.972. 北京科技大学学报 第29卷 三相泡沫扑灭矸石堆上部火源的过程如图3~ 0.10 008 一◆一注三相泡沫前 6所示，图中可知，三相泡沫在多孔介质中可以很 。一注三相泡沫后 快地进行各个方位的渗透，在很短的时间内就完全 覆盖了整个矸石堆，图中熊熊燃烧的煤火在15min 0.02 后就被三相泡沫覆盖扑灭，其煤炉内的温度变化结 05101520253035404550556065 果如图7所示 距工作面的距离m 图1三相泡沫堵漏，包裹煤体效果 Fig-1 Enveloping effect of three-phase foam 般的注水、注阻化剂的优越之处， 取潘一矿肥煤(40~80目)进行温升实验，研究 三相泡沫的阻化效果.煤样质量为50g,一组是原 煤样，一组是加三相泡沫后的煤样（三相泡沫质量为 煤体质量的10%)·利用2001型煤炭自燃测试 仪[门]，采用程序升温方式，在绝热罐内通入氧气 图3三相泡沫注2min后的情况 Fig.3 Penetrative range of three"phase foam after 2 min (100 mL'min)对煤样进行氧化，煤样随时间的温 升速率曲线如图2所示.从图2可以看出，随着氧 化时间的增加，加了三相泡沫煤样的温升速率比原 煤样慢了许多，说明三相泡沫对煤体有很好的阻化 效果，能有效抑制煤体的氧化温升速率 一◆一原煤样升温速率曲线 。一加10%浓度三相泡沫后的 3 煤样升温速率曲线 1 图4三相泡沫注9min后的情况 40 6080 100120 Fig.4 Penetrative range of three-phase foam after 9min 时间min 图2煤氧化升温速率曲线 Fig-2 Speed curves of coal temperature vs.time 2 三相泡沫防治采空区火灾的模拟实 验 在地面用矸石模拟采空区，矸石堆长4m,宽 4m,高1.2m,矸石堆的空隙率为0.2.在矸石堆上 放一火炉，里面是燃烧很旺的煤火，火源位置离地面 0.8m,将注三相泡沫的管路埋藏在矸石堆中，出口 图5三相泡沫注15min后的情况 Fig.5 Penetrative range of three-phase foam after 15min 位于矸石堆的中部位置，火炉上放一温度传感器， 测量注三相泡沫过程中火炉温度的变化情况 从图7可以看到：当开始注三相泡沫9mim后 当一切准备就绪后，开始注黄泥三相泡沫，在 三相泡沫通过渗流大量涌出达到火炉，火炉温度开 以上的实验条件下，60s后三相泡沫开始从矸石堆 始急剧下降；当开始注三相泡沫l7mim后，即短短8 的前侧壁的缝隙中冒出来，80s后三相泡沫开始从 min的时间火炉温度就下降到45℃，表明三相泡沫 矸石堆的上部冒出，100s后矸石堆各个地方都可以 灭火灾能力强，覆盖性好，因此对于采空区大面积 看到有三相泡沫冒出来，120s后三相泡沫大量从矸 和不明位置的煤炭自燃、高位火源，靠大流量的三相 石堆的裂隙中冒出来， 泡沫不断渗透、堆积和扩散，从而能将整个采空区进图1 三相泡沫堵漏、包裹煤体效果 Fig．1 Enveloping effect of three-phase foam 一般的注水、注阻化剂的优越之处． 取潘一矿肥煤（40～80目）进行温升实验‚研究 三相泡沫的阻化效果．煤样质量为50g‚一组是原 煤样‚一组是加三相泡沫后的煤样（三相泡沫质量为 煤体质量的 10％）．利用 2001 型煤炭自燃测试 仪［7］‚采用程序升温方式‚在绝热罐内通入氧气 （100mL·min —1）对煤样进行氧化‚煤样随时间的温 升速率曲线如图2所示．从图2可以看出‚随着氧 化时间的增加‚加了三相泡沫煤样的温升速率比原 煤样慢了许多‚说明三相泡沫对煤体有很好的阻化 效果‚能有效抑制煤体的氧化温升速率． 图2 煤氧化升温速率曲线 Fig．2 Speed curves of coal temperature vs．time 2 三相泡沫防治采空区火灾的模拟实 验 在地面用矸石模拟采空区‚矸石堆长4m‚宽 4m‚高1∙2m‚矸石堆的空隙率为0∙2．在矸石堆上 放一火炉‚里面是燃烧很旺的煤火‚火源位置离地面 0∙8m‚将注三相泡沫的管路埋藏在矸石堆中‚出口 位于矸石堆的中部位置．火炉上放一温度传感器‚ 测量注三相泡沫过程中火炉温度的变化情况． 当一切准备就绪后‚开始注黄泥三相泡沫．在 以上的实验条件下‚60s 后三相泡沫开始从矸石堆 的前侧壁的缝隙中冒出来‚80s 后三相泡沫开始从 矸石堆的上部冒出‚100s 后矸石堆各个地方都可以 看到有三相泡沫冒出来‚120s 后三相泡沫大量从矸 石堆的裂隙中冒出来． 三相泡沫扑灭矸石堆上部火源的过程如图3～ 6所示．图中可知‚三相泡沫在多孔介质中可以很 快地进行各个方位的渗透‚在很短的时间内就完全 覆盖了整个矸石堆．图中熊熊燃烧的煤火在15min 后就被三相泡沫覆盖扑灭‚其煤炉内的温度变化结 果如图7所示． 图3 三相泡沫注2min 后的情况 Fig．3 Penetrative range of three-phase foam after2min 图4 三相泡沫注9min 后的情况 Fig．4 Penetrative range of three-phase foam after9min 图5 三相泡沫注15min 后的情况 Fig．5 Penetrative range of three-phase foam after15min 从图7可以看到：当开始注三相泡沫9min 后‚ 三相泡沫通过渗流大量涌出达到火炉‚火炉温度开 始急剧下降；当开始注三相泡沫17min 后‚即短短8 min 的时间火炉温度就下降到45℃‚表明三相泡沫 灭火灾能力强‚覆盖性好．因此对于采空区大面积 和不明位置的煤炭自燃、高位火源‚靠大流量的三相 泡沫不断渗透、堆积和扩散‚从而能将整个采空区进 ·972· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷