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史达夫矿用注浆防灭火材料
 
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史达夫矿用灭火材料
更新时间:2016-11-28 12:45:32
                                                
史达夫--开创矿井防灭火新概念
 
 
 
史达夫
 
SDF-1矿用注浆防灭火材料
       
执行标准:Q/HSK-001-2014
 
 
 
 
 
 
  哈密双羽科技开发有限公司
             中   国   矿   业   大   学
             
 
 
 
1.行业背景………………………………………………3
2.产品简介………………………………………………4
3.防灭火材料对比…………………………………........9
4.施工工艺………………………………………..……10
5. 产品检验报告………………………………………13
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
行业背景:
煤炭工业是中国的基础产业,中国煤矿地域分布广,煤层地质条件差异大,煤矿数量多,规模和技术装备参差不齐。煤矿百万吨死亡率与世界先进国家相比,差距很大。矿井火灾已成为制约矿井高产高效技术发展的主要障碍之一,给井下工人生命安全造成极大威胁,严重影响矿井的安全生产。据统计,国有重点煤矿中具有自然发火危险的矿井约占56%。每年由煤的自燃形成的火灾约为360次,因为煤炭氧化自热形成的火灾隐患约4000次。目前中国煤矿至今残存火区多达800多个,因封闭和冻结的煤量2亿多吨。
目前煤矿防灭火投入可分为几个主要部分:1.矿井建设时期,按照《煤矿安全规程》和相关设计规范的规定,对开采容易自燃和自燃煤层的矿井,要求建设灌浆系统;2.近年来新建的大型矿井多采用综采放顶煤工艺,按照近年来修订的规程和规范的规定,设计注氮系统;3.矿井开采过程中用于防火的投入,主要为防灭火系统日常使用和维护费用,包括各类防灭火技术措施、材料和工程费用;4.在发生严重自燃情况下,灭火工程的相关费用。过去煤矿常用的防灭火材料黄土,受地理环境条件和黄泥灌浆自身的缺限,且黄泥注浆对于急倾斜煤层的防灭火作用非常有限。
近年来发展起来很多替代灌浆材料及灌浆添加材料,如凝胶、三相泡沫、增稠剂、悬浮剂、阻化剂、水玻璃化肥等等;各材料的价格成本在使用时并不便宜,其他相关的成本还没有计算在内,其综合效果并不尽人意,综合防灭火成本目前在我国自燃矿井中不断增加,工作重心治理远远大于预防。
产品简介:
我公司借鉴煤矿火灾监测、灌浆防灭火、均压防灭火、阻化剂防灭火、泡沫防灭火、惰化防灭火、凝胶防灭火及综合防灭火等技术,对其防治特点、应用现状及适用性进行比较、分析研究,联合中国矿业大学研发出史达夫矿用注浆防灭火材料,说明如下:
该产品为无机复合类材料,呈粉末状,直接与水按预定比例(具体比例见工艺流程图)混合形成胶合体浆液投入使用。
本产品具有多种特性:
u     触变性
u     渗透性
u     高保水性
u     润滑性
u     悬浮稳定性
u     高温稳定性
u     耐水性
本产品可替代其他液态或固态类防灭火材料,也可作为增稠剂、悬浮剂与其他材料合并使用。在使用过程中不发生化学反应、不会产生热量、对人体无害;主要用于井下采空区的防灭火,也可直接将浆液引入泵体并接入氮气、发泡剂对明火区、高温区进行大规模大范围直接充填覆盖灭火。
本产品制成的胶合体浆液有很强的壁挂性、成膜性,含有大量水份,可以对煤岩体进行有效的降温、充填、覆盖,减少与氧气的接触面积,高温时不易产生水煤气、不产生有毒有害气体,具有良好的环保安全性。本产品制浆工艺简单、操作方便,浆液在注浆池及通过注浆管路时不分层、不沉淀,所以无需清洗管线;一次制浆,数次使用,可随时定量地对上下隅角、架后等所需部位进行注浆、喷洒,覆盖煤体表面阻止氧化,预防CO等有害气体的产生,一劳永逸解决了自燃发火的问题。
 
附图:
 

 
1.     气密性、流动性
 
2.砖块表面有干粉的壁挂性

3.高温稳定性(燃烧的煤炭)
 
4.增稠性、悬浮稳定性


5.渗透性、触变性(200目标准筛)
678图片试验地点:潞新集团沙墩子煤矿)

6.吊顶燃烧灭火试验

7.煤堆喷洒试验
            
8.埋管注浆试验
 
 
9.添加发泡剂效果
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
防灭火材料对比:
防灭火方法 主要材料 优点 缺点
预防性灌浆技术 黄土、粉煤灰、水泥、高水材料、矸石、砂子等 1.包裹煤体、隔绝氧气;
2.吸热降温;
3.工艺简单;
4.胶结底板;
5.成本较低。
1.浆体只流向地势低处不能向高处堆积,对高位火作业有限
2.不能均匀覆盖浮煤,容易形成“拉钩,锅盖"现象;
3.易跑浆和溃浆,恶化工作环境,影响煤质;
4.保水性差,易干裂,造成新的漏风通道;
5.易出现堵管和漏管现象;
6.需对一个点多次灌注。
喷洒阻化剂技术 MgCl2CaCl2Ca(OH)2水玻璃等 1.成本低、材料来源广;
2.惰化煤体表面活性结构,阻止煤氧复合作用;
3.吸热降温,并使煤体长期处于潮湿状态;
1.不容易均匀分散在煤体上;
2.腐蚀井下设备;
3.失水后促进煤的自燃;
4.注浆设备需定期更换;
5.对人体有一定危害。
注惰气体技术 氮气、二氧化碳等 1.降低氧气浓度,惰化火区;
2.抑爆;
3.对井下设备无腐蚀;
4.扩散性好,可充满整个注入区域。
1.注入的气体易随漏风扩散,难以长期滞留在注入区域;
2.降温效果差,灭火周期长;
3.初期投资大;
4.具有一定的局限性和危害性。
注凝胶技术 氨盐凝胶、高分子凝胶 1.包裹煤体、封堵裂隙效果较好;
2.耐高温;
3.固水性较好,不易流失;
4.灭火速度快、安全性好。
1.流量小,成本高,难以大面积使用;
2.时间长胶体会开裂;
3.胶体会产生氨气;
4.二次来压后胶体会开裂;
5.现场操作工人比例不好把握,达不到预期效果;
6.氨气对人体有损害。
固化泡沫技术 粉煤灰、水泥、发泡剂等 1.泡沫能固化,有一定强度;
2.堵漏及防灭火效果好。
1.发泡倍数低,覆盖面积有限;
2.工艺复杂,成本高;
3.连续压注发泡剂用量大;
4.无法将固体物推送到更远距离;
5.液项部分含水较少。
史达夫矿用防灭火注浆材料
SDF-1
1.包裹煤体、隔绝氧气、封堵裂隙;
2. 不拉沟、壁挂性及渗透性好;

3. 吸热降温、固水性好、不易流失;并使煤体长期处于潮湿状态;
4. 浆液呈胶体状,一定的外力下具有流动性;
5. 灭火速度快、安全性好;
6. 对井下设备无腐蚀;
7. 工艺简单、不堵管道;
1.     含有大量水分、不固化;
 
施工工艺:
本产品需要与水混合制成浆液后使用,其施工时需要借助管路来达到防灭火效果,根据其用途,我们推荐使用管路直接喷洒,也可提前埋设好管路.(附架间埋管、迈步式埋管、高位注浆管路敷设图)
 
 
 
 
 
 
 
 

1 架间埋管
 
 
 
 
 
 
 

2)迈步式埋管
 
 
 
 
 
 
 
 

3)高位注浆管路
 
对处于较高位置的高温点难以充填的缺点,可采取高位注浆。也可利用浆液加注氮气、发泡材料混合形成阻化泡沫,由于本产品吸水性和保水性更好,并且有良好的壁挂成膜性、气密性、悬浮性,通过气泡能够很好地充满采空区形成隔离保护层。
 
4)工艺流程图
1.     预防性使用,固液比1:10~15;
2.     防灭火使用,(有CO)固液比1:8~10;
3.     灭火使用,固液比1:6~8;
4.     架后充填做帷幕时固液比1:4~6;
利用地面注浆站:
 
 
 
 
 
 

井下现场使用:
方式一:
 
 
 
 
 
 

方式二:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                
史达夫--开创矿井防灭火新概念
 
 

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