基于凝胶N2泡沫灭火新材料应用安全技术措施研究

[摘 要]本文依据凝胶N2泡沫灭火新材料的推广与应用实践，为解决煤炭自然发火问题，研制了凝胶凝胶N2泡沫灭火新材料，但在具体的实践应用中，往往存在着安全隐患，极大地降低新材料的防火与灭火效果，为此本文提出在实践应用过程中，应强化其应用的安全技术软硬件环境建设，提升凝胶N2泡沫灭火新材料的实践应用效果与价值。

[关键词]凝胶；泡沫灭火；煤炭自燃；体积半衰期

中图分类号：TM711.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0392-01

1 引言

凝胶N2泡沫新材料应用中，施工前由施工负责人组织有关人员到施工地点掌握现场情况，参加施工人员应熟知《煤矿安全规程》有关规定。施工前，对该巷道杂物及险段提前进行清理和加固，确保施工安全与施工进度。计划所需物料、设备全部采用矿车运输，装运材料要有专人负责，各种料车均不能超过矿车高度，运送时严格遵守有关规定。井下卸运笨重物料、设备时，要相互照应，精力集中，准备携带的小型材料和工具要拿稳，确保安全。所需物料、设备到达施工地点后，靠巷帮堆放，要整齐，注胶泵要稳定好，不得影响运输、通风、行人。采用全风压通风，特殊情况采用导风或安设风机，保证通风安全。在施工地点安设电话一部，发现异常情况，采取措施进行处理。施工人员要配备必要的劳保用品。

2 注凝胶设备应用技术管理

凝胶N2泡沫新材料应用中，施工专职电工及设备维修工负责施工中电气设备的安全管理及设备维修。设备接电、撤电，由电工负责，电工必须持证上岗，严禁带电作业。非专职人员不得擅自操作电气设备，严格执行“谁停电谁送电”制度。所有电器设备必须防爆，电缆吊挂整齐，开关上架，并挂牌管理，及时检修，符合有关规定。工作地点的所有电器设备放在施工地点以里5米处，注胶泵的皮带传动部分必须安装防护罩，确保安全。注胶设备：NJB-1-80型凝胶泵是一种用来输送凝胶的泵组，它可自动地将水、基料、促凝剂按一定比例混合后，经三个出液口输送到用胶地点。根据各种材料的配比不同，凝胶混合液可在十几秒至几十分钟内形成固态胶体，用于煤矿直接灭火和堵漏。

3 凝胶N2泡沫灭火新材料应用安全研究

3.1 起动操作

首先检查机器各紧固螺丝，不得有松动现象。检查各泵和流量调节器油箱内的油，必要时加入各自的油。泵用油是30～40号机油，变速器用专用的UD油。盘车检查各泵能否转动自如。检查电器开关、起动器。检查各输送胶管、接头和过滤网。将主泵吸水管和溢流管放入配好促凝剂的水箱中；将胶管的吸管和溢流管放入胶料箱（或胶料桶）中。打开混合器出口的3个阀门。待起动正常后再按需要关掉1～2个。任何情况下必须保证有1个阀门全开且畅通。

3.2 注胶过程中的操作

待基料料箱内的基料注完后，可在不停机的情况下快速地把吸料管和溢流管换进另一只基料料箱中，这样可保持连续注胶。促凝剂箱只需不断地往料箱中补充材料，不需要来回移动吸料胶管。胶料流量无级调节器只能在泵运转的情况下调节，严禁停机时调节。泵的调压器是用来限定注胶压力并防止电机过载的，供货时已经调好，不要随意调节。注胶时若发现溢流管有溢流，首先要检查输送管和混合器是否堵塞，混合器出口阀门是否打开。一般情况下是不会有溢流的。

3.3 停泵操作

注胶结束后，必须将主泵和胶泵都输送清水3分钟以上，并同时将混合器的3个出料阀门都打开，以保证泵内、管内和混合器内没有混合液和胶料存在。将各泵的吸管从清水箱中拿出，将吸口放在无粉尘和杂物的地方（最好用手拿着），让泵继续运转吸水5分钟，这样可将泵内的积水排出。

4 凝胶N2泡沫灭火施工研究

4.1 施工准备

准备两个0.5m3的铁箱，用于储存基料；并准备1个0.6m3（φ0.9m，高度1m）的铁箱，用于配制促凝剂溶液。将3个铁箱放置于灭火巷道内的注胶设备附近；配好设备入口管路，并配好设备出口的变头，使之能与混合器通过25mm的高压软管相连；配好混合器出口变头，使之能与25mm的注胶高压软管连接，并准备25mm的注胶高压软管10根（10m长的6根，5m长的4根）；1寸阀门6个（注胶时接在钻孔上，钻孔泄漏时可随时关闭阀门）；准备l寸管（接钻孔口的l寸阀门）变25mm的高压接头（接25mm的注胶高压软管）的变头6个，连接设备出口和注胶钻孔

根据其它矿的灭火经验，基料在井下的运输相当困难，为了便于井下基料运输，可将基料用汽油桶运至巷道开口处，用泥浆泵将基料通过管道输送到注胶设备的基料储存箱；每班按注胶6小时计算，每班注胶量为30m3。井下胶体材料需保证2天的用量，基料量为18t，促凝剂量为7t。地面需保证5天的用量，基料量为45t，促凝剂量为18t；基料的泥浆泵两台，流量为3m3/h。并铺设输送基料的管路。注胶顺序，先注终孔位置较低的钻孔，再注终孔位置较高的钻孔，防止因注高位孔时，堵塞低位孔。

4.2 施工步骤

将基料用泥浆泵输送到基料储存箱，每班需用泥浆泵输送基料两次（共3t），第一次输送4桶（约1m3，重1.3t），根据注胶设备流量，可使用约3小时，第二次输送5桶。注胶前先接清水管冲冼每个钻孔3～5分钟。将注胶管路连接好（每次连接3个），注胶泵入口管路放入相应的料箱，启动注胶泵压注凝胶。待基料料箱内的基料注完后，可在不停机的情况下快速地把吸料管和溢流管换进另一只基料料箱中，这样可保持连续注胶。促凝剂箱只需不断地往料箱中补充材料（每3分钟向料箱内添加1袋），不需要来回移动吸料胶管。随时检查各钻孔的进胶情况，如发现有不进胶的钻孔，应及时将其拆下，接上清水管冲冼。如有钻孔从钻孔周围向巷道返胶，应先将基料吸液管从料箱中拿出，待注胶管冲冼过后，再关闭该钻孔的阀门，然后再将基料吸液管放入料箱继续注胶。待将该钻孔处理好后，再打开阀门继续注胶（或接至其它钻孔注胶）。停止注胶后，再用泵继续注清水5分钟，冲冼注胶管路，防止凝胶堵塞高压软管。将每班注胶量及注胶情况及时填入现场记录本，以便下一班查询，并向防火办公室汇报。

5 凝胶N2泡沫灭火注浆安全技术措施

施工人员到达工作地点后，必须检查施工地点的顶帮支护情况，并有瓦检员检查瓦斯浓度，符合《煤矿安全规程》，所有杂物，及时清理，保持后路畅通，确认安全后方可施工。每班注胶施工过程中，必须由通修区跟班区长现场指挥，施工人员不少于4人，施工人员要配带手套，衣袖要扎o，衣扣要扣紧，必须做到精力集中，严格按操作规程施工。施工地点注浆泵司机必须持证上岗，加强责任心，确保此项工作安全顺利进行。注胶前，注胶高压胶管与6分铁管连接牢固，确保连接质量，以防接头脱扣伤人。注胶配液浓度为水：水玻璃：碳酸氢钠=72：8：20。各种溶液必须充分溶解，两种胶液在大桶搅拌均匀后，通过注胶泵混合后，由注胶泵通过高压管、6分铁管后压入顶部与两帮内。使用注胶泵前，首先检查设备是否运行正常，先用清水检查管路是否畅通，待管路畅通后，方可使用。每次开泵、停泵，必须由注胶人决定，经允许方可开、停泵。注胶过程中，跟班区长及时视察顶、帮壁有无异常情况，发现顶、帮壁变形、鼓起，应立即停止注胶。注胶点前后20米范围内除施工人员，其它人员一律禁止在注胶区域内逗留。注胶过程中，跟班区长检查孔口及高压胶管、注胶泵之间的安全情况，时刻注意设备运转情况，当设备出现异常情况，及时停泵，进行检查处理。施工人员严禁滞留泵与孔口之间，施工过程中出现异常情况，立即发出信号停止工作，进行处理。班中倒孔时，先打开新灌孔的阀门，然后关闭欲停孔的阀门，人员应站在孔口的斜上方，禁止面对孔口。注胶结束后，及时将泵冲洗干净，冲洗时间不小于10分钟。注胶施工人员必须严格执行现场交接班制度，每班工作结束后，核实本班工作情况，并将本班情况交接下一班施工人员。施工地点瓦斯检查员设点检查瓦斯，并严格遵守瓦检员巡回检查制度。