Ключевой составляющей борьбы с пожарами в подземных угольных шахтах является предотвращение и контроль самопроизвольного возгорания угля. Технология решает проблемы окисления остаточного угля, утечек воздуха, подачи кислорода и накопления тепла в различных сценариях горных работ за счет создания интегрированной технической системы, включающей упреждающую профилактику, точную герметизацию, эффективное тушение пожаров и долговременное ингибирование горения. Данная система обеспечивает раннее выявление и контроль рисков самопроизвольного возгорания, предотвращает крупные пожарные аварии и гарантирует безопасную работу шахты.
1. Ключевые сценарии и логика управления самопроизвольным возгоранием угля
Пожары на подземных угольных шахтах чаще всего возникают в скрытых зонах — таких как выработанные пространства, разрушенные угольные целики, зоны верхнего обрушения пород, заброшенные горные выработки и угловые участки — в результате непрерывного окисления угля и накопления тепла. Учитывая различия в характеристиках утечек воздуха и распределении остаточного угля в каждой из этих зон, для эффективной борьбы с возгораниями требуется применение целенаправленных технологий.
- Goaf Oxidation Zone: Stable air leakage and wide residual coal distribution easily meet spontaneous combustion conditions, requiring oxidation isolation and oxygen cutoff.
- 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.
- Угловые участки: значительные утечки воздуха, скопление остаточного угля и низкая эффективность теплоотвода требуют заполнения пеной, герметизации утечек воздуха и изоляции остаточного угля.
- Самопроизвольно возгорающиеся и выветренные горные выработки: разрушенная угольная масса и утечки воздуха приводят к длительному окислению, что требует распылительной герметизации и изоляции от кислорода.
- Герметические перемычки: склонность к утечкам воздуха и неполному примыканию к кровле выработки требуют заполнения и герметизации для отсечения подачи кислорода.
- Зоны верхнего обрушения пород: скопление остаточного угля и низкая эффективность вентиляции вызывают накопление тепла, что требует заполнения всей зоны пеной и изоляции от кислорода.
- Заброшенные горные выработки: большое количество остаточного угля и постоянные утечки воздуха формируют скрытые очаги возгорания, что требует заполнения всего сечения выработки и полного отсечения подачи кислорода.
- Разрушенные угольные целики: развитая трещиноватость и наличие многочисленных путей утечки воздуха требуют укрепления угольных целиков и герметизации трещин.
- Разрушенные кровли выработок: значительные утечки воздуха и скопление плавучего угля требуют предварительного укрепления, герметизации трещин и снижения утечек воздуха.
2. Классификация и характеристики материалов для борьбы с самопроизвольным возгоранием угля
1) Материалы для заполнения и герметизации
- Пурит Противопожарный Материал (JTF-Ⅱ): низкотемпературное химическое вспенивание, коэффициент расширения более 10 раз, допускается прямой контакт с углем.
- Пурит Противопожарный Материал (JTF-Ⅳ): предназначен для герметизации утечек воздуха и трещин на крутопадающих очистных забоях; соотношение воды и твердой фазы регулируется, водоудерживающая способность достигает 30 раз.
- Неорганический Самовспенивающийся Закладочный Материал «Гайник» (JWT-Ⅲ): неорганический самопенящийся заполнитель, отверждается при комнатной температуре, недорогой, без запаха, безопасный в эксплуатации.
- Неорганический Пенный Закладочный Материал «Гайник»(JWT-Ⅰ/Ⅰ): однокомпонентный неорганический пенопласт, легкий, экологически чистый, с высокой герметичностью.
- Пластичный Закладочный Материал (FSD-Ⅰ): пастообразный, не отвердевающий, деформируемый, устойчив к воздействию динамического давления.
- Пурит Противопожарный Материал (JTF-Ⅴ): Inorganic material, room-temperature reaction, permanently paste-like for corner and broken zones.
2) Материалы для тушения пожаров и охлаждения
- Пурит Шахтная Специальная Противопожарная Жидкость (JTF-Ⅰ): сначала пена обеспечивает диффузию, затем гель выполняет функцию охлаждения; коэффициент расширения более 20 раз, высокое содержание и удерживающая способность воды.
- Композитный Гель (Гидрогель С Высокой Влагоудерживающей Способностью) (MAG-Ⅱ): быстрое гелеобразование из воды, максимальная водоудерживающая способность достигает 200 раз.
3) Специальные заполнители для герметических перемычек
- Неорганический Высокоэффективный Закладочный Материал «Гайник» Для Герметичных Перегородок (JCT-Ⅰ): заменяет заполнение лессом, эффективность строительства в 10 раз выше, напорное заполнение обеспечивает 100 % примыкание к кровле выработки.
4) Материалы для улучшения качества тампонажных растворов
- Пена Коллоидная Шламовая «Икэт» (FJP-Ⅱ): химически вспененный желтый ил, предназначен для обработки скрытых очагов возгорания.
- Пена Для Ингибирования И Пассивации На Основе Шлама «Икэт» (FJP-Ⅰ): обеспечивает эффект «восходящего течения воды» и трехмерную диффузию раствора.
- Композитный Гель (Гидрогель С Высокой Влагоудерживающей Способностью) (MAG-Ⅰ): загуститель для суспензий на основе желтого ила или зольной пыли, предотвращает образование каналов протекания раствора.
5) Материалы для распыления и герметизации утечек воздуха
- Неорганический Пенный Напыляемый Материал «Гайник» (JWT-Ⅰ/Р): герметизирует трещины на поверхности горных выработок и контролирует выделение газа.
- Торкрет-Материал «Гайник» Без Отскока И Быстросхватывающийся (JPW-Ⅰ): заменяет цементный раствор, отличается низким пылеобразованием, быстрым отверждением и экологичностью.
- Пластичный Герметизирующий Напыляемый Материал «Гайник» (JPF-Ⅲ): высокая адгезия, относительное удлинение более 100 %, устойчив к растрескиванию под воздействием динамического давления.
- Герметизирующий Напыляемый Материал Для Поверхности Горных Выработок «Гайник» (JPF-Ⅰ): высокая адгезия, устойчив к выветриванию и просачиванию жидкостей/газов.
6) Материалы для укрепления угольно-породных массивов
- Материал Для Укрепления Угольно-Породного Массива «Юкани» Низкотемпературный (KDJ-Ⅱ): низкотемпературная реакция и отверждение, обладает эластичностью и устойчивостью к деформациям.
- Неорганический Материал Для Укрепления Угольно-Породного Массива «Ляньши» (KWJ-Ⅰ): быстрое схватывание, высокая прочность, экономически эффективный.
Борьба с самопроизвольным возгоранием угля является системным проектом, критически важным для обеспечения безопасности горных работ на протяжении всего жизненного цикла шахты, с акцентом на точечное управление с учетом конкретных сценариев и технологическое взаимодействие на всех этапах производственного процесса. На основе собственных разработок противопожарных материалов и технологий мы создали комплексное решение, объединяющее раннее предупреждение и профилактику, точную герметизацию и изоляцию от кислорода, эффективное тушение пожаров и охлаждение, а также долгосрочное ингибирование горения для ключевых зон риска — таких как выработанные пространства, угловые участки и горные выработки, что позволило реализовать переход от пассивного реагирования на чрезвычайные ситуации к активному интеллектуальному предотвращению пожаров.
Эта система эффективно контролирует риски самопроизвольного возгорания, предотвращает крупные пожарные аварии, защищает безопасность персонала и стабильность производственных процессов. Благодаря преимуществам в виде экологичности, высокой эффективности, экономичности и долговечности действия она предоставляет надежные решения для угольных шахт по всему миру. В дальнейшем мы продолжим инновационную разработку технологий и материалов, интегрируем интеллектуальные и цифровые решения, и будем продвигать развитие противопожарной защиты подземных угольных шахт в направлении точности, эффективности, экологичности и интеллектуализации, создавая надежный барьер безопасности для глобальной энергетической безопасности и устойчивого развития горной промышленности.
