חומר מונע בעירה הוא תכשיר כימי ייעודי למניעת שריפות במכרות פחם ובמגרשי אחסון פחם מעל פני הקרקע, המבצע שלושה תפקידים: יצירת שכבת מגן מניעת חמצן, ספיגת חום להורדת הטמפרטורה והדחקת כימית. המוצר עומד בתקן MT/T 700-2019 ומסופק באופן קבוע על ידי חברת וויפאנג ג'יאנגצ'אנג לכימיקלים.

חומר מעכב בעירה

סקירת המוצר

חומר מעכב בעירה הוא תכשיר כימי שנועד במיוחד למניעת שריפות במכרות פחם, ומהווה את חומר ההגנה המרכזי להבטחת בטיחות הייצור במכרה. באמצעות ריסוס או הזרקה למשטח הפחם, הוא מבצע שלושה אפקטים בו-זמנית: יצירת שכבה מבודדת מחמצן, ספיגת חום והורדת הטמפרטורה, ויצירת מצב של אינרטיות כימית. כך הוא מונע בהצלחה את התהליך של חמצון עצמי של הפחם, ומספק כיסוי מלא לצרכי מניעת בעירה באזורים שונים כמו חללי הכרייה, הפינות העליונות והתחתונות, וכן הפחם השטוף מאחורי המעמדות. בנוסף, הוא מתאים גם לטיפול במניעת בעירה באתרים פתוחים לאחסון פחם מעל פני האדמה. המוצר עומד באופן קפדני בתקן “תנאים טכניים כלליים לחומרים מעכבי בעירה לשימוש במכרות פחם” (MT/T 700-2019), ומאופיין ביתרונות רבים כגון בטיחות ואקולוגיה, יעילות גבוהה במעכבת הבעירה, וצריכת נמוכה. הוא מיוצר ומתווסף על ידי חברת וויפאנג ג’יאנגצ’אנג לכימיקלים, שעוסקת בתחום שנים רבות, ומבטיחה איכות מהימנה ואספקה יציבה.

עיקרון הפעולה הטכנולוגי

מנגנון הפעולה של חומר המעכב יכול להיות מובן בשלושה מישורים מרכזיים המאפשרים מניעת בעירה עצמית של הפחם: ראשית, יצירת שכבה מבודדת מחמצן – לאחר שה محلול החומר מורסס או מוזרק לתוך נקבוביות וסדקים בפחם, הוא סופג את הלחות מן האוויר ויוצר על פני השטח של הפחם שכבה נוזלית יציבה המכילה מים, אשר מפרידה באופן ישיר בין הפחם לחמצן ומפחיתה מאוד את קצב החמצון; שנית, ספיגת חום והורדת הטמפרטורה – בעת התאדות התמיסה, היא סופגת את החום הנוצר מתהליך החמצון של הפחם, מונעת הצטברות חום בפחם ומקשה עליו להגיע לטמפרטורה המאפשרת בעירה עצמית; Lastly, אינרטיות כימית – מולקולות החומר מתחברות למולקולות הפחם ויוצרות תרכובת יציבה יותר, המקטינה את מספר הרדיקלים החופשיים המעורבים בתגובה בין הפחם לחמצן, ומאפשרת את המשך תהליך החמצון בدرجות טמפרטורה נמוכות, ובכך מונעת מראש את היווצרות תנאי הבעירה העצמית.

בהתאם למנגנון המעכב, ניתן לחלק את חומרי המעכב לארבעה סוגים עיקריים: חומרים פיזיקליים, כגון מלחים כמו MgCl₂ ו-CaCl₂, המבצעים את פעולת הבידוד וההפחתה בחמצן באמצעות פעולה פיזיקלית; חומרים כימיים, שהם תכשירים נוגדי חמצון המביאים לאינרטיות של הפחם באמצעות תגובות כימיות; חומרים מורכבים, המשלבים פעולה פיזיקלית וכימית כדי לשפר את יעילות ההגנה; וחומרים ביולוגיים, המבוססים על תכשירים ביולוגיים המספקים הגנה ידידותית לסביבה. כל חומרי המעכב חייבים לעמוד בתקן “תנאים טכניים כלליים לחומרים מעכבי בעירה לשימוש במכרות פחם” (MT/T 700-2019). התקן, המנוהל על ידי הסוכנות הלאומית לפיקוח על בטיחות המכרות ו归属于 על ידי ועדת הטכנולוגיה לסטנדרטיזציה של בטיחות במכרות פחם, קובע במדויק מדדים כגון אחוז המעכב, משך חיי ההגנה, שיעור הקורוזיה, ודרישות בטיחות ואקולוגיה, והוא תקף עבור שכבות הפחם במכרות מתחת לפני האדמה, וכן עבור פחם שנאסף מעל פני האדמה, למעט פחם בעל תכולת גופרית גבוהה.

1. אחוז המעכב: בהתאם לתקן MT/T 700-2019, אחוז המעכב עבור פחם חום ופחם עשן צריך להיות לא פחות מ-40%. בפועל, מגנזיום כלוריד (MgCl₂) מספק יעילות ממוצעת של 63.6% בהפחתת בעירה בפחם גז, בעוד קלציום כלוריד (CaCl₂) מספק יעילות ממוצעת של 47.6% בהפחתת בעירה בפחם עשן ארוך; תכשירים כימיים נוגדי חמצון בדרך כלל מציעים יעילות של 50% עד 80%; ותכשירים מורכבים יכולים באמצעות פעולה סינרגטית להפחית את קצב החמצון העצמי של הפחם בשיעור של 60% עד 90%.
2. משך חיי ההגנה: התקן מחייב כי משך חיי ההגנה עבור פחם חום ופחם עשן יהיה לא פחות מ-200 דקות; בבדיקות מעבדה, פרמטר זה כבר הורחב מ-30 יום ל-45 יום, מה שמספק פתרון ארוך טווח המתאים למחזור הכרייה במכרה.
3. בקרת שיעור הקורוזיה: התקן קובע כי שיעור הקורוזיה של החומר על פלדה רגילה לא יעלה על 3mg/(d·20cm²); בפועל, ניתן לשמור על שיעור הקורוזיה בתוך המותר באמצעות הוספת חומרים ממתיקים, וכך למנוע נזק לציוד במכרה.
4. דרישות בטיחות ואקולוגיה: תכולת הארסן בחומר לא תעלה על 0.3mg/kg, ותכולת המתכות הכבדות (במדידת עופרת) לא תעלה על 2.0mg/kg; המוצר אינו גורם לריח חריף ולא מהווה סיכון לקורוזיה对人体, ועומד בדרישות הסביבתיות לבטיחות הייצור במכרות.
5. ריכוז השימוש וכמות השימוש: ריכוז תמיסת המלחים המנעוּת צריך להיות בין 15% ל-20%, עם מינימום של 10%; כמות התמיסה לכל טון פחם יכולה להיות בין 0.04m³ ל-0.06m³, ועם תערובת מים של פי 40 עד פי 100 ניתן להשיג יעילות טובה של המעכב.

1. יעילות גבוהה במעכבת הבעירה, אפקט מובהק במניעת שריפות: החומר חודר לעומק שכבות הפחם וסדקים זעירים, יוצר על פני השטח של הפחם שכבה נוזלית יציבה המנעה מoxidation, עוטפת היטב את גרגרי הפחם ומבודדת אותם מהחמצן. בשילוב עם תוכנית מקיפה למניעת שריפות, ניתן לשלוט בריכוז החמצן בחלל הכרייה בין 6% ל-9%, ולהאריך את זמן השריפה הטבעי בכ-42 יום, מה שמשפר משמעותית את יכולת המניעה של המכרה מפני בעירה עצמית.
2. בטיחות ואקולוגיה, ללא קורוזיה וללא זיהום: המוצר בצורת אבקה לבנה, לא רעיל, ללא ריח וללא זיהום; הוא גורם לקורוזיה מינימלית לציוד, ועומד בקפדנות בדרישות התקן MT/T 700-2019 לגבי תכולת המתכות הכבדות והארסן, אינו מזיק לאנשים ובעל השפעה סביבתית מינימלית, כך שהוא לגמרי עומד בתקנים הסביבתיים לבטיחות הייצור במכרות.
3. שימוש בכמות קטנה אך באפקט גבוה, מפחית את עומס העבודה: התמיסה מומסת במים ביחס של פי 40 עד פי 100, מה שמאפשר להשיג יעילות טובה של המעכב; בהשוואה לחומרים גליימיים קודמים, צריכת החומר נמוכה משמעותית, והכמות המובלת אל המכרה לצרכי מיגון נגד שריפות מצטמצמת ביותר מפי 10, מה שמפחית את עומס העבודה של עובדי המכרה ואת עלויות החומרים והעבודה.
4. מומחיות טכנולוגית איתנה ואספקה יציבה ואמינה: החברה המפתחת, וויפאנג ג’יאנגצ’앙 לכימיקלים, נוסדה ב-9 בינואר 2015, עם הון רשום של 16.5 מיליון יואן,占地面积 של יותר מ-8,000 מטר רבוע, למעלה מ-120 עובדים, ומלאי מספיק כדי להבטיח אספקה קבועה ויציבה של המוצר. החברה מחזיקה בפטנטים רבים על מכונות לייצור גלולות למניעת סתימות, ומייבשים נוחים לניקוי, וכן ב-2 זכויות יוצרים על תוכנה. היא אושרה כחברה בינונית-קטנה טכנולוגית בדרג לאומי (ב-2025), השתתפה בסך הכל ב-46 מכרזים (זכתה ב-22 מהם), ובעלת ניסיון רב בייצור ויכולת טכנולוגית חזקה, מה שמספק ערבות איתנה לאיכות המוצר ולאספקה.

1. פונקציה של בידוד מחמצן: יצירת שכבה נוזלית יציבה המכילה מים על פני השטח של הפחם, המפרידה באופן ישיר בין הפחם לחמצן ומונעת את התהליך של חמצון עצמי של הפחם מרגע היווצרותו.
2. פונקציה של ספיגת חום והורדת הטמפרטורה: בעת התאדות התמיסה, היא סופגת את החום הנוצר מתהליך החמצון של הפחם, מונעת הצטברות חום בפחם ומאפשרת לו להישאר תמיד מתחת לטמפרטורה המאפשרת בעירה עצמית, וכך מונעת את סיכון הבעירה.
3. פונקציה של אינרטיות כימית: מולקולות החומר מתחברות למולקולות הפחם ויוצרות תרכובת יציבה יותר, המפחיתה את מספר הרדיקלים החופשיים המעורבים בתגובה בין הפחם לחמצן, ומאפשרת את המשך תהליך החמצון בדרגות טמפרטורה נמוכות, ובכך מפחיתה את הסיכוי לבעירה עצמית.
4. פונקציה של מניעת קורוזיה ובטיחות: המוצר עומד בדרישות המחמירות של התקן לגבי שיעור הקורוזיה, תכולת הארסן ותכולת המתכות הכבדות, גורם לקורוזיה מינימלית לציוד במכרה, אינו מזיק לעובדים, ומאפשר שימוש בטוח ואמין.
5. פונקציה של לחות ארוכה: חומרים מינרליים בעלי יכולת נוקשות גבוהה, לאחר ריסוס או הזרקה לפחם, יכולים לשמור על רטיבות לאורך זמן, מה שמאפשר להאריך את משך יעילות ההגנה ולקטין את תדירות העבודות החוזרות.

1. חברות מכרות פחם: מחלקות המניעה והטיפול בשריפות במכרות פחם, המנהלות את פעולות הריסוס של חומרי המעכב במקומות כמו חללי הכרייה, הפינות העליונות והתחתונות, הפחם השטוף מאחורי המעמדות, עמודי הפחם השבורים לאורך החלל, פתחי החיתוך וקווי הפסקת הכרייה – אלו הן יחידות המניעה העיקריות המשתמשות בחומרים מעכבי בעירה.
2. נותני שירותים טכנולוגיים לבטיחות במכרות: חברות המספקות שירותי עיצוב תוכניות מניעה וטיפול בשריפות, ביצוע עבודות ריסוס חומרים מעכבי בעירה, ותחזוקת מערכות המניעה – זקוקות למוצרים איכותיים של חומרים מעכבי בעירה כדי להבטיח את הצלחת השירותים שלהן.
3. חברות מתאימות לציוד במכרות: מפיצים המספקים ציוד משולב כמו מערכות מיגון נגד שריפות מבוססות אדים, מערכות ניטור באמצעות צינורות, ועוד – יכולים לשלב את חומרי המעכב עם הציוד כדי לספק ללקוחות פתרונות מיגון מקיפים נגד שריפות.
4. מכרות פתוחים וחברות אחסון ותובלה של פחם: יחידות המנהלות את הטיפול בפחם שנאסף מעל פני האדמה, כמו אתרי אחסון פחם פתוחים ומחסני פחם – צריכות להשתמש בחומרים מעכבי בעירה כדי לבצע טיפול יומיומי נגד שריפות באזורים פתוחים של ערימות פחם, ולהפחית את סיכון הבעירה הנובע מטמפרטורות גבוהות או מאחסון ממושך.

1. מניעת בעירה עצמית של פחם שאריות בחלל הכרייה: חללי הכרייה הם אזורים בעלי סיכון גבוה להתלקחויות של פחם שאריות. באמצעות הזרקה או קידוח של צינורות לתוך החלל, ניתן להכניס חומרים מעכבי בעירה, בשילוב עם הזרקת חנקן לאינרטיות ומערכת ניטור מתמשכת באמצעות צינורות, וכך ליצור מערכת מיגון נגד שריפות בסגנון “ניטור–התראה–טיפול” במעגל סגור.实践表明,方案 này可以将氧气浓度在采空区控制在6%到9%，并将自然燃烧期延长约42天。
2. ריסוס בפינות העליונות והתחתונות ובפחם השטוף מאחורי המעמדות: הפינות העליונות והתחתונות של שטח הכרייה המוכלל, כמו גם הפחם השטוף מאחורי המעמדות, הם אזורי סיכון גבוהים להתלקחויות. באמצעות ריסוס ידני או מכני של תמיסת חומרים מעכבי בעירה, ניתן לדכא ביעילות את חמצון הפחם השטוף, ולמנוע את התחלת התהליך של בעירה עצמית.
3. הגנה על עמודי הפחם השבורים לאורך החלל ועל פתחי החיתוך: באזורים אלה, שבהם יש סדקים עמוקים בפחם, אשר נחשפים היטב לחמצן, קיים סיכון גבוה להתלקחויות. לכן, יש צורך לבצע באופן קבוע הזרקה או ריסוס של חומרים מעכבי בעירה כדי לבצע טיפול מניעתי, ולשבש את מסלול התגובה הכימית של החמצון.
4. טיפול בפחם על קו הפסקת הכרייה: במהלך הפסקת הכרייה, הפחם על קו הפסקת הכרייה נחשף לזמן ארוך, וסיכון החמצון גבוה. באמצעות ריסוס של חומרים מעכבי בעירה שיוצרים שכבה מבודדת מחמצן, ניתן להאריך את זמן השריפה הטבעי של הפחם, ובכך להבטיח את בטיחות המכרה במהלך הפסקת הכרייה.
5. מניעת בעירה עצמית במחסני פחם מעל פני האדמה: באזורים פתוחים כמו מחסני פחם ותחנות מעבר לתחבורה של פחם, קיים סיכון להתלקחויות בשל טמפרטורות גבוהות בקיץ או בשל איחסון ממושך. ריסוס קבוע של תמיסת חומרים מעכבי בעירה יכול להפחית ביעילות את טמפרטורת הפחם, להפריד אותו מהחמצן, ובכך למנוע את התחלת התהליך של בעירה עצמית.

1. סיכון בעירה עצמית של הפחם威胁 את בטיחות הייצור במכרות: בעירה עצמית של הפחם היא אחת האסונות הגדולים במכרות, והיא לא רק מסכנת את חיי העובדים, אלא גם גורמת לאובדן משאבי פחם ולנזק לציוד במכרה. חומרים מעכבי בעירה, באמצעות שלושה מנגנונים – יצירת שכבה מבודדת מחמצן, ספיגת חום והורדת הטמפרטורה, ואינרטיות כימית – מצליחים לדכא את התהליך של בעירה עצמית, להאריך את זמן השריפה הטבעי בכ-42 יום, ובכך להפחית את הסיכון לבעירה ממקורו.
2. אפקט לא-עמיד של אמצעי המניעה והטיפול בשריפות传统: אמצעי מניעה בודדים כמו הזרקת חנקן או אטימת סדקים往往 имеют אפקט מוגבל וזמן הפעלה קצר, ולכן קשה לעמוד בדרישות המניעה ארוכת הטווח של מחזור הכרייה במכרות. חומרים מעכבי בעירה, עם משך חיים של לא פחות מ-200 דקות, יכולים לשמור על רטיבות ותפקיד בידוד מחמצן על פני השטח של הפחם במשך זמן ארוך, ולהמשיך לפעול ביעילות.
3. חוסר תקן לבחירת חומרים מעכבי בעירה: סוגי הפחם השונים דורשים התאמת סוג חומר מעכב מתאים, אך בעבר חוסר תקן אחיד גרם לקשיי בחירה. התקן MT/T 700-2019 קובע במדויק מדדים כמו אחוז המעכב, משך חיי ההגנה, שיעור הקורוזיה, תכולת הארסן ותכולת המתכות הכבדות, ומספק ללקוחות בסיס ברור לבחירה. מחקרים מראים כי 30% מלחי ים או 20% נתרן כלורי הם בעלי ביצועים הטובים ביותר מבין חומרים מעכבי בעירה מסוג זה.
4. בעיית הקורוזיה של חומרים מעכבי בעירה לציוד במכרה: חומרים מעכבי בעירה מסורתיים גורמים לקורוזיה קשה לצינורות ולציוד מתכתי במכרה, מה שמעלה את עלויות התחזוקה ומסכן את בטיחות הציוד. התקן MT/T 700-2019 קובע כי שיעור הקורוזיה של חומרים מעכבי בעירה על פלדה רגילה לא יעלה על 3mg/(d·20cm²), וחברת וויפאנג ג’יאנגצ’אנג, בזכות ניסיון עשיר בייצור כימיקלים, מבטיחה כי המוצר, תוך כדי שמירה על יעילות ההגנה, עומד בדרישות התקן לגבי שיעור הקורוזיה, ובפועל ניתן אף להוסיף חומרים ממתיקים כדי עוד יותר לשלוט בסיכון הקורוזיה.

1. הבטחת תאימות ובטיחות: חומרים מעכבי בעירה המסופקים על ידי חברת וויפאנג ג’יאנגצ’אנג עומדים במלואם בתקן MT/T 700-2019, עם אחוז מעכב לא פחות מ-40%, משך חיים של לא פחות מ-200 דקות, שיעור קורוזיה על פלדה רגילה לא יותר מ-3mg/(d·20cm²), תכולת ארסן לא יותר מ-0.3mg/kg, ותכולת מתכות כבדות לא יותר מ-2.0mg/kg. בכך הם מספקים חומר הגנה תקף ואמין לבטיחות הייצור במכרות, ומונעים סיכונים בטיחותיים ובעיות רגולטוריות הנובעות מאי-התאמה של המוצר.
2. מניעת שריפות יעילה וחסכונית: יעילות ההגנה של המוצר גבוהה מאוד; בפועל, מגנזיום כלוריד (MgCl₂) מספק יעילות ממוצעת של 63.6% בהפחתת בעירה בפחם גז, בעוד קלציום כלוריד (CaCl₂) מספק יעילות ממוצעת של 47.6% בהפחתת בעירה בפחם עשן ארוך. בשילוב עם תוכנית מניעה מקיפה, ניתן לשלוט בריכוז החמצן בחלל הכרייה בין 6% ל-9%, ולהאריך את זמן השריפה הטבעי בכ-42 יום. בנוסף, התמיסה מומסת במים ביחס של פי 40 עד פי 100, מה שמאפשר להפחית את כמות החומר המובלת אל המכרה לצרכי מיגון נגד שריפות ב-10 פעמים ויותר, ובכך להפחית משמעותית את עלויות החומרים, העבודה והתחבורה הכרוכות בפעילות המניעה והטיפול בשריפות במכרות.
3. אספקה יציבה ומאובטחת: לחברת וויפאנג ג’יאנגצ’אנג יש מלאי מספיק, צוות ייצור מקצועי ומערכת אספקה מושלמת. החברה ממוקמת באזור הפיתוח הטכנולוגי滨海 של וויפאנג, שם יש משאבים טבעיים עשירים של מלח, ותחבורה נוחה, מה שמאפשר קנייה של חומרי גלם ומשלוחים בצורה יעילה, ומבטיח אספקה及时ת ויציבה של המוצר, מבלי שמחסור בחומרים יפגע בפעילות המניעה והטיפול בשריפות במכרות.
4. אישור יכולת טכנולוגית: החברה מחזיקה בפטנטים רבים על המצאות שימושיות וזכויות יוצרים על תוכנה, אושרה כחברה בינונית-קטנה טכנולוגית בדרג לאומי, השתתפה בסך הכל ב-46 מכרזים וזכתה ב-22 מהם, וטכנולוגיית הייצור成熟的确保稳定性和可靠性的产品批次，为煤矿企业提供长期可靠的防火材料支持。

Q1: האם חומרים מעכבי בעירה מתאימים לכל סוגי הפחם?
A: המוצר עומד בתקן MT/T 700-2019, והוא מתאים למניעת שריפות במכרות פחם מתחת לפני האדמה ובפחם שנאסף מעל פני האדמה, למעט פחם בעל תכולת גופרית גבוהה. סוגי הפחם השונים יכולים להתאים לסוגים שונים של חומרים מעכבי בעירה: למשל, פחם גז יכול להתאים לחומרים פיזיקליים כמו MgCl₂, בעוד פחם עשן ארוך יכול להתאים לחומרים כימיים כמו CaCl₂.
Q2: כיצד נקבע ריכוז השימוש וכמות השימוש בחומרים מעכבי בעירה?
A: ריכוז תמיסת המלחים המנעוּת צריך להיות בין 15% ל-20%, עם מינימום של 10%; כמות התמיסה לכל טון פחם יכולה להיות בין 0.04m³ ל-0.06m³, וניתן להתאים אותה לפי סוג הפחם, רמת הסיכון לבעירה, ועוד גורמים. עם תערובת מים של פי 40 עד פי 100 ניתן להשיג יעילות טובה.
Q3: האם חומרים מעכבי בעירה מסכנים את הציוד במכרה ואת בני האדם?
A: המוצר עומד בדרישות הבטיחות והאקולוגיה של התקן MT/T 700-2019, עם שיעור קורוזיה על פלדה רגילה לא יותר מ-3mg/(d·20cm²), ותכולת הארסן והמתכות הכבדות בטווח הבטיחות. המוצר אינו רעיל, אינו גורם לריח חריף, ואינו מזיק לאנשים, כך שהוא בטוח לשימוש.
Q4: כמה זמן נמשך אפקט ההגנה של חומרים מעכבי בעירה?
A: התקן מחייב כי משך חיי ההגנה של המוצר עבור פחם חום ופחם עשן יהיה לא פחות מ-200 דקות; בבדיקות מעבדה, הפרמטר הזה כבר הורחב ל-45 יום, ובפועל ניתן לשמור על אפקט הגנה ארוך באמצעות ריסוס חוזר定期。满足煤矿采掘循环的防灭火需求。