[00713311]易燃厚煤层高冒区惰化抑爆防灭火技术及材料研究

简要技术说明：1、任务来源自选。2、应用领域：应用于煤矿易燃厚煤层高冒区的防灭火。3、技术原理：易燃特厚煤层巷道高冒区的防火和抑爆技术是国内、外煤矿的一大难题。该课题针对平顶山天安煤业香山矿有限公司易燃特厚煤层高冒区的防火问题，采用PX新型防灭火材料与泡沫、氮气联合使用的方法及工艺，对高冒区进行有效快速抑爆灭火，有效防治高冒区自燃发火。4、主要研究内容：(1)研究厚煤层高冒区自燃发火机理及标志性气体；(2)研究厚煤层高冒区煤体内温度和气体监测技术；(3)研究高冒区隋化抑爆防灭火材料；(4)研究高冒区堵漏、阻化、降温防火技术；(5)研究高冒区快速惰化抑爆灭火技术。5、PX防灭火材料主要技术指标：(1)pH值=7-8，密度约等于1.2；(2)固水性好，能够锁住绝大部分水分；(3)成胶时间：具有可控性，几十秒到十分钟不等；(4)粘度特征：轻度粘手，但对皮肤无任何伤害；(5)开始变稠时间：具有可控性，几十秒到几分钟不等；接近最大稠度时间同样具有可控性，几分钟到十分钟不等；(6)现象特征：无结块，容易搅拌均匀，粘稠度稳定，附壁性良好。6、该项目与国内外同类研究、同类技术的综合比较(1)与注黄泥浆、粉煤灰相比国内外对高冒区进行注黄泥浆或注粉煤灰防灭火比较普遍，这种技术虽然成本较低，但是只对高冒的浮煤起降温作用，不能对高冒区堵漏和阻化，而且黄泥浆干裂后，高冒区中浮煤二次氧化速度更快，容易复燃。该项目研制的PX防灭火材料能对高冒区同时进行堵漏、降温和阻化，防火有效，灭火彻底，不会复燃。(2)与注罗克修相比向高冒区注入罗克修后，能迅速充填高冒区，防止高冒区漏风，但这种材料注入高冒区后很快凝结，自己抱团，不能渗入高冒区四周的松动圈，因此高冒区四周的松动圈容易自燃，最后又引燃高冒区浮煤。该项目研制的PX防灭火材料能注入高冒区的裂隙，并长期保持糊状，有效地堵漏。(3)与注凝胶或MEA等防灭火材料相比向高冒区注入注凝胶或MEA等防灭火材料，能有效地对高冒区进行防灭火，但注防灭火材料的工艺均为双液注浆，注浆工艺均复杂，如果材料的配比掌握不好，就达不到防灭火的目的。而该项目研制的PX防灭火材料为单液注浆，工艺简单，流量大。防灭火材料一般都比较昂贵，而该项目研制的PX防灭火材料仅200多元1吨，成本低。(4)国内外均未进行高冒区快速抑爆灭火技术及材料的研究。7、成果的创造性、先进性(1)揭示了香山矿巷道高冒区自燃发火的机理，确定了影响高冒区氧化层厚度的相关因素；研制出了新型的防灭火材料-PX材料，运用单液注浆技术、对高冒区注入PX材料与泡沫氮气实现降温、堵漏和阻化的抑爆灭火新工艺。该鉴定材料通过技术查新，未见有与该课题研究内容相同的文献报道，在新材料研制和技术实施上有一定的创新。该项技术在处理易燃厚煤层高冒区惰化抑爆防灭火技术及材料研究，达到国内领先水平。(2)研制了能单液注浆、对高冒区能同时降温、堵漏和阻化的PX新型防灭火材料，研究了PX防灭火材料与泡沫氮气联合使用的比例，抑爆灭火特性、配套设备和工艺。(3)现场试验表明采用的高冒区防灭火方法具有工艺简单，成本低，防灭火效果好的特点，具有姣好的社会效益和经济效益。8、作用意义：(1)经济效益香山矿试验工作面2008年共计出煤10万吨，其中项目实验期间净增出煤量3万吨，根据已组煤的售价，2008年全年平均为504元/吨。该面创造的总价值为：Q总=(10万吨×504元/吨)=5040万元。项目实验期间的总支出：N总=2001万元。项目实验期间的总效益：X效=Q总-N总=5040-2001=303.9万元。净增效益为：303.9/10×3=911.7万元。(2)社会效益香山矿利用这种新型的抑爆防灭火材料有效地防治了高冒区的自燃发火，并对高温高瓦斯高冒区进行了快速抑爆灭火，保障了工作面的安全回采，取得了显著的社会效益。该项目的成功研究及实施，将在平煤及全国的高冒区矿井有很广泛的推广应用价值。9、应用情况：该项目于2008年3月份在香山矿己16-17-22090工作面进、回风顺槽13个高冒点进行工业性试验，采用PX防灭火材料及该材料的防灭火工艺，不仅对高冒区进行了有效防火，还对原有的高温高瓦斯高冒区进行了快速抑爆灭火，保障了工作面的安全回采。经现场使用证明，该项目产生了较好的社会效益和经济效益。具有很广泛的推广应用价值。应用前景：该项目已经在平顶山天安煤业香山矿有限公司应用实施，经过工业性试验证明，有效地解决了高温高瓦斯高冒区的防火问题，取得了很好的经济效益和社会效益。中国正在开采的煤矿有很多属于易燃厚煤层高冒区工作面，均不同程度的存在防灭火问题。推广利用该项目的技术，解决单绳缠绕式提升机滚筒开裂的问题，对于保障煤矿安全生产，减少停产检修时间，提高矿井的经济效益，具有重要的意义。因此，该项目技术将会在易燃厚煤层高冒区惰化抑爆防灭火技术及材料研究中得到广泛的应用。