三相泡沫防滅火技術(shù)應(yīng)用工藝VIP

三相泡沫防滅火技術(shù)應(yīng)用工藝中圖分類號(hào)：O648.2+4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：三相泡沫防滅火技術(shù)1三相泡沫的組成及特點(diǎn)防治煤炭自燃的三相泡沫由固態(tài)不燃物（粉煤灰或黃泥等）、氣體（氮?dú)饣蚩諝猓┖退喾罍缁鸾橘|(zhì)組成。其形成是在粉煤灰或黃泥漿液中添加發(fā)泡劑并引入氣體，通過物理機(jī)械攪拌，形成粉煤灰或黃泥顆粒均勻地附著在氣泡壁上的多相體系，這個(gè)多相體系就被稱為三相泡沫。含空氣的三相泡沫利用粉煤灰或黃泥的覆蓋性和水的吸熱降溫性進(jìn)行防滅火，大大提高了防滅火效率。由于三相泡沫發(fā)泡倍數(shù)較高，單位體積的泡沫材料成本大幅下降，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。與現(xiàn)有的防滅火技術(shù)及材料相比，含氮?dú)獾娜嗯菽嬗幸话阕{方法和惰氣泡沫防滅火的優(yōu)點(diǎn)。泥漿通過引入氮?dú)獍l(fā)泡后形成三相泡沫，體積大幅快速增加，被注入后能充斥整個(gè)火區(qū)，因?yàn)槿嗯菽泻芎玫亩逊e性，所以能在火區(qū)中向高處堆積，對(duì)低、高處的浮煤都能覆蓋；三相泡沫能將漿水均勻的分散，有較好的掛壁性，有效地避免漿體的流失，保護(hù)井下環(huán)境；注入到采空區(qū)的氮?dú)獗环庋b在泡沫之中，能較長(zhǎng)時(shí)間滯留在采空區(qū)中，充分發(fā)揮氮?dú)獾闹舷⒎罍缁鸸δ埽蝗嗯菽泻蟹勖夯一螯S泥等固態(tài)物質(zhì)，這些固態(tài)物質(zhì)是三相泡沫面膜的一部分，可較長(zhǎng)時(shí)間保持泡沫的穩(wěn)定性，即使泡沫破碎了，具有一定粘度的粉煤灰或黃泥仍然可較均勻地覆蓋在浮煤上，可持久有效地阻礙煤對(duì)氧的吸附，防止煤的氧化，從而防治煤炭自然發(fā)火，圖1為實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的粉煤灰三相泡沫。此外，三相泡沫是一種工藝簡(jiǎn)便、安全環(huán)保、價(jià)格低廉的防滅火材料。2三相泡沫的發(fā)泡機(jī)理在黃泥（粉煤灰）漿液中加入發(fā)泡劑后，發(fā)泡劑一方面降低了漿液的表面張力，使之形成泡沫；另一方面使黃泥（粉煤灰）顆粒由親水性變成疏水性，使之粘附在氣泡壁上。漿液通過發(fā)泡器后物理發(fā)泡，形成了防滅火三相泡沫。根據(jù)三相泡沫的特點(diǎn)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)專門研究制作了一種適用于形成三相泡沫的發(fā)泡器。研究制作的發(fā)泡器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)泡器無需任何外加動(dòng)力裝置，僅利用漿體的能量，進(jìn)入發(fā)泡器后，在發(fā)泡器與集流器之間的旋轉(zhuǎn)斜面上，成為湍流渦流，使氣-液-固充分混合。由于泥漿和氣體具有較高的動(dòng)能，混合后在低壓區(qū)造成了能量過剩，根據(jù)熱力學(xué)原理，過剩的能量就對(duì)三相混合液做功，同時(shí)由于發(fā)泡劑的存在，形成了大量的具有三相介質(zhì)的泡沫群體。再經(jīng)過被高速泡沫泥漿沖擊的旋轉(zhuǎn)葉輪的進(jìn)一步泡沫細(xì)化后，形成了均勻致密細(xì)膩的三相泡沫。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制的三相泡沫發(fā)泡器已獲得國(guó)家發(fā)明專利（專利號(hào)：ZL02148411.2）。三相泡沫防滅火技術(shù)在下石節(jié)礦的應(yīng)用工藝1、三相泡沫防滅火技術(shù)實(shí)施步驟發(fā)泡劑定量添加泵使用前要預(yù)先向抽取發(fā)泡劑的1寸膠管里灌滿水，然后再開泵運(yùn)行添加三相泡沫發(fā)泡劑；開泵后再打開注漿池閥門，開始注漿。如果漿量太大，需要進(jìn)行分流；并注意防止泥漿倒灌到發(fā)泡劑桶中。當(dāng)?shù)孛骈_始注漿后，井上負(fù)責(zé)人應(yīng)電話通知井下負(fù)責(zé)人員，井下負(fù)責(zé)人員要隨時(shí)注意管路中的漿液；井下發(fā)泡器漿液壓力表的示數(shù)發(fā)生變化后，表明漿液已到達(dá)，立即開啟氮?dú)忾y門加注氮?dú)猓?、三相泡沫在217灌漿巷的應(yīng)用試驗(yàn)一般煤礦都有完善地面防滅火灌漿系統(tǒng)和氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)，便于實(shí)施三相泡沫防滅火技術(shù)，實(shí)施三相泡沫防滅火工藝簡(jiǎn)單。將發(fā)泡劑用定量添加泵在地面或井下合適位置（發(fā)泡器安裝位置前的灌漿管路上）添加進(jìn)灌漿管路中，然后將三相泡沫發(fā)泡器安裝在靠近防滅火地點(diǎn)灌漿管路中，并將氮?dú)夤苈方拥桨l(fā)泡器上進(jìn)氣口上，即可實(shí)施三相泡沫防滅火技術(shù)。4月15日在下石節(jié)礦通滅科技術(shù)人員的協(xié)助下，在217灌漿巷中成功實(shí)施了三相泡沫防滅火技術(shù)。在217灌漿巷實(shí)施的具體參數(shù)為：灌漿管路不分流，根據(jù)地面灌漿的水泵能力估計(jì)漿量在50m3/h左右；開啟一臺(tái)制氮機(jī)，制氮機(jī)的額定流量是350m3/h；發(fā)泡劑添加泵的轉(zhuǎn)速調(diào)在指針對(duì)準(zhǔn)375的位置，一桶發(fā)泡劑的使用時(shí)間為80分鐘左右；發(fā)泡劑在漿液中的濃度為0.3%。結(jié)合井下采區(qū)灌漿巷注三相泡沫實(shí)際效果，得出三相泡沫基本參數(shù)：（1）發(fā)泡倍數(shù)20倍左右，穩(wěn)定時(shí)間高于8小時(shí)；（2）水土比（質(zhì)量比）為4：1；（3）耗漿量：40m3/h左右；（4）注氮管路提供的氮?dú)饬髁繎?yīng)該大于300m3/h；（5）三相泡沫產(chǎn)生量為300600m3/h；（6）發(fā)泡劑使用的比例0.2%0.5%；3、完善三相泡沫防滅火工藝的建議（1）改進(jìn)三相泡沫防滅火系統(tǒng)目前三相泡沫發(fā)泡器的兩端沒有安裝閥門，使得旁通管不能發(fā)揮作用，需要在發(fā)泡器的兩端安裝閥門.（2）注意氮?dú)獾姆€(wěn)定要保證給發(fā)泡器上提供穩(wěn)定高壓大流量的氮?dú)獠拍苁雇ㄟ^發(fā)泡器的泥漿和發(fā)泡劑的混合液生成穩(wěn)定的三相泡沫。發(fā)泡效果不佳時(shí)要檢查氮?dú)獾姆€(wěn)定性，拔出發(fā)泡器上的氮?dú)夤苈罚^察氮?dú)獾拇笮?，如果氮?dú)饬枯^小檢查管路是否漏氣，并建議同時(shí)開啟兩臺(tái)制氮機(jī)提供氮?dú)狻＃?）根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)發(fā)泡劑的添加量和添加位置在其它地方使用時(shí)要根據(jù)灌漿量的大小調(diào)節(jié)定量添加泵上電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)發(fā)泡劑的添加量，防止發(fā)泡劑量添加過多，造成發(fā)泡劑浪費(fèi)。如果漿液在井下不分流，全部注到運(yùn)用三相泡沫防滅火區(qū)域，則可以在地面添加發(fā)泡劑。三相泡沫防滅火技術(shù)使用注意事項(xiàng)（1）黃泥漿水土比例為3：14：1左右,要對(duì)漿液進(jìn)行過濾,防止堵管，過濾篩篩孔直徑不能超過8mm；（2）發(fā)泡器安裝位置距離灌注地點(diǎn)在3050米之間最佳；（3）注三相泡沫前應(yīng)先檢查整套管路系統(tǒng)是否連接好，包括注漿管道、攪拌器和發(fā)泡器裝置、氮?dú)夤苈泛妥l(fā)泡劑裝置；（4）每次開始灌注后都要打開觀察孔觀察發(fā)泡效果，如果發(fā)泡效果不佳，泥漿未全部形成細(xì)密的泡沫，適當(dāng)增加發(fā)泡劑添加量，并檢查氮?dú)饬看笮?，確保泥漿充分發(fā)泡；（5）井上漿液的配制、發(fā)泡劑及發(fā)泡劑定量添加泵的維護(hù)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)；井下三相泡沫發(fā)生裝置的維護(hù)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)；（6）當(dāng)下漿受堵時(shí)，井下和井上負(fù)責(zé)人員應(yīng)該及時(shí)通知。首先關(guān)掉注發(fā)泡劑定量添加泵的