El núcleo del control de incendios en minas de carbón subterráneas reside en la prevención y el tratamiento de la combustión espontánea del carbón. Mediante la implantación de un sistema técnico integrado basado en prevención anticipada, sellado preciso, extinción eficaz e inhibición prolongada de combustión, se resuelven los problemas de oxidación del carbón residual, filtración de aire, aporte de oxígeno y acumulación de calor en todos los escenarios de explotación. Este sistema permite detectar y controlar riesgos de combustión espontánea en etapa temprana, evitar incendios graves y garantizar la operación segura de la mina.
1. Escenarios Clave y Lógica de Gestión de la Combustión Espontánea del Carbón
Los incendios en minas de carbón subterráneas aparecen fundamentalmente en zonas ocultas como vacíos de explotación, pilares de carbón fracturados, zonas de derrumbe superior, galerías abandonadas y esquinas, a causa de la oxidación continua y acumulación de calor. Debido a las diferencias en la filtración de aire y la distribución del carbón residual en cada zona, se precisan tecnologías orientadas a cada caso:
- Zona de oxidación de vacío de explotación: La filtración estable de aire y la amplia distribución de carbón residual favorecen la aparición de combustión espontánea, por lo que se requiere aislamiento de la oxidación y corte de suministro de oxígeno.
- Hidden Fire Source in Goaf: Concentrated residual coal, continuous air leakage, and concealed fire sources easily cause temperature rise and ignition, requiring cooling, fire extinguishing, and long-term inhibition.
- Corner Areas: Large air leakage, accumulated residual coal, and poor heat dissipation require foam filling, air leakage sealing, and residual coal encapsulation.
- Galerías desgastadas con riesgo de combustión espontánea: El macizo carbonífero fracturado y las filtraciones de aire provocan oxidación prolongada, requiriendo sellado por pulverización e aislamiento de oxígeno.
- Muros de sellado: Propensos a filtraciones de aire y falta de contacto total con el techo, requieren relleno y sellado para interrumpir el aporte de oxígeno.
- Zonas de derrumbe superior: La acumulación de carbón residual y la deficiente ventilación generan acumulación de calor, requiriendo relleno integral con espuma y aislamiento frente al oxígeno.
- Galerías abandonadas: La gran cantidad de carbón residual y las filtraciones constantes de aire generan focos ocultos de incendio, requiriendo relleno completo de la sección y corte total del suministro de oxígeno.
- Pilares de carbón fracturados: La aparición de fisuras y múltiples vías de filtración de aire requieren refuerzo de pilares y sellado de grietas.
- Techos fracturados: Las fuertes filtraciones de aire y acumulación de carbón flotante requieren refuerzo previo, sellado de fisuras y reducción de infiltraciones aéreas.
2. Clasificación y características de los materiales para el control de combustión espontánea
1) Materiales de relleno y sellado
- Material extintor Purite (JTF-Ⅱ): Espumado químico a baja temperatura, relación de expansión superior a 10 veces, admite contacto directo con el carbón.
- Material extintor Purite (JTF-Ⅳ): Destinado al sellado de filtraciones de aire y fisuras en frentes inclinados pronunciados; relación agua-sólido regulable, capacidad de retención de agua hasta 30 veces.
- Material de relleno inorgánico autoespumante Gainike (JWT-Ⅲ): Material de relleno inorgánico autoespumante, curado a temperatura ambiente, bajo coste, inodoro y seguro.
- Material de relleno de espuma inorgánica Gainike (JWT-Ⅰ/Ⅰ): Espuma inorgánica monocomponente, ligera, ecológica y de alto poder sellante.
- Material sellante plástico (FSD-Ⅰ): Tipo pasta, no cura, deformable y resistente a presiones dinámicas.
- Material antiincendios y extintor Purite (JTF-Ⅴ): Material inorgánico, reacción a temperatura ambiente, mantiene consistencia pastosa permanente para esquinas y zonas fracturadas.
2) Materiales de extinción y refrigeración
- Líquido extintor especial para minas Purite (JTF-Ⅰ): Primero forma espuma para difusión, posteriormente gel para refrigeración; relación de expansión superior a 20 veces, alto contenido y retención de agua.
- Gel compuesto (hidrogel de alta retención hídrica) (MAG-Ⅱ): Formación rápida de gel a partir de agua, retención máxima de agua hasta 200 veces.
3) Relleno especial para muros de sellado
- Material de relleno inorgánico de alta eficiencia Gainike para muros de cierre (JCT-Ⅰ): Sustituye el relleno con loess, eficiencia constructiva 10 veces superior, rellenado a presión, contacto total con el techo.
4) Materiales de mejora para inyecciones de lechada
- Espuma coloidal de lodo Eakt (FJP-Ⅱ): Barro amarillo espumado químicamente para tratamiento de focos ocultos de incendio.
- Espuma inhibidora de lodo Eakt (FJP-Ⅰ): Permite el ascenso del agua y difusión tridimensional.
- Gel compuesto (hidrogel de alta retención de agua) (MAG-Ⅰ): Agente espesante para lodo amarillo y lechada de ceniza volante, evita la formación de canales de filtración.
5) Materiales de pulverización y sellado de fugas
- Material de espuma inorgánica pulverizable Gainike (JWT-Ⅰ/P): Sella fisuras superficiales de galerías y controla la emanación de gas.
- Material pulverizable de fraguado rápido sin rebote Gainike (JPW-Ⅰ): Sustituye el mortero de cemento, bajo nivel de polvo, fraguado rápido y respetuoso con el medio ambiente.
- Material de sellado pulverizable plástico Gainike (JPF-Ⅲ): Alta adherencia, alargamiento superior al 100 %, resistencia a fisuraciones ante presiones dinámicas.
- Material de sellado pulverizable para superficie de galería Gainike (JPF-Ⅰ): Fuerte adherencia, resistencia a la intemperie e impermeabilización.
6) Materiales de refuerzo para macizo carbón-roca
- Material de refuerzo para macizo carbón-roca a baja temperatura Youkani (KDJ-Ⅱ): Reacción y fraguado a bajas temperaturas, propiedades elásticas y resistencia a la deformación.
- Material de refuerzo inorgánico para macizo carbón-roca Lianshi (KWJ-Ⅰ): Fraguado rápido, alta resistencia mecánica y buena relación calidad-precio.
El control de la combustión espontánea del carbón constituye un proyecto sistemático fundamental para la seguridad minera durante todo el ciclo de vida de la explotación, centrado en gestión precisa por escenarios y cooperación técnica integral en todo el proceso. Apoyándonos en materiales de prevención y extinción de incendios desarrollados de forma autónoma, hemos configurado una solución integral que engloba alerta temprana y prevención, sellado preciso y aislamiento de oxígeno, extinción eficaz y refrigeración, así como inhibición duradera de la combustión para zonas de alto riesgo como cavidades abandonadas, esquinas de labores y galerías. Esto posibilita la transición desde respuesta de emergencia pasiva hasta prevención inteligente proactiva.
Este sistema controla eficazmente los riesgos de combustión espontánea, evita incendios graves y salvaguarda la seguridad del personal y la estabilidad productiva. Gracias a sus ventajas ecológicas, eficientes, económicas y duraderas, ofrece soluciones fiables para minas de carbón en todo el mundo. En el futuro, seguiremos innovando en tecnologías y materiales, incorporando aplicaciones inteligentes y digitales, e impulsaremos el control de incendios subterráneos en minas carboníferas hacia precisión, eficiencia, sostenibilidad ambiental e inteligencia, estableciendo una sólida barrera de seguridad para la seguridad energética mundial y el desarrollo minero sostenible.
