常用的矿井防灭火技术

煤炭燃烧是在一个半开半合的空间内进行的，并且具有燃烧的通性即燃烧三要素：可燃物、合适的氧气浓度以及点火源，这三个条件缺一不可，只有同时具备才能构成矿井自然发火区域。煤炭火灾的治理可以通过降低温度和隔绝氧气的方法进行扑灭。

所以在治理煤炭自燃火灾时，可以从以下三个方面入手：

①阻止煤和氧气的接触，使得煤火窒息熄灭；

②中断煤的氧化复合反应，减少热量产生和积聚升温；

③将煤体表面的活性面及机构进行惰化，降低煤氧复合作用的速率，预防发生自燃现象。

常用的矿井防灭火技术有：

（1）裂隙堵漏技术

就是运用相应技术和手段将通往矿井发火区域的漏风通道堵塞，减少向火区内的供氧量的控制技术。根据使用方法的不同可以分为：表面喷涂封堵、密闭墙封堵和裂隙充填堵漏。主要充填材料有：凝胶类封堵材料，交联高分子分度材料，以水泥为主的无机固化封堵材料，黏土矿物等其他封堵材料。各种封堵材料都有其各自的优缺点，水泥喷浆工作量较大，抗压性差且回弹多，堵漏效果不十分理想；泡沫堵漏效果好，满足压性，但其成本较高，高温环境分解时释放出有害气体；纳米改性弹性体材料具有较好的气密性，延伸率较大，可将其刮、涂在煤岩体及闭墙等漏风处，具有操作简单，使用方便等特点，还可以根据施工需要适当调整固化时间，固化后在表面形成弹性体。

（2）阻化剂喷洒技术

所谓阻化技术指的是向煤体表面喷洒一些具有减小煤体表面氧化活性的材料，降低煤的氧化活性、抑制煤氧发生复合氧化反应的防灭火技术。该技术的实现主要的手段就是往煤体喷注CaCl2、MgCl2等吸水性很强的盐类溶液或惰化阻化剂等。当CaCl2、MgCl2的水溶液附着在煤体表面时，会在其表面形成一层含水液膜，隔绝了煤与氧气的接触，同时也使煤体长期保持湿润的状态，在煤发生低温氧化时不易升温，抑制了煤的发热和燃烧。但是，当煤体受热使水分蒸发减少到一定程度时，就会失去阻化作用，反而促进煤的氧化和自燃，不过在煤田灭火中，由于注水及注浆工程的连续性，会一直保持煤体的潮湿，这种反作用的现象一般不会发生。惰化阻化剂在煤体温度达到一定值时，会发生气化现象，产生惰性阻化气体，阻碍煤中自由基的连锁反应，且在高温条件下会在煤体表面形成一层薄膜，使得煤与氧气隔绝。

（3）胶体防灭火技术

矿井防灭火工作使用的胶体材料体系与化学中的胶体体系有所不同，其胶体主要指水的凝胶、假凝胶、凝胶或假凝胶与泥浆等形成的混合胶体，以及类似凝胶的黏稠流体。胶体灭火材料由固、液两相组成，具有多孔结构凝胶孔洞、吸水性黏土矿物的层间和高分子材料的结构中包藏大量的水，使其呈半固状且难以流动。根据胶体材料的性质与原料不同，可分为稠化凝胶类、凝胶类和复合胶体类。使用胶体对发火区域进行控制具有固水性强，吸热降温效果好、漏风量小、阻化性以及成胶时间可调等优点。但该技术也存在着一定的不足：注胶流量小且流动性差，较难控制大面积发火区域；胶体长时间外露会出现龟裂；胺盐类凝胶高温时会释放有毒有害气体；胶体材料使用成本较高。

参考文献：

[1]李兵.煤田露头火区注液态CO2快速灭火技术数值模拟研究[D].辽宁工程技术大学,2016.