大流量气态CO2 防灭火技术在采空区自燃火灾治理中的应用

赵美成

（国家能源集团神东煤炭集团，陕西 神木719315）

火灾防治技术及装备的发展一直是国内外煤矿安全领域长期探索的重要课题之一[1-2]。目前国内外普遍采用注黄泥浆、注氮气、注阻化剂、注凝胶等自燃防治技术，然而每项技术均有其适用条件和局限性。近年来，国内有不少煤炭科研院所开始关注利用CO2进行煤矿井下自燃火灾防治的研究与探索工作。CO2密度比空气重，约是空气密度的1.5 倍，易溶于水，不能燃烧，也不支持燃烧；同时，煤炭对CO2具有良好的吸附性能。因此，相对于其他常规防灭火技术，CO2用于煤矿井下采空区防火、抑爆工作，具有不可比拟的优势[3-4]。为此对大流量气态CO2防灭火系统装备及工艺进行介绍，结合某矿150201 综放工作面的自燃火灾的实际情况，对工作面风量配备，及采空区注气量、注气强度、注气方式及注气压力进行了详细计算，并对火灾治理效果进行详细考察分析。

1 大流量气态CO2 防灭火装备

1.1 系统组成

大流量气态CO2防灭火装备系统组成如图1。大流量气态CO2防灭火装备主要由地面贮液单元、液气转换单元-自热式、液气转换单元-强热式、气体压力调控单元等组成，配用液位计、安全阀、温度表、压力表、控制阀、输送管路等组成[5-7]。系统最大产气量为3 000 Nm3/h，液态CO2最大消耗量为6 t/h。

图1 大流量气态CO2 防灭火装备系统组成Fig.1 Composition of large flow gaseous CO2 fire fighting equipment system

1）自热式液气转换单元。装置由螺旋状盘管式钢管和在其外侧设置的以优质铝合金制成的导热片组成。其作用原理是：通过导热片吸收环境空气中的热量，并源源不断的传导给转换单元，以支持液气转化的不断进行。……