Research Progress of Polymer Fire Extinguishing Gel and Its Application in Forest Fire Prevention

The paper summarizes the structure and water-absorbing mechanism,classification,and preparation method of polymer fire extinguishing gel,and prospects for its application in aerial firefighting,forest ground fire extinguishing,opening of firebreaks,and mitigating human casualties in forest fire extinguishing.

煤制油气化灰渣防灭火凝胶的制备及性能

针对煤制油气化灰渣堆积造成环境污染和固废资源浪费等问题,本研究提出以气化灰渣为基料、羟丙基甲基纤维素(HPMC)为胶凝剂,制备气化灰渣凝胶煤矿防灭火材料,使用扫描电镜和傅里叶红外光谱仪分析其微观形貌与表面官能团特征。考察了材料的胶凝时间、热稳定性及保水性,确定了气化渣凝胶最优配方为水灰比1∶1.25、HPMC添加量1.5%(质量分数)。该凝胶较好抑制了煤自燃过程中羟基、甲基、亚甲基、取代芳烃、醚碳氧键等官能团反应,与未经凝胶处理的煤样相比,经凝胶处理的煤样在80℃时芳香烃峰面积减小11.85%,脂肪烃峰面积减小43.07%,120℃时芳香烃峰面积减小27.36%,脂肪烃峰面积减小44.23%。凝胶处理的煤样在氧化升温过程中,100℃时CO浓度降低65.07%,200℃时CO浓度降低53.09%,C 2H 4浓度降低23.68%。微观和宏观结果表明,气化灰渣凝胶较好地抑制了煤自燃进程,阻化性能优于CaCl 2,可有效防治煤自燃灾害,解决灰渣堆积问题,实现固废资源化利用。

妊娠中期清宫术后应用经皮雌二醇凝胶联合宫安康预防宫腔粘连的效果探究

目的:探究经皮雌二醇凝胶联合宫安康在妊娠中期清宫术后对预防宫腔粘连的应用。方法:选取我院2021年1月至2022年11月接受人工流产或引产的71例患者,按照单双号法随机分为联合组(n=35)和对照组(n=36)。对照组患者接受宫安康0.05 g·kg^(-1)及常规抗感染治疗3 d,联合组在对照组基础上联用经皮雌二醇凝胶0.05 g·kg^(-1),Qd进行治疗。治疗2 m后采用宫腔镜检查宫腔粘连发生率及粘连严重程度,采用化学发光法测定激素水平,包括促黄体生成素(Luteinizing hormone,LH)、促卵泡生成素(Follicle stimulating hormone,FSH)、雌二醇(Estradiol2,E2)水平;采用酶检测法测定白细胞介素-10(Interleukin-10,IL-10)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)及白细胞介素-4(Interleukin-4,IL-4)水平;采用阴道B超测定患者子宫内膜厚度,记录并比较两组经过治疗后月经复潮时间、复潮量变化以及不良反应发生情况。结果:治疗后,联合组宫腔粘连发生率、复潮时间明显低于对照组(P<0.05);与治疗前相比,各治疗组LH、FS、E2、IL-4、IL-10水平、子宫内膜厚度均明显增加(P<0.05),其中联合组更为显著(P<0.05);各治疗组IL-6水平均明显降低(P<0.05),其中联合组更为显著(P<0.05);治疗后,两治疗组不良反应发生情况相近(P>0.05)。结论:妊娠中期接受清宫术后患者使用经皮雌二醇凝胶可降低发生宫腔粘连的风险,减轻炎症反应,并改善子宫环境。

深海鱼油联合表皮生长因子凝胶预防乳腺癌放射性皮炎效果

目的探讨深海鱼油联合表皮生长因子凝胶对预防乳腺癌放射性皮炎的效果。方法将96例乳腺癌保乳术术后放疗患者随机分为对照组和试验组,每组48例。对照组放疗后应用表皮生长因子凝胶,试验组放疗前在放疗照射范围的皮肤上涂抹深海鱼油,放疗后使用表皮生长因子凝胶。记录两组患者放射性皮炎发生率、首次发生乳腺放射性皮炎时间,观察放射性皮炎损伤程度,评价两组患者放射性皮炎患者的创面愈合、红肿、疼痛及瘙痒消失时间,比较两组患者临床疗效及安全性。结果试验组患者放射性皮炎发生率低于对照组(P<0.05);试验组患者首次发生放射性皮炎时间晚于对照组(P<0.05);试验组患者放射性皮炎损伤Ⅰ~Ⅱ级率明显高于对照组(P<0.05);试验组患者创面愈合、红肿、疼痛及瘙痒消失时间较对照组短(P<0.05)。试验组患者临床疗效高于对照组(P<0.05),两组患者均未出现明显不良反应,组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论深海鱼油联合表皮生长因子凝胶对乳腺癌放射性皮炎具有防治作用,且未产生明显不良反应。

大剂量雌激素预防短期内两次人工流产术后宫腔粘连的疗效

目的分析大剂量经皮雌二醇凝胶预防短期内两次人工流产术后宫腔粘连的效果。方法选取半年内两次人工流产术后的患者87例,采用双向性队列研究,术后使用5.0 g/d雌二醇凝胶为观察组,2.5 g/d雌二醇凝胶为对照组;术后1月时门诊复查,比较两组患者月经恢复情况,B超下测定的子宫内膜厚度,抽血检测谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酐及尿素氮上升指标、活化部分凝血活酶时间和凝血酶原时间异常情况及阴道超声下宫腔黏连的发生率。结果两组患者治疗前年龄、生产次数、停经天数(45~60 d)比较,差异无统计学意义;治疗后两组患者子宫内膜厚度、宫腔粘连的发生率及月经异常情况比较有统计学意义;观察组子宫内膜增厚较显著,观察组宫腔粘连的发生率和月经异常发生率低于对照组(P<0.05),两组治疗前后AST、ALT、肌酐、尿素氮、APTT及PT各项指标均无显著差异。结论对于短期内两次人工流产术后的患者,大剂量经皮雌二醇凝胶有助于修复子宫内膜,降低宫腔粘连的发生率。

A^(l3+)交联的聚丙烯酸钠凝胶防灭火特性

为解决传统矿用防灭火凝胶保水性能差、受热易分解等问题,基于高分子材料聚丙烯酸钠易与高价态金属离子发生分子交联从而凝胶化的特性,研制出一种耐高温、高保水的新型Al^(3+)聚合物防灭火凝胶。从热稳定性、阻化效果及官能团3个方面分析Al^(3+)聚合物凝胶的阻化机理,首先利用恒温干燥箱和热重试验测试凝胶在不同温度条件下失水率、质量及特征温度点变化情况;其次利用程序升温气相色谱法对升温过程中的气相产物进行检测,根据检测结果进行气体阻化率计算和活化能氧化动力学分析;最后利用红外光谱仪研究聚合物凝胶对煤分子中官能团的影响。结果表明:Al^(3+)与聚丙烯酸钠交联形成的三维网络结构使凝胶具有良好的热稳定性,在150℃恒温条件下加热12 h,最大失水率为42.9%,凝胶阻化煤样其特征温度点均出现不同程度的延后;凝胶阻化后的煤样CO气体的生成量大幅度减少,最大CO阻化率为76.76%;凝胶能通过提高煤氧反应所需的活化能以及降低参与煤氧反应官能团的含量来降低煤的自燃倾向性,活化能最大增幅为14.6%。研究结果以期为高分子材料在煤火灾害治理方面的应用及发展提供一定的参考。

残煤复采区巷道掘进凝胶堵漏防灭火技术研究

采空区中遗留煤炭自燃现象直接影响着煤矿的安全高效开采,而采用堵漏材料封闭漏风通道是解决采空区煤自燃问题的有效方法。以运河煤矿F1301复采工作面为工程背景,针对在采空区中掘进巷道时遗留松散煤体的自燃隐患问题,制定了松散煤体凝胶堵漏防灭火技术实施方案,采用COMSOL数值模拟方法研究了不同注胶时间与压力下的凝胶扩散规律,并进行了工程应用。结果表明:注胶时间和压力与凝胶扩散范围成正比,综合考虑注胶效果与成本,选取10 MPa、140~160 min为最佳的注胶压力与时间,注胶钻孔间距设置为5 m;实施凝胶堵漏防灭火方案后,巷道两侧观测钻孔监测数据显示,标志气体CO体积分数稳定于24×10^(-6)以下,凝胶堵漏防灭火效果良好,有效消除了采空区遗留煤炭自然发火隐患。

固体废弃物制备矿用防灭火复合凝胶研究进展

我国工业固体废弃物排放量大,容易对生态环境造成破坏并威胁人类健康,工业固体废弃物的资源化再利用已引起社会的广泛关注。根据固体废弃物的潜在防灭火特性,其可以作为原材料用于制备矿用防灭火复合凝胶,在实现废弃资源循环再利用的同时还能达到防治煤矿自燃火灾的目的。为了进一步推动工业固体废弃物在矿用防灭火复合凝胶材料中的资源化利用,完善和发展其在煤矿火灾防治中的应用,总结了矿用防灭火复合凝胶的防灭火机理,归纳了固体废弃物的防灭火特性,讨论了固体废弃物制备矿用防灭火复合凝胶的成胶机理和影响因素,阐述了矿用防灭火复合凝胶的注胶工艺及应用现状。基于当前的研究,发现固体废弃物复合凝胶的成胶机理不明确、固体废弃物胶凝活性未有效激发、固体废弃物复合凝胶的运输过程存在沉淀管堵以及固体废弃物应用时的安全性等问题,针对性提出了解决方向,如微尺度模拟、复合激活、新型激活材料、智能化注胶及离子固化等。并在以上解决方向基础上展望了今后固体废弃物制备矿用防灭火复合凝胶的研究重点,未来将围绕固体废弃物在制备防灭火复合凝胶的高效利用、固体废弃物复合凝胶的长效防灭火、智能凝胶防灭火监控一体化系统等展开研究。这些研究方向有助于工业固体废弃物在矿用防灭火复合凝胶材料方面的高附加值利用,并规模化用于煤矿自燃火灾的防治,保障国家财产及工人生命安全。

气化灰渣凝胶泡沫特性及防灭火性能

为研究气化灰渣凝胶泡沫对煤的阻化作用,从微观角度探讨了凝胶剂对气化灰渣凝胶泡沫稳定性的影响,宏观比较了3种不同类型凝胶泡沫的形貌特征与煤表面覆盖的成膜效果,通过测量材料在不同水灰比下的流变特性,分析气化灰渣颗粒对凝胶泡沫的黏度、剪切应力和屈服应力的影响,最后利用程序升温试验和热重试验研究了气化灰渣凝胶泡沫的防灭火性能。结果表明:适当的凝胶剂浓度有利于维持泡沫稳定存在,当添加胶凝剂浓度为0.6%时,凝胶泡沫的显微形貌和基本参数最佳;气化灰渣凝胶泡沫覆盖在煤表面的成膜效果最好,经过7 d后在煤表面仍可形成完整的保护膜;随着水灰比的降低,凝胶泡沫的剪切应力和黏度逐渐增加,水灰比为2∶1时泡沫更不易流动;经气化灰渣凝胶泡沫处理后煤样的临界温度T1提升至72℃,干裂温度T2提高了30℃,有效抑制煤氧化进程,且100℃时泡沫的阻化率达到了63.6%。这种新型泡沫防灭火技术为煤自燃防治提供了新的可能,为固废资源化利用提供了新思路。

台阶型煤体孤岛开采自然发火防治技术应用

金桥煤矿1306工作面四面临空,孤岛布置,分层开采,上分层存在遗留煤柱,形成了特殊的“台阶型”构造。针对1306工作面漏风通道多,自然发火风险较大的实际,分正常回采、回撤2个阶段制定针对性防灭火措施。回采期间采取了沿空喷涂、采空区注氮、停采线及采空区压注凝胶、遗煤喷洒阻化剂等措施,回撤期间重点采取了架后压注凝胶措施。通过对安全监控系统、采空区微漏风监测系统及人工检测数据进行耦合性分析,对1306工作面防灭火效果进行验证,得出1306工作面防灭火措施落实得当,肯定了台阶型煤体孤岛开采自然发火防治技术的成效。该技术能够为后续不规则工作面防灭火工作提供技术支撑,对类似开采条件的矿井有一定的借鉴作用。

综放工作面回撤期间防灭火技术研究

煤矿开采是一项复杂且对技术要求较高的工作,实际开展期间受各项因素影响,容易发生事故,不仅会影响煤矿开采,甚至会造成人员伤亡,危害巨大,因此,在煤矿开采期间必须做好相关内容的探讨,做好分析工作。在概述回撤期间做好灭火的意义基础上,依据工程实例对综放工作面回撤期间防灭火技术进行了深入探讨,希望文中内容对相关工作人员能够有所帮助。

基于Forcite模拟防灭火凝胶对煤的黏附性影响

针对黏附型防灭火凝胶(PAA/SA/TA)与煤体的黏附性能不明确的问题,该文通过分子模拟(MS)软件,对PAA/SA/TA与煤进行分子动力学模拟(MD),揭示了PAA/SA/TA与煤的黏附机理,通过计算PAA/SA/TA与煤界面的黏附功-176.21 kcal/(mol·Å^(2)),说明PAA/SA/TA与煤表面存在黏附性;根据动态模拟的结果发现,PAA/SA/TA与煤体表面的黏附特性是自发进行的;使用Nose恒温器在NVT(常数原子数、体积和温度)环境下进行MD模拟,分析了PAA/SA/TA在煤体表面的分布情况。以上分析有助于开发新型黏附型防灭火材料,解决煤矿火灾防治的问题。

综采工作面切眼临空防灭火技术应用

为解决刀把面切眼贯通后二次扩刷至工作面安装完成试运行期间,采空区边缘松散煤体易氧化发生自燃的问题,制定了灌注凝胶与喷浆封闭的综合防灭火措施,通过压注凝胶在采空区周围构筑了隔离胶带,对巷道进行喷浆封闭减少了采空区漏风,持续对采空区气体进行采样化验和监测监控,未发现标志气体及采空区温度超标的情况,为工作面安装提供了安全保障。

顺北油气田用抗高温弱凝胶防气侵钻井液体系

顺北油气田奥陶系一间房组和鹰山组的碳酸盐岩储层微裂缝发育且气层活跃,钻井液受气侵严重,主要存在油气上窜速度快,频次高,程度严重,漏涌同存等气侵特点。分析总结了顺北油气田现用防气侵方法和存在的问题,提出使用弱凝胶钻井液体系防气侵的对策。为提高该体系的抗高温性及防气侵效果,研制出高温稳定剂MG-HT、抗高温流型调节剂JHVIS、抗高温降滤失剂JHFLO和耐温封堵剂JHSEAL,并优选了其他配套处理剂,形成一套抗温效果好、堵气和承压能力强的抗高温弱凝胶防气侵钻井液体系。该体系抗温可达180℃,密度可达1.8 g/cm^(3),具有较好的流变性、降滤失性和抗污染性;此外,体系的φ6和φ3读数均大于5,低剪切速率黏度大于15 000 mPa·s,正向承压能力大于5 MPa,反向承压能力高于1MPa,具有良好的防气侵效果。为顺北油气田碳酸盐岩裂缝性储层的安全、快速勘探和开发提供了技术支持。

提高水井分注测试成功率配套技术研究与应用

为解决苏北复杂断块油田同心分层注水在实际应用中存在测试仪器遇阻、分层注水量调配不到位等问题,创新采用空心杆冲洗清管,研究应用防返吐配水器、化学防砂技术来保持注水管柱清洁;设计聚合物冻胶调剖体系来缓解层间矛盾,避免层间级差影响测调效果。各项配套技术累计应用13井次,矿场试验证明其在避免测试仪器遇阻、降低分层注水量调配难度方面具有良好效果,年度配套措施井测试成功率达100%,同心分层注水井整体测试成功率由74.4%提升至84.4%,做优精细注水工作的同时实现降本增效,具有良好的推广应用前景。

CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶泡沫的制备及特性研究

为防治煤自燃,采用羧甲基纤维素钠(CMC)、柠檬酸锆(ZrCit)、葡萄糖酸−δ−内酯(GDL)和复配发泡剂按一定比例配制出一种新型煤自燃凝胶泡沫防灭火材料。对制备出的凝胶泡沫分别进行了热稳定性、渗透性、黏结性的基础性能测试,通过热重试验研究了经凝胶泡沫处理后的煤样对比原煤样在升温过程中质量及热量的影响,通过程序升温试验中煤自燃指标性气体CO浓度的变化,对凝胶泡沫的阻化性能进行考察,综合试验结果分析了凝胶泡沫的阻燃机理。试验结果表明:以高价态Zr4+为金属交联剂的凝胶泡沫结构稳定,可明显增强凝胶泡沫的热稳定性和保水性,使热重分析中煤升温氧化热失重量明显降低,最大放热功率降低了19.9%,同时使程序升温试验中煤氧复合的耗氧速率、CO的产生率降低,说明该新型凝胶泡沫能够从物理和化学反应途径有效抑制煤自燃。

矿用双网络凝胶防灭火特性研究

针对单网络凝胶防灭火材料存在交联强度低、机械性能差、结构容易被破坏等问题,引入2种相互作用来构筑双重物理交联网络结构,制备了全物理交联Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络防灭火凝胶;通过对不同配比下凝胶的成胶时间测试,选出适合煤自燃火灾防治的凝胶配比,胶凝时间需控制在4~7 min;采用程序升温氧化实验、热分析(TG-DSC)、堵漏风性能测试、扫描电镜等对凝胶的阻化性能进行研究。结果表明:经凝胶处理的煤样失重率整体降低,总放热值明显下降,活化能提高,加大了煤自燃难度;经凝胶处理后,CO、CO_(2)释放量减少,阻化率与温度变化总体上呈负相关,交叉点温度均有所提高;胶凝过程可控,可在5 min内较好的充填碎煤空隙。

凝胶床垫和充气床垫对老年卧床患者骶尾部压力和皮肤温度影响的比较研究

背景老年人因皮肤干燥、松弛缺乏弹性、耐受性下降等衰老特征,更容易受到压力影响而发生压力性损伤,适宜的减压床垫是预防压力性损伤的关键。目的监测老年卧床患者平卧于凝胶床垫和充气床垫期间骶尾部压力与皮肤温度变化,比较两种床垫的减压效果。方法采用方便抽样的方法,选取2021年1月—2022年3月入住东部战区总医院干部内科病房的45例老年卧床患者为研究对象(因干部内科病房患者多为男性,本次纳入者均为老年男性)。根据患者意愿将45例患者分为A组23例和B组22例,A组使用凝胶床垫结合2h翻身1次的方案;B组使用充气床垫结合2 h翻身1次的方案,两组均连续使用7 d。每日固定3个时间点监测患者平卧位期间骶尾部最大压力值和局部皮肤温度,3个时间点分别为平卧位的开始及1、2 h后的时间点。使用床边压力图监测系统,测量骶尾部最大压力值,同时使用手提式测温仪测量局部皮肤温度。采用线性混合效应模型分析比较两种床垫对老年卧床患者骶尾部压力及皮肤温度变化,以判断其减压效果。结果研究期间两组均无压力性损伤发生。对于骶尾部压力变化值,床垫组别与天数的交互作用项无统计学意义(F_(组别*天数)=0.07,P_(组别*天数)=0.999),床垫组别与时间的交互作用项有统计学意义(F_(组别*时间)=6.45,P_(组别*时间)=0.012)。因此,去除床垫组别与天数的交互作用项重新进行混合模型分析,结果显示,平卧位后1 h和2 h,凝胶床垫组骶尾部压力变化值均低于充气床垫组(P<0.05)。对于骶尾部皮肤温度变化值,床垫组别与天数的交互作用项无统计学意义(F_(组别*天数)=0.12,P_(组别*天数)=0.994),床垫组别与时间的交互作用项有统计学意义(F_(组别*时间)=16.90,P_(组别*时间)<0.001)。因此,去除床垫组别与天数的交互作用项重新进行混合模型分析,结果显示,平卧位后1 h和2 h,凝胶床垫组骶尾部皮肤温度变化值均低于充气床垫组(P<0.05)。结论住院老年卧床男性患者使用两种减压床垫平卧1、2 h后的骶尾部压力、皮肤温度均有所增高,凝胶床垫的增量均小于充气床垫,反映凝胶床垫在控制骶尾部压力和皮肤温度的效果上优于充气床垫。

矿用超吸水防灭火凝胶制备及性能研究

为了封堵煤层裂隙,减少采空区漏风,降低煤体温度,从根本上抑制煤炭氧化过程;以羧甲基纤维素钠为基体、丙烯酰胺和丙烯酸为单体,在引发剂和交联剂作用下,采用交联法接枝聚合成一种超吸水防灭火凝胶材料;对凝胶进行了红外光谱分析、热重分析、扫描电子显微分析等表征手段,并测试了其防灭火性能。结果表明:凝胶内部具有多孔微观结构,表面结构致密可锁住水分,吸水倍率最高可达420,耐盐倍率56,保水性和填充密闭性好,阻化率大于45%,能够携带大量水分对顶板煤层及采空区进行防灭火,应用场景广泛。

窝沟封闭联合含氟凝胶在儿童龋齿中的预防效果研究

目的儿童龋齿预防中实施窝沟封闭联合含氟凝胶,探究该模式的预防效果。方法选择2020年1—6月枣庄市口腔医院收治的龋齿预防性治疗儿童60例作为本次研究对象。整理所有儿童的资料,采用1∶1分组方式将其分为对照组与观察组。对照组儿童接诊后实行窝沟封闭,观察组儿童接诊后实行窝沟封闭联合含氟凝胶。实施治疗期间以两组儿童龋齿发生率、邻牙面龋发生率、封闭剂保存情况、儿童家属满意度情况等数据来分析联合预防治疗方式的应用效果。结果治疗后观察儿童龋齿及邻牙面龋发生情况,观察组患儿上述发生率更低,但两组差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后不同时间节点中,观察组封闭剂保存情况更好,保存完整例数更多(P<0.05)。预防满意度调查结果显示,观察组家属对预防治疗措施更认可,满意度情况理想(P<0.05)。结论在儿童龋齿的预防治疗中,实施窝沟封闭联合含氟凝胶涂抹的方式,能够规避龋齿及邻牙面龋的发生,从而使得儿童牙面龋的发展得到有效控制。同时能够延长封闭剂的保存时间,使得治疗效果提升显著,儿童家属对该治疗方式认可度较高。