煤层开采的一个重要制约因素是煤体自燃,其所引起的矿井火灾严重影响煤矿正常生产。首先,煤体自燃过程中,会产生大量CO,能使人中毒致死,严重影响着煤矿生产安全;其次,煤体自燃较为严重时,会造成采煤工作面停产,严重影响煤矿生产效率;再次,煤体自燃非常严重时,在采煤工作面将形成大面积火区,采煤工作面将不得不封闭,大量设备无法撤移,只能遗留在火区,煤矿将遭受严重经济损失。
目前,国内外煤自燃的防治技术主要有预防性灌浆,喷晒阻化剂,注入惰性气体、凝胶以及三相泡沫等,这些技术对保障煤矿安全生产起到了重要作用,但仍存在一些不足:如注浆,浆体只流向地势低的地方,对中、高位煤体起不到覆盖作用;喷洒阻化剂,不易均匀分散在煤体上,且容易腐蚀井下设备和危害工人身心健康;注入惰性气体,气体易随漏风扩散,不易滞留在防灭火区域;注入高分子凝胶,流量较小,在大面积采空区火区较难使用;注入三相泡沫,泡沫一般稳定8-12h,不能实现固化。
徐州吉安矿业科技有限公司研发的普瑞特防灭火材料集凝胶、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。