[发明专利]一种固化脱氧泥胶泡沫防治煤矿高冒区火灾方法及装备

说明书

本发明公开了一种固化脱氧泥胶泡沫防治煤矿高冒区火灾方法及装备，涉及添加煤矿防灭火液体物料。该工艺主要包括进风接头、固化脱氧泥胶泡沫发生装置、高冒区冲孔装置、注射控制器、高压喷射管等；该装备主要将固化脱氧泥胶泡沫发生装置和冲孔装置高度集成为一套性能稳定、操作简易的完整装备；固化脱氧泥胶泡沫兼具脱氧、发泡、封堵、抗烧等优势；集成装备冲孔及充填效果良好，注射工艺简单有效，固化脱氧泥胶泡沫可快速充填多孔高冒火区，完成贫氧环境下强力脱氧、快速起泡固化、持久封堵裂隙及耐热；实现置换高帽火区热量、消耗并隔绝火区氧气、惰化高冒火区环境的效果；该发明装备结构简单，可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种矿用固化脱氧泥胶泡沫防治煤矿高冒区火灾方法及装备，适用于煤矿井下防灭火领域，尤其针对巷道高冒区火灾，属于矿山安全工程技术领域。

背景技术

煤层自燃是常见的矿井火灾之一，常发生在采空区、巷道高冒区等地方。由于高冒区孔洞周围存在大量孔裂隙，煤体极为破碎，若巷道有大量风流通过，在漏风供氧和蓄热持续一定时间的情况下，易引发巷道高冒区煤层自燃。巷道高冒区煤层自燃产生大量的烟尘、CO等有毒有害气体会迅速进入其他巷道，严重威胁矿井安全生产。近年来，我国发生多起因煤炭自燃引发的大型事故，如2019年11月19日，山东济宁梁宝寺煤矿3306皮带顺槽迎头后高帽点处发生火灾并起烟，皮带顺槽门以里300米处CO浓度达到400ppm，事故发生点附近温度很高，救援人员无法进入，造成11人被困，救援难度大；经分析得知事故原因是通防工区对高帽点进行注高分子喷涂材料，造成高分子材料反应发热，发生自燃冒烟；故高冒区防灭火材料的选择对于煤矿的安全生产是尤为重要的。

目前，国内外主要采用灌浆的防灭火技术来防治采空区和巷道煤自燃，但是泥浆被注入火区后，由于泥浆自身属于流体性质，受重力作用只能流向地势低的部位，不能向高处堆积，对中、高及顶板煤体无法起到防治作用，尤其很难到达高冒区上部的防火区域；浆体不能均匀覆盖浮煤，覆盖面积小且容易流失，会产生裂隙导致无法堵漏并隔绝氧气，泥浆的流失还会恶化井下的工作环境；随灌浆后时间流逝，泥浆大量的脱水会造成吸收热量减少，火区降温灭火效果明显减弱，脱水后泥浆发生溃散，影响煤质。

针对巷道高冒区火灾防治过程中材料流失严重、防灭火效率低下等问题，研发了快速固化型脱氧泥胶泡沫材料，具有快速固化、含水量高、附着力强，脱隔氧能力强、堵漏效果好等特点，同时，应用工艺简单，制泡装置简易安全，采用高位钻孔向高冒区定向压注固化脱氧泥胶泡沫火材料。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种固化脱氧泥胶泡沫防治煤矿高冒区火灾的工艺及装备，能够提高煤矿高冒区全区域的火灾防控效果。

本发明实施例一提供一种固化脱氧泥胶泡沫防治煤矿高冒区火灾的工艺系统，包括：固化脱氧泥胶泡沫发生及冲孔装置，其进口段分别与进浆接头、进料接头、分流转换器相连，出口端与泥浆管相连，生产固化脱氧泥胶泡沫以及为注射控制器提供压力水及固化脱氧泥胶泡沫；注射控制器，进口段与所述泥浆管相连，用于压力水或固化脱氧泥胶泡沫的压注；煤尘采收装置，与煤尘收集箱相连，用于冲孔后煤尘的回收。

优选的，所述固化脱氧泥胶泡沫发生及冲孔装置包括固化脱氧泥胶泡沫发生装置和冲孔装置，所述固化脱氧泥胶泡沫发生装置和所述冲孔装置被集成在同一设备中。入口端设置有三个进口，其中包括：驱动力进口、泥浆进口、添加剂进口；驱动力进口设有2个进口阀，用于调节压风或压力水的进入，所述驱动力进口与分流转换器相连，所述分流转换器分别与进风接头和进水接头相连，所述进风接头为固化脱氧泥胶泡沫发生装置提供压风驱动力所述进水接头为冲孔装置提供压力水驱动力；所述泥浆进口设置有1个进口阀，用于调节泥浆的进入，所述泥浆进口与进浆接头相连；所述添加剂进口与进料接头相连。出口端根据所述进口阀的调节输出压力水或固化脱氧泥胶泡沫，用于高冒区的煤隙冲孔或固化脱氧泥胶泡沫压注。