双发泡器并联注三相泡沫工艺
三相泡沫防灭火
三相泡沫防灭火基本介绍一、三相泡沫介绍用于防治煤炭自燃的三相泡沫是由固态不燃物(粉煤灰或黄泥等)、惰性气体(N2)和水三相防灭火介质组成。
由于在纯固-液浆液中很难形成固-液-气三相泡沫,必须加入表面活性剂降低浆液的表面张力,气体通入浆液,通过加压或强烈的机械搅拌形成三相泡沫。
三相泡沫集固、液、气三相防灭火介质的防灭火性能于一体,利用粉煤灰或黄泥的覆盖性、氮气的窒息性和水的吸热降温性进行防灭火。
二、三相泡沫生成原理当向固〜液浆液中充气加压或者搅拌时，在固体颗粒和气泡周围出现了水化层。
由于浆液运动和表面间引力的作用,固体颗粒和气泡开始出现了相互接触的机会。
接着,固体颗粒开始与气泡的水化层相接触,原来固体颗粒与气泡间的普通水层,由于固体颗粒向气泡靠近,逐渐从夹缝中被挤走,直至固体颗粒表面的水化层与气泡表面的水化层相互接触。
在外加能的作用下,水化层变薄形成水化膜,此时水化膜表现出不稳定性,固体颗粒和气泡进一步逼近,自由能降低,水化膜的厚度自发变薄,此时固体颗粒向气泡自发逼近,最后水化膜进一步变薄直至破裂,固体颗粒与气泡接触并且附着在气泡壁上形成了固-液-气的三相泡沫。
图1三相泡沫生成过程图解：由于浆液运动和表面引力作用,固体颗粒和气泡开始出现相互接触的机会，其相对位置如图1a所示;接着，固体颗粒开始与气泡的水化层接触,原来固体颗粒与气泡间的普通水层,由于固体颗粒向气泡逼近,逐渐从夹缝中被挤走,直至固体颗粒表面的水化层与气泡表面的水化层相互接触，其相对位置如图1b所示;在外加能的作用下,水化层变薄形成水化膜,此时水化膜表现出不稳定性,固体颗粒和气泡进一步逼近,自由能降低，水化膜的厚度自发变薄，其相对位置如图1c所示;最后水化膜进一步变薄直至破裂,固体颗粒与气泡接触且附着在气泡壁上，形成固-液-气三相泡沫，如图1d所示。
三、三相泡沫灭火原理三相泡沫被注入到采空区,进行防灭火,主要有三个方面的作用:3.1隔绝空气,阻止煤的氧化采空区浮煤发生自燃与遗留在采空区中浮煤的量、氧气的浓度、采空区的漏风大小以及煤体的温度等因素有关,采空区由于浮煤存在,碳的供给充足,若氧的供给也充足,即两反应物浓度都充足,化学反应速率必然快,如果聚热条件好,自然发火的进程速度必然快。
三相泡沫防灭火技术应用工艺
三相泡沫防灭火技术应用工艺作者：白永筱李飞杨新奇来源：《城市建设理论研究》2012年第31期中图分类号：O648.2+4 文献标识码：A 文章编号：三相泡沫防灭火技术1三相泡沫的组成及特点防治煤炭自燃的三相泡沫由固态不燃物（粉煤灰或黄泥等）、气体（氮气或空气）和水三相防灭火介质组成。
其形成是在粉煤灰或黄泥浆液中添加发泡剂并引入气体，通过物理机械搅拌，形成粉煤灰或黄泥颗粒均匀地附着在气泡壁上的多相体系，这个多相体系就被称为三相泡沫。
含空气的三相泡沫利用粉煤灰或黄泥的覆盖性和水的吸热降温性进行防灭火，大大提高了防灭火效率。
由于三相泡沫发泡倍数较高，单位体积的泡沫材料成本大幅下降，具有较高的经济效益。
与现有的防灭火技术及材料相比，含氮气的三相泡沫兼有一般注浆方法和惰气泡沫防灭火的优点。
泥浆通过引入氮气发泡后形成三相泡沫，体积大幅快速增加，被注入后能充斥整个火区，因为三相泡沫有很好的堆积性，所以能在火区中向高处堆积，对低、高处的浮煤都能覆盖；三相泡沫能将浆水均匀的分散，有较好的挂壁性，有效地避免浆体的流失，保护井下环境；注入到采空区的氮气被封装在泡沫之中，能较长时间滞留在采空区中，充分发挥氮气的窒息防灭火功能；三相泡沫中含有粉煤灰或黄泥等固态物质，这些固态物质是三相泡沫面膜的一部分，可较长时间保持泡沫的稳定性，即使泡沫破碎了，具有一定粘度的粉煤灰或黄泥仍然可较均匀地覆盖在浮煤上，可持久有效地阻碍煤对氧的吸附，防止煤的氧化，从而防治煤炭自然发火，图1为实验室生产的粉煤灰三相泡沫。
此外，三相泡沫是一种工艺简便、安全环保、价格低廉的防灭火材料。
2三相泡沫的发泡机理在黄泥（粉煤灰）浆液中加入发泡剂后，发泡剂一方面降低了浆液的表面张力，使之形成泡沫；另一方面使黄泥（粉煤灰）颗粒由亲水性变成疏水性，使之粘附在气泡壁上。
浆液通过发泡器后物理发泡，形成了防灭火三相泡沫。
根据三相泡沫的特点，中国矿业大学专门研究制作了一种适用于形成三相泡沫的发泡器。
三相泡沫技术在水帘矿ZF3802综放面防灭火中的应用
氍
｛
警 ！
《
§
圈々 燕泡册嚣蠛圈
三 、试 验 参 数
由于黄泥的成分复杂 ， 极不易和氮气 、 水 共存于 同一体系 中，因此 要形成发泡倍数较高 、稳定时间较长 的三相泡沫 ， 发泡剂是关键。添加 发泡剂的 目的是 为了降低浆体的表面张力 ，易于起泡 。发泡剂的选择要 根据黄泥的物相组成 、显微结构的分析而确定 。在实验 中经过对黄泥 同 体成分的分析 ， 通过大量的实验研究 ，优化选择出对黄泥具有较好作用
三相泡沫技术在水帘矿 Ｚ Ｆ ３ ８ ０ ２ 综放面防灭火中的应用
郭 安 华
彬县 水帘洞煤炭有 限责任公 司 陕西 彬县 【 摘
７ １ ３ ５ ０ Ｏ
要】本 文详 细介绍 了三相泡 沫的组成 、特点、发 泡机理 、参数 、发泡设备的安装和现场 实际应用效果，三相 泡沫的应 用为煤矿 井下防灭火提 三相 泡沫 三相 泡沫试验 参数
一
、
二 、三相泡沫 防灭火技术
２ ． １ 三 相 泡 沫 的组 成 及 特 点
防治煤炭 白 燃 的三相泡沫南同态不燃物黄泥 、 惰性气体（ Ｎ ２ ） 和水三相 防灭火介质组成。 相泡沫集 固、液 、气三相材料 的防灭火性 能于一体 ， 利用黄泥的覆盖性 、氮气的窒息性 和水 的吸热降温，进行 防灭火 ，大大 提高 了防灭火效率 。南于三相泡沫发泡倍数较高 ，单位体积的泡沫材料 成本大幅下 降， 具有较高的经济效益。与现有 的防灭火技术及材料相 比， ｉ相泡沫兼 有一般注浆方法和惰气泡沫防灭火的优点。泥浆通过注入 氮 气发泡后形成三相泡沫 ，体积大幅快速增加 ，并在采空 区中可 向高处堆 积 ，对低 、高处的浮煤都能覆盖 ，能够避免注入的浆体从底部流失 ；注 入在采空区的氮气被封在泡沫之中 ，能较长时间滞留在采 空区中，充分 发挥氮气的窒息防灭火功能 。 相泡沫 中含有黄泥等同态物质 ，这些 同 态物质是ｉ相泡沫面膜 的一部分 ，可较 长时间保持泡沫的稳定性 ，即使 泡沫破碎了 ，具有一定粘度 的黄泥仍然可较均匀地覆盖在浮煤上 ，可持 久有效地阻碍煤对氧的吸附 ，防止煤的氧化 ，从而有效地防治煤炭 自然 发火 ，这是三相泡沫防灭火性能的优越性 。 ２ ． ２采空 区三相泡沫灌注工艺 Ｚ Ｆ ３ ８ ０ ２ 综放面采取 防灭火方法主要是从上 、 下隅角预埋管道灌浆和 凝胶 。三相泡沫灌注１ ． 艺流程如图 １所示 ：首先在制浆站 中，制成浓度 为２ ０ ％左右的泥浆 ， 经过两道过滤网 （ 网孔大小≤８ ａ ｒ ｍ） ， 过滤出泥浆 中 的杂质 ， 自流输送到注浆管路 中，同时在地面通过发泡剂定量 添加泵将 发泡剂加入到注浆管路中 ，浆液与发泡剂在管道流动 中进行混合均匀后 进入井下注浆管路 ，经过装在管路 中的发泡器 ，在发泡器中接人氮气 ， 正压氮气与含有发泡剂的黄泥浆体相互作用产生 出 相泡沫 ，形 成的三 相泡沫经预埋管到达采空区 ，均匀的覆盖采空区浮煤 。
平衡式泡沫比例混合系统使用方法及流程
系统工作原理图
平衡式柴油机系统流程图
双电动机系统与柴油系统 一样，不做解释
平衡式水轮机流程图
电气控制柜
电气控制系统
1、 系统控制流程：控制柜在接收到启动信号后(信号为无源接点信号)，管网
有压力水后，自动开启主泡沫泵进液阀和主泡沫泵。当泡沫泵出口压力达到
压力设定值(0.6MPa)，则表示管网压力已建立，主系统开启成功。如果在主 系统启动 30s 以后主系统泡沫泵出口压力依然没有达到设定值，或在主系统
用泡沫发生设备，如泡沫枪、泡沫炮、泡沫产生器等，产生空气泡
沫扑救甲、乙、丙类液体火灾。
系统的基本组成
• PHP 泡沫比例混合系统为平衡压力式结构，系统主要由常压泡 沫液贮罐、泡沫泵（可由电动机、水轮机或柴油机驱动）、平衡阀、 比例混合器、安全泄压阀、过滤器等控制阀门及管路组成。通常将这 些部件组装在一个共用底座上，组成一个撬块，这个撬块就是一个相 对独立的、功能完整的泡沫比例混合系统。只要输入泡沫原液和消防 压力水，系统就能按设定的混合比自动进行混合并输出泡沫混合溶液。 如附图所示，系统原理图（当前阀门位置为待命状态）。
4．启动消防水泵，向撬块主管道供水。此时打开泡沫原液进口阀门 1， 系统就在工作状态下运行了。
注意：冲洗水进口阀 5、冲洗水出口阀 4 在待命与工作状态时必须保持 关闭，只能在冲洗系统管道时打开。
系统的维护
1．为保持系统完好，需对定期维护和试运，维护周期由用户根据自已要
求和消防规范制定。
2．维护保养人员必须熟悉产品的性能，且必须经过厂家的培训。 3．定期检查泡沫液泵，各阀件及各连接处应无泄漏，为保证系统正常运
平衡式一电一水系统
一电一水由一台电动机，一台水轮机驱动。平常用电动机驱动，断电状 态下由水轮机驱动系统起泵 。与柴油机相比水轮机不需要供油，只需与消 防水管网接通，用水力驱动，更节能 ，维护保养也相对简单。
三相泡沫技术及应用
采空区CO变化情况
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 10月2150月2160月2170月2180月2190月3100月3111月111月211月311月411月5 日期
采空区C2H4变化情况
应用效果
30 25 20 15 10 5 0
回风巷道CO变化情况
60 50 40 30 20 10 0
3、巷道高冒火区
耿村矿12190工作面进风巷高冒火区治理
专用回风巷 (2-3)轨道下山 (2-3)皮带下山 (2-3)12190工作面
火
火
火
110
1、宁夏白芨沟矿特大火区的治理
特大火区灭火抑爆技术综述
进回 风风 井井
采区回风巷
2、采用先进钻探 工艺快速施工钻 孔
4、锁风、注氮逐 段排水、启封
灭
火 3、大流量
钻 注三相泡沫
孔
灭火
火区
1、水封进风侧低 位巷道
白芨沟矿地面注三相泡沫钻孔
T685WS车载顶驱钻机
地面钻孔
白芨沟矿应用效果
白芨沟矿实施该成套技术，1 个多月就恢复了南四采区的生产， 大灾当年即取得赢利；爆炸发生1 年后矿井全面恢复了生产；且在 高瓦斯特大火区治理中未造成任 何人员伤亡，2003、2004、2005 年该矿百万吨死亡率均为零。
应用案例2：铁法煤业集团大兴煤矿
当地的白泥为固相，井下抽到地面来的废水作为液相。 灰水比为1：4，浆液每小时控制流量为15~20m3/h， 气量为600m3/h，发泡剂为浆液量的0.5%。由于该工 作面是倾斜煤层的俯采，注三相泡沫的地点离工作面比 离运顺近的多，因此三相泡沫容易先从回风顺槽的后三 角点喷涌而出，因此于10月28日和29日两天在1和3两 点先注沙来形成一到沙墙；于10月30日开始在2和4号 点大量注三相泡沫，连续注7天隐患消除。
三相泡沫防灭火技术简介
三相泡沫防灭火技术1、三相泡沫的组成及特点）和防治煤炭自燃的三相泡沫由固态不燃物（粉煤灰或黄泥等）、气体（N2水三相防灭火介质组成。
其形成是在煤灰或黄泥浆液中添加发泡剂并引入气体，通过物理机械搅拌，形成粉煤灰或黄泥颗粒均匀地附着在气泡壁上的多相体系，这个多相体系就被称为三相泡沫。
含氮气的三相泡沫利用粉煤灰或黄泥的覆盖性和水的吸热降温性进行防灭火，大大提高了防灭火效率。
由于三相泡沫发泡倍数较高，单位体积的泡沫材料成本大幅下降，具有较高的经济效益。
与现有的防灭火技术及材料相比，含氮气的三相泡沫兼有一般注浆方法和惰气泡沫防灭火的优点。
泥浆通过引入氮气发泡后形成三相泡沫，体积大幅快速增加，被注入后能充斥整个火区。
三相泡沫有很好的堆积性，能在火区中向高处堆积，对低、高处的浮煤进行覆盖；三相泡沫有较好的挂壁性，能将浆水均匀的分散，有效地避免浆体的流失，保护井下环境；注入在采空区的氮气被封装在泡沫之中，能较长时间滞留在采空区中，充分发挥氮气的窒息防灭火功能；三相泡沫中含有粉煤灰或黄泥等固态物质，这些固态物质是三相泡沫面膜的一部分，可较长时间保持泡沫的稳定性，泡沫破碎后，具有一定粘度的粉煤灰或黄泥仍然可较均匀地覆盖在浮煤上，可持久有效地阻碍煤对氧的吸附，防止煤的氧化，从而防治煤炭自然发火，图1为实验室生产的粉煤灰三相泡沫，图2为矿井巷道中形成的三相泡沫。
图1 实验室生产的粉煤灰三相泡沫图2 在矿井巷道中形成的三相泡沫2、三相泡沫的发泡机理在黄泥（粉煤灰）浆液中加入三相泡沫发泡剂（KSF）后，发泡剂一方面降低了浆液的表面张力，使之形成泡沫；另一方面使黄泥（粉煤灰）颗粒由亲水性变成疏水性，使之粘附在气泡壁上。
浆液通过发泡器后物理发泡，形成了防灭火三相泡沫。
根据三相泡沫的特点，中国矿业大学专门研究制作了一种适用于形成三相泡沫的三相泡沫发生器KSP-Ⅱ（含三相泡沫发泡器和发泡剂定量添加泵如图3）。
其中研究制作的发泡器结构简单，无需任何外加动力装置，仅利用浆体的能量，进入发泡器后，在发泡器与集流器之间的旋转斜面上，成为湍流涡流，使气-液-固充分混合。
三相泡沫灭火技术及其在乌兰煤矿的应用
流失的现象 （ 拉沟现象 ） ；注入 采空 区的氮气能 有效地 固
封于泡沫之 中，并 随泡 沫破 灭而 释放 出，充 分发挥 了氮 气 的惰化 、抑爆作 用 ；三相 泡沫 中含有 粉煤灰 或黄 泥等 固态 物质 ，这些 固态 物质组 成三 相泡 沫面膜 的一 部分 ，可在 较
术 和炮采技术 。５４ ３４工作面是综放工作 面 ，斜长 １６ ５ ｍ，设
情况 。经统计从 ６时 ４ ０分 至 ８时 ４ ０分顶板巷 Ｃ Ｏ探 头曾 出 现过 ４次 ５ ０ ６ ｐ ０ ． ｐ ｍ。１ ９时左 右 经 采 样 分 析 ，发 现 Ｃ Ｏ为
１６ ｐ ３ ｐｍ、乙 烷 为 ２５ ｐ ４ ｐ ｍ、乙烯 为 ３ ｐ ｐ ｍ、 乙炔 为 ０ 所 有 迹 。
象表明 ５ ４ 工作 面采空区发生火灾 ，应当采取灭火措施。 ３
管路中 ，再通过定量螺杆泵将发泡剂加入到 注浆管路 中，
走 向正断层 ，断层 落差 约为 ７ ０ ． ｍ，倾斜 长 ３ ｍ。２ ０ ４ ０５年 ４
月 ８日 ６时 ４ ０分左 右 ，５４ 工作 面顶 板巷 突然 出现 Ｃ ３ Ｏ，
高达 ６ １０ ｐ ０— ３ ｐ ｍ。经现场 勘察 发现有 明显 的烟 味和煤焦 油 味。工作 面回风流 瓦斯均 正常 ，没有发现 Ｃ Ｏ、高温 等异常
三相泡沫施工安全技术措施
大佛寺煤矿40301工作面注复合胶体防灭火施工安全技术措施审批：总工程师：安全部：动力科：调度指挥中心：通风科：二00七年一月十九日大佛寺煤矿40301工作面注三相泡沫防灭火施工安全技术措施一、三相泡沫制备流程三相泡沫的制备和灌注系统由制浆站、过滤器、注浆管路、发泡剂定量添加装置、混合器、发泡器、注氮（或压风）装置组成，其主要工艺流程如图14所示。
在制浆站中首先在制浆站中，用高压水枪冲洗山上的黄土，形成适当浓度的黄泥浆，经过两道过滤网，靠泥浆重力自流至井下；通过定量螺杆泵将发泡剂注入到注浆管路中；浆液与发泡剂在混合器中充分搅拌混合后进入发泡器，在发泡器中接入氮气管路，气体与黄泥浆体相互作用产生出高倍数的三相泡沫。
图4 三相泡沫的制备流程要产生较高倍数的三相泡沫，三相泡沫发泡器是关键。
国内外两相泡沫发泡器种类很多，有涡轮式、螺旋式、孔隙式、网式、同心管式等，未见有防灭火用三相泡沫发泡器的专门研究报道，但有用于回采工作面冒落空洞处理用的矿用泡沫水泥充填机及建筑行业的泡沫混凝土泡沫发泡器的相关研究，这些发泡器的发泡倍数较低，一般3～6倍。
三相泡沫发泡器主要采用射流喷射的原理，主要部件之一就是内置的文丘里管，文丘里管的流道截面形状是一个先收缩后扩张的圆形管，并在其出口处设有两个可旋转的叶轮，利用泥浆自身的能量冲击叶轮旋转，流体与叶轮间强烈撞击，产生湍流，并使泡沫均匀、细腻和稳定性好。
二、应用工艺在制浆站中制备好水土比为4：1的黄泥浆，发泡剂通过定量添加泵添加至注浆管路中，携带有发泡剂的黄泥浆进入井下注浆管路，在灌浆巷距离工作面30米的位置并联连接两台发泡器，氮气由发泡器上的气体接口被引入，含有发泡剂的黄泥浆经过发泡器产生高倍数的三相泡沫。
随着工作面的推进，每隔30米布置一个钻场，每个钻场内布置三个直径为30mm的钻孔。
注浆管上并联安装两台发泡器，每台发泡器灌注一个钻场内的钻孔，即每次同时灌注两个钻场，每次需要连续灌注10个小时以上。
三项泡沫工艺流程
三项泡沫工艺流程《三项泡沫工艺流程》哎呀，说起这个三项泡沫工艺流程啊，那可真是个挺有趣的事儿呢。
我第一次接触到这个三项泡沫工艺流程，是在我一个朋友的小工厂里。
那个小工厂呀，不大不小，到处都堆满了各种材料和工具，看起来有点乱糟糟的，但是仔细一看又很有秩序。
我刚走进车间的时候，就看到一群工人正围着一个大罐子忙活着。
这个大罐子就是三项泡沫工艺流程的第一步——原料混合的地方。
首先呢，那些工人们把一种白色的粉末小心翼翼地倒进罐子里，这个白色粉末可讲究了，就像我们做蛋糕时候放的面粉一样，得慢慢倒，不能一下子全倒进去，不然就会结块。
我在旁边看着都觉得紧张，心里想着这要是不小心倒多了可咋整呢。
倒完白色粉末之后呢，他们又倒入了一种透明的液体，这个液体倒进去的时候，发出一种咕噜咕噜的声音，就像是肚子饿了在叫一样。
这两种东西倒进去之后啊，就开始搅拌了。
搅拌的机器有个大大的搅拌头，转起来的时候就像龙卷风一样，在罐子里疯狂地转着圈儿。
我好奇地凑上去看，那里面的东西被搅得一会儿上一会儿下的，像是在坐过山车似的。
接着呢，就是三项泡沫工艺流程的第二项啦，发泡。
这个环节可神奇了。
混合好的原料被输送到一个特殊的容器里，这个容器有点像个大蒸笼，但是又比蒸笼复杂多了。
然后呢，往里面加入了一些小颗粒，那些小颗粒看起来就像沙子一样，但是可别小看它们。
加入这些小颗粒之后，容器里的温度就开始升高了，热气腾腾的。
我站在旁边都能感觉到一股热浪扑面而来。
慢慢地，我就看到那些原料开始膨胀起来，就像吹气球一样，一点点地鼓起来了。
原本在罐子里还是液体的原料，现在变成了像棉花糖一样的泡沫，白白的、软软的，还带着一股淡淡的香味。
我忍不住伸手想去摸一下，结果被工人师傅赶紧拦住了，他说这时候的泡沫还不稳定，摸了可能会影响质量呢。
最后就是定型的过程啦，也就是三项泡沫工艺流程的最后一项。
发泡好的泡沫被放进了各种形状的模具里。
这些模具可有意思了，有圆形的、方形的，还有奇奇怪怪像小动物形状的呢。
发泡的工艺流程
发泡的工艺流程发泡是一种将发泡剂注入到物体中以产生气泡和泡沫的工艺。
它被广泛应用于各个领域，如建筑、汽车、家具等，以提高材料的轻便性、保温性和吸音性。
以下是发泡工艺的主要流程：第一步是准备。
在开始发泡之前，需要准备好所需的材料和设备。
发泡剂是最重要的材料，它通常是一种化学物质，有助于产生气泡和泡沫。
此外，还需要一个专门的发泡机，以将发泡剂均匀地注入到物体中。
另外，根据所需的发泡厚度，需要选择合适的模具或者表面来进行发泡。
第二步是混合。
将发泡剂与适量的水或其他溶剂混合均匀。
混合过程中需要控制好搅拌的时间和速度，以确保混合均匀，并激活发泡剂中的化学反应。
第三步是注入。
将混合好的发泡剂注入到所需发泡的物体中。
在这一步中，需要使用发泡机，将发泡剂均匀地喷洒在物体表面或者模具中。
发泡机通过气压将发泡剂喷洒到物体表面，并且通过调节喷射压力和喷洒速度，可以控制发泡的均匀性和厚度。
此外，对于一些特殊形状的物体，需要使用定制的模具来进行发泡。
第四步是固化。
将注入了发泡剂的物体进行固化，让发泡剂中的化学反应继续进行，形成气泡和泡沫。
这个过程通常需要一定的时间，具体的时间取决于发泡剂的类型和环境条件。
在固化过程中，需要控制好温度和湿度，以提供适合发泡剂反应的环境。
第五步是后处理。
在发泡固化后，需要对发泡物体进行后处理。
这包括修剪、修整、清洁和涂覆。
修剪是对发泡物体的边缘进行修整，使其整齐美观。
修整是对发泡物体的表面进行修整，以确保表面光滑。
清洁是清理发泡物体上的杂质和残留物，以保持其干净整洁。
涂覆是对发泡物体进行表面处理，以增加其耐用性和外观。
以上就是发泡的工艺流程。
发泡工艺广泛应用于各个领域，如建筑、汽车、家具等。
通过控制发泡剂的注入和固化过程，可以生产出具有轻便性、保温性和吸音性的高性能材料，满足不同需求的应用。
在实际应用中，需要根据具体情况调整和优化发泡的参数和流程，以达到最佳的发泡效果。
高分子凝胶三相泡沫发泡剂的优化及研究
Study on foam extinguishing agent for vehicle
ethanol gasoline fire
BAO Zhi-ming，ZHAO Ting-ting，
ZHANG Xian-zhong，CHEN Yang，
JING Li-shuai
（Tianjin Fire Science and Technology Research Institute of
泡沫，
当泡沫降至总体积一半时，
停止计时，
时间差为泡沫
稳定性 ，即半衰期。每种质量比的发泡液重复 5 次 ，取连
C>A>D>B>E
主次顺序
A2
B3
C3
D2
E2
A2B3C3D2E2
最佳组合
表4
半衰期极差分析
半衰期
A（AES）
B（6501）
C（K12）
K1
764
956
934
789
135
根据发泡剂性能影响因素选取 5 因素 4 水平，
other domestic products through comparative tests. Further
study is made on the key parameter of extinguishing supply intensity.
Key words: vehicle ethanol gasoline; foam extinguishing agent;
泡枪进行发泡实验 ，
由空气压缩机和泡沫枪组合而成。发
泡倍数增加了 52%，
稳定时间增加了 117%。
泡枪通过空气压缩机提供气体及压力 ，
注三相泡沫标准作业流程
安排专人观察压力表，压力超限时，立即停止注胶，打开泄压阀门，对堵塞管路进行处理。
4
收尾工作
1）按设计要求完成施工任务后，关闭混合器注氮管路侧阀门，打开制氮机空压机卸压阀，关闭空压机电源，再关闭制氮机，最后关闭总电源及供水阀门；
2）通知制浆站停止注浆，送水清洗注浆管路；
3）管路清洗完毕后，通知制浆站关闭阀门，关闭井下混合器注浆管路侧阀门，打开压力表下侧排空阀，排空混合器压力，拆除混合器，封堵钻孔（或密闭措施孔）。
1.
16.1流程图
16.2流程概述
流程名称
注三相泡沫标准作业流程
流程编号
流程说明
针对井工矿注三相泡沫的标准作业流程
适用范围
井工矿
流程接口
16.3标准作业工单
序号
流程步骤
作业内容
作业标准
相关制度
作业表单
作业人员
危险源及风险后果提示
1
准备工器具、材料
1）携带便携式甲烷、氧气、一氧化碳检测仪、扳手、管钳、丝锥、铁丝等；
2）由地面永久灌浆站准备发泡剂、黄土（或粉煤灰、25%砂土）等。
1）工器具完好、齐全；
2）材料充足。
注氮工；注浆工
不检查制氮机注氮管和进空气管垫子注氮管和进空气垫子损坏漏气，造成人员缺氧窒息。
2-1
检查作业环境
1）检查作业地点通风及有毒、有害气体情况；
2）检查作业地点巷道支护情况。
1）通风良好；
2）有毒有害气体不超限，符合相关规定要求；
3）巷道支护良好，无漏顶、无片帮；
4）作业环境无杂物、无淤泥积水。
《煤矿安全规程》第一百零四条、第一百三十五条
注浆工；注氮工
1）未检查或检查不到位，冒然进入缺氧或有毒有害气体超限的地点作业，易造成人员窒息、中毒；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
双发泡器并联注三相泡沫工艺
在厚煤层综放面防灭火中的推广应用（申报2011年科研项目）
下石节煤矿
2011年01月05日
目录
一、三相泡沫技术概况 (2)
二、推广双发泡器并联防灭火技术的必要性 (2)
三、项目实施目标及任务 (2)
四、工艺改制原因 (4)
五、工艺改制方案及参数 (4)
六、双发泡器并联经济技术指标及效果分析 (5)
七、结束语 (5)
八、附图 (6)
双发泡器并联注三相泡沫工艺
在厚煤层综放面防灭火中的推广应用
一、三相泡沫技术概况
三相泡沫：由固态不燃物（粉煤灰或黄泥等）、气体（氮气）和水三相防灭火介质组成；其形成是在粉煤灰或黄泥浆液中添加发泡剂并引入气体，形成粉煤灰或黄泥颗粒均匀地附着在气泡壁上的多相体系，这个多相体系就被称为三相泡沫。
发泡器：利用文丘里管的流体力学特性，通过流体载面的减小使流速增加而降低静压，从而易吸入气体，无需任何外加动力装置，仅利用浆体的能量，进入发泡器后，在发泡器与集流器之间的旋转斜面上，成为湍流涡流，并靠气体和浆液本身的动力对气—液—固三相混合液做功，从而形成了高倍数、稳定时间长的三相泡沫。
同时由于发泡剂的存在，形成了大量的具有三相介质的泡沫群体，黄泥的覆盖性和水的吸热降温性进行防灭火，大大提高了防灭火效率。
由于三相泡沫发泡倍数较高，单位体积的泡沫材料成本大幅下降，具有较高的经济效益
二、双发泡器并联防灭火技术应用的必要性
我矿主采4-2＃煤属易自燃厚煤层，结构较复杂，含多层透镜状夹矸，属中灰、低磷、低硫、高发热量的不粘结煤，部分区段受桦树渠背斜影响煤层和围岩含有油气。
自然发火
期3—6个月，最短28天；近年来，综采放顶煤技术得到大力的推广和应用，使煤矿生产效率大幅提高，取得了良好的经济效益，但这种采煤方法顶板垮落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重，使得采空区煤炭自燃危险性增大，已成为制约矿井安全生产与进一步发展的主要因素之一。
目前我矿综放面通常采用注水、黄泥灌浆、注氮气、喷洒阻化剂、注三相泡沫综合防灭火措施，来防治采空区的煤炭自燃，但是这些技术还存在很大的不足，如：注水、注黄泥浆不能均匀覆盖煤体，对中、高处浮煤起不到防治作用，大量灌注黄泥浆使采空区容易出现“拉沟”现象而跑水跑浆，影响矿井正常生产；采用注氮气，易随漏风扩散和抽放带走，不易滞留在注入的区域内，且增大了漏风带，防灭火效果较差；阻化剂腐蚀井下设备和危害工人身心健康，效果也不很理想；注三相泡沫发泡效果差，发泡剂浪费大，易造成发泡器堵塞，灌浆管路承压过大爆裂，材料费用消耗高，人力疏通管路费工费时等。
近年来我局积极推行科技兴矿安全发展理念，实现安全“双零”目标，我矿始终坚持工作面注三相泡沫工艺为预防煤炭自燃的首选措施，但由于矿井开采设计的诸多原因，一直以来采用单发泡器注三相泡沫发泡效果不很理想，经过与中国矿大科研人员的沟通，采用双发泡器并联，有效的提高了发泡倍数，我矿采用三相泡沫在综放面回采中预防浮煤氧化自燃取得的显著效果；经过多次试验及灌浆工艺改革，积
累了一定的技术经验，对确保易燃煤层综放面开采防灭火工作起到了超前的积极预防作用。
因此，在现有防灭火技术的基础上，提高了采空区煤炭自燃的防治效果。
三、工艺改制实施目标及任务
采用双发泡器并联在我矿综放面防灭火工作的应用，不但提高了发泡倍数，节约了发泡剂，有效的预防了综放面回采过程中的煤炭自然，更大大降低了职工的劳动强度及材料费用的投入。
四、工艺改制原因
以前使用一个发泡器与注浆管路连接，发泡剂由地面定量添加泵输送至主管路中，由于我矿的灌浆能力为60m3/h，而发泡器通过的最大流量为30m3/h，有一部分发泡剂与黄泥浆混合后未通过发泡器，经发泡器旁通管导流至发泡后的注浆管路内，将发泡后的泡沫搅拌破碎，发泡剂浪费比较严重，发泡效果差。
五、工艺改制方案及参数
为了提高发泡倍数和节约发泡剂，经过多次与矿大科研人员及区队技术人员探讨，井下现场试验分析，决定将两个发泡器并联，通过多次试验，发泡后的混合泥浆通过注浆管路设置的观察管，发泡效果明显有所提高，且不需将旁通管打开；现在能熟练的掌握，结合工作面回采气体化验数据，可提前安排注三相泡沫，对工作面的回采提供了有力的安全保证。
六、双发泡器并联经济技术指标及效果分析
使用改制后的双发泡器注三相泡沫工艺，可将发泡剂全部利用，经近六个多月来在218工作面注泡沫期间的实际应用，取得了显著的效果；
1、提高了三相泡沫发泡率，发泡率由原来的15倍提高到30倍左右，泡沫稳定时间由原来的12小时左右增至24小时。
2、节约了发泡剂的使用量，节约发泡剂27.4吨，节约材料用98.64万元。
3、采用双发泡器并联，提高了泡沫对老空的覆盖率，防灭火效果明显，提高了矿井安全性。
4、将双发泡器组装为一套整体，通过阀门控制注泡沫和灌浆期间的分流，操作简单容易监测和移动，节省了工时和劳力。
发泡剂利用经济技术对比表
七、结束语
我矿采用三相泡沫在综放面回采中预防浮煤氧化自燃取得的显著效果；经过多次试验及灌浆工艺改革，积累了一定的技术经验，对确保易燃煤层综放面开采防灭火工作起到了超前的积极预防作用。
因此，在现有防灭火技术的基础上，提高了采空区煤炭自燃的防治效果。
双发泡器注三相泡沫工艺技术的改革应用，已成为我矿易燃煤层开采防灭火工作重要的一个实施环节，操作工艺已被工人所掌握，操作简单方便，但就其泡沫消失量和堆积量还应待于探索，如能添加某些化学成分，使其具有泡沫持续时间长，抗压、抗老化的性能，将对防灭火堵漏风上起到显著的效果。
八、附图
1、改制前
单发泡器示意图
1-2寸旁通管，2-三通（4寸变2寸），3-2寸闸阀，4-4寸闸阀，5-发泡器2、改制后。