塵的回收。

優選的，所述固化脫氧泥膠泡沫發生及沖孔裝置包括固化脫氧泥膠泡沫發生裝置和沖孔裝置，所述固化脫氧泥膠泡沫發生裝置和所述沖孔裝置被集成在同一設備中。入口端設置有三個進口，其中包括：驅動力進口、泥漿進口、添加劑進口；驅動力進口設有2個進口閥，用于調節壓風或壓力水的進入，所述驅動力進口與分流轉換器相連，所述分流轉換器分別與進風接頭和進水接頭相連，所述進風接頭為固化脫氧泥膠泡沫發生裝置提供壓風驅動力所述進水接頭為沖孔裝置提供壓力水驅動力；所述泥漿進口設置有1個進口閥，用于調節泥漿的進入，所述泥漿進口與進漿接頭相連；所述添加劑進口與進料接頭相連。出口端根據所述進口閥的調節輸出壓力水或固化脫氧泥膠泡沫，用于高冒區的煤隙沖孔或固化脫氧泥膠泡沫壓注。