煤矿釆空区煤自燃是煤炭开釆面临的主要灾害之一。浅埋煤层群复合采空区煤自燃则尤为突出。以神东矿区为代表的西部矿区,煤层具有浅埋藏、薄基岩、近距离和易自燃等特点,而且覆岩经历多次垮落,地表裂隙发育扩展,联通采空区产生地表漏风。煤层群开采形成复合采空区,遗煤接触氧气发生氧化自热反应,持续升温导致煤自燃。
采空区气体主要来源于外部气体的涌入和内部遗煤的产生。采空区作为半封闭空间,外部气体的涌入有工作面通风、地表漏风和邻近层气体涌入,等;内部遗煤产生气体有遗煤原生气体解吸、遗煤氧化自燃反应产物,等。各种因素产生的气体在采空区相互融合,致使采空区氧气浓度时刻处于动态变化中。持续的氧气供给是采空区煤自燃的必要条件,而且氧气浓度必须保证可以使遗煤发生氧化自热。氧气浓度处于动态变化中,由上述分析可知,氧气浓度变化主要取决于以下因素:1)遗煤原生气体解吸:2)遗煤氧化自热反应:3)外部漏风的影响。
徐州吉安矿业科技有限公司研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体,特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面,水浆生成泡沫之后,缓慢形成凝胶,能把大量的水固结在凝胶体内,避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点,大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率;另一方面,形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖,且能固结90%以上水分并形成凝胶层,防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气,灭火时能长久地吸热降温,防止火区复燃。