三相泡沫滅火
三相泡沫滅火技術
1相泡沫防滅火原理
粉煤灰或黃泥漿注入氮氣發泡後形成三相泡沫，體積大幅增大，在采空區中可向高處堆積，對低、高處的浮煤均能有效地覆蓋，避免了普通注水或注漿工藝中漿水易沿阻力小的通道流失的現象（拉溝現象）；氮氣能有效地固封於三相泡沫之中並下落到火區底部，隨泡沫破滅而釋放出，充分發揮了氮氣的惰化、抑爆作用；三相泡沫中含有粉煤灰或黃泥等固態物質，這些固態物質組成三相泡沫麵膜的一部分，可在較長時間內保持泡沫的穩定性，泡沫破碎後具有一定粘度的粉煤灰或黃泥仍可較均勻地覆蓋於浮煤上，有效地阻礙煤對氧的吸附，防止了煤的氧化，從而遏製煤自燃的進程。上述內容表明三相泡沫具有降溫、阻化、惰化、抑爆等綜合性防滅火性能。
2主要技術參數
項目 |
參數 |
三相泡沫的發泡倍數 |
30倍 |
泡沫穩定時間 |
8 h～36 h |
水灰比 （質量比） |
1:1～4:1 |
耗漿量 |
10～30 m3/h |
產泡量 |
300～900 m3/h |
發泡劑使用比例 |
0.2% |
綜合成本 |
1元/m3（以氮氣為氣源）； 0.5元/m3（以壓氣為氣源） |
3生產工藝
三相泡沫的生產流程：首先在製漿站中，將一定比例的水與黃泥攪拌混合形成黃泥漿體，通過渣漿泵輸送到注漿管路中，
三相泡沫工藝流程圖
再通過定量螺杆泵將發泡劑加入到注漿管路中，漿液與發泡劑在管道中混合後進入發泡器，在發泡器中接入氣源管路，惰性氣體與含有發泡劑的黃泥漿體相互作用產生出三相泡沫。其工藝流程圖如右圖所示。
4 三相泡沫應用
三相泡沫對一般性封閉采空區煤炭自燃、較大範圍采空區火災和巷道火災、采空區高位和不明位置隱蔽火源、綜放及俯采工作麵煤炭自燃的撲滅和預防，
三相泡沫現場應用總體思路
效果都十分顯著。結合煤礦現場的實際情況，中國礦業大學課題組提出了地麵打鑽、支架後方插花管、沿順槽采空區埋管和與其它防滅火技術手段（注砂、注凝膠等）相互配合使用的多種注三相泡沫的工藝技術，並在很多現場成功地推廣和應用。
（1）地麵打鑽大流量注三相泡沫撲滅特大型火區技術
當采空區發生較大範圍火災，井下無法采取滅火技術手段時，可利用地麵打鑽大流量注三相泡沫技術，將大量三相泡沫在采空區迅速堆積，快速充滿整個防滅火區域，有效地控製和撲滅采空區火災。
（2）巷道打鑽大流量注三相泡沫撲滅大範圍高冒火區技術
當發生大範圍巷道高冒火災，可利用巷道打鑽大流量注三相泡沫技術，依靠大量的三相泡沫迅速在高冒區中呈三維狀向周圍運移堆積，包裹、覆蓋了高冒區內鬆散煤體；同時泡沫破滅後釋放出氮氣，充分發揮氮氣的惰化、抑爆作用。
（3）停采線打鑽注三相泡沫防治采空區煤炭自燃技術
對於防治封閉采空區的煤炭自燃，利用在停采線每隔15～20m打一個鑽孔，通過鑽孔注三相泡沫在采空區進行範圍覆蓋和堆積而捕捉隱蔽火源點。
5三相泡沫的優點
（1）三相泡沫在采空區可向高處堆積，對低、高處的浮煤都能覆蓋，能有效的解決因采空區比工作麵地勢高而造成的“拉溝”現象；
（2）注入在采空區的氮氣被封裝在泡沫之中，能較長時間滯留在采空區中，充分發揮氮氣的窒息防滅火作用；
（3）三相泡沫中含有黃泥固態物質，這些固態物質是三相泡沫麵膜的一部分，可較長時間保持泡沫的穩定性，即使泡沫破碎了，具有一定粘度的黃泥仍然可較均勻地覆蓋在浮煤上，可持久有效地阻礙煤對氧的吸附，防止煤的氧化，從而有效地防止煤炭自燃發火。
可知三相泡沫具有很好的適應性和優越性，更好的達到防火效果，確保井下安全生產。
三相泡沫使用注意事項
（1）在管路連接時，發泡設備兩端要求4寸管路，如發泡設備前管路不為4寸，可使用適當的變徑對接。發泡設備後的管路也可用分流器（比如4寸變為多個2寸，對多個鑽孔同時灌注）；
（2）地麵鑽孔孔口要求封嚴，防止空氣進入；
（3）發泡劑的流量使用定量注漿泵上的調速手柄進行調節（最大流量為0.5m3/h）。比如漿體流量20m3/h，發泡劑流量為100kg/h(為漿體的0.5%)；
（4）黃泥漿（或粉煤灰漿體）要求混合均勻，黃土若含沙量太多對發泡有影響，如黃土土質不好，建議使用粉煤灰漿體。
