煤自燃膠體阻化泡沫防火裝置的研究與應(yīng)用.pdf

1、煤炭是我國的主要能源之一，占據(jù)主導(dǎo)地位，我國經(jīng)濟的快速發(fā)展離不開煤炭。在將來工業(yè)的發(fā)展過程中，煤炭作為重要能源的支持作用會越來越重要。隨著煤礦開采規(guī)模的不斷變大，開采深度的加深，煤自燃時有發(fā)生，嚴重影響著煤礦井下工人的生命安全，制約著企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展。
　　采空區(qū)存在很多的浮煤，并且有持續(xù)不斷的漏風(fēng)，進而提供氧氣，因此采空區(qū)存在很好的蓄熱環(huán)境，采空區(qū)的自燃“三帶”是動態(tài)移動的、高溫分布范圍廣、高溫點非常隱蔽，因此當(dāng)采空區(qū)發(fā)生自燃時，

2、波及的面積非常大，進而給滅火帶來很大的困難。當(dāng)前煤自燃的防治技術(shù)主要是降低溫度（如灌水、注漿、壓注膠體、壓注三相泡沫等）和注惰氣（如注氮氣、注二氧化碳等），這些技術(shù)在防治煤礦近距離采空區(qū)低位空間中的火災(zāi)效果比較明顯，但是對于遠距離采空區(qū)的高位空間的火災(zāi)防治效果不佳。在采空區(qū)內(nèi)部容易發(fā)生煤自燃，采空區(qū)內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，面積大，著火點比較隱蔽，著火位置難以確定，一般的防火材料不能夠大面積的進行充填，并且堆積性差，對采空區(qū)火災(zāi)的防治效果較差。因此提

3、出膠體阻化泡沫防火技術(shù)，研制出膠體阻化泡沫制備裝置，膠體阻化泡沫在采空區(qū)內(nèi)可以降低氧氣濃度、惰化、堵漏，利用泡沫的流動特性把阻化材料輸送到采空區(qū)的隱蔽區(qū)域，由于泡沫具有堆積的特點，因此可以在采空區(qū)高位空間迅速堆積。
　　本論文在前人研究泡沫防火的基礎(chǔ)上做了新的嘗試，研制出新的膠體阻化泡沫制備裝置，通過兩級發(fā)泡裝置實現(xiàn)高分子膠體阻化液的高效發(fā)泡。本論文在理論分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計出兩級發(fā)泡裝置，發(fā)泡裝置選取射流比例混合器實現(xiàn)高分子膠體阻

4、化液的自動配比，射流比例混合器的各部分尺寸根據(jù)流體力學(xué)的知識進行計算，對射流比例混合器進行實驗，選出適合膠體阻化泡沫制備裝置的射流比例混合器以及最佳供水壓力為0.8MPa。對膠體阻化泡沫制備裝置進行了工業(yè)實驗，確定了其最佳工作參數(shù)。利用煤的自然程序升溫裝置，分析煤樣經(jīng)膠體阻化泡沫處理前后耗氧速率及指標性氣體的濃度變化，利用ANSYS數(shù)值模擬軟件，對膠體阻化泡沫裝置進行數(shù)值模擬，進一步確定了其工作參數(shù)，建立了符合采空區(qū)實際情況的數(shù)學(xué)模型，