简介：防治矿井及煤田自燃火灾的主要原理是使煤体与空气（氧气）隔绝。目前国内外
对采空区和井下发火区域广泛采用注黄泥或粉煤灰浆、喷洒阻化剂、注惰气、注凝胶等防灭火技术。这些技术对防治煤炭自燃起到了重要作用，但还存在一些不足。，中国矿业大学提出了采用三相泡沫进行井下防灭火的创新思路。针对粉煤灰和黄泥的化学成分、物相组成、显微结构等性质，选用不同种类的发泡剂和稳泡剂，对粉煤灰和黄泥的发泡和稳泡性能进行了大量的实验研究,研制出了三相泡沫发泡装备,并将该项技术应用于煤矿，获得了很好的防灭火效果。
主要技术特点：防治煤炭自燃的三相泡沫是由固态不燃物（粉煤灰或黄泥）、惰性气体
（N2）和水三相防灭火介质组成。三相泡沫集固、液、气三相材料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，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，为0.7～1元/m3，而目前使用的无机凝胶成本为80～120元/m3，高分子凝胶成本为120～180元/m3，相比具有较高的经济效益。
与现有的防灭火技术及材料相比，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装在泡沫之中，能较长时间滞留在采空区内，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。
三相泡沫的发泡机理及装置：
为制成三相泡沫，需在粉煤灰或黄泥浆液中加入发泡剂和稳泡剂。发泡剂一方面降低了浆液的表面张力，使之易形成大量泡沫；另一方面使粉煤灰（黄泥）颗粒由亲水性变成疏水性，使之粘附在气泡壁上。加入稳泡剂是为了防止泡沫间水层的流动和气泡的兼并，提高泡沫的稳定性。
三相泡沫所采用的发泡方式是物理机械发泡。我校研制的三相泡沫发泡器，结构简单，本身不需要任何动力装置，仅依靠流入发泡器浆体本身的能量，通过其流动截面的改变，速压增加，静压降低，而将氮气吸入；利用浆体的能量使叶片转动，产生二次发泡，使发泡率高，泡沫细腻致密。
三相泡沫物理发泡的原理：浆液经过发泡器时，泥浆和气体都成为射流状态，在发泡器与集流器之间的旋转斜面上，已成为湍流涡流，使气-液-固充分混合。由于泥浆和气体具有较高的动能，混合后在低压区造成了能量过剩，根据热力学原理，过剩的能量就对三相混合液做功，同时由于表面活性剂的存在，形成了大量的具有三相介质的泡沫群体。再经过被高速泡沫泥浆冲击的旋转叶轮进一步泡沫细化后，形成了均匀致密细腻的三相泡沫。
应用情况与效益分析：该项技术在大屯煤电公司的姚桥煤矿的7361工作面和枣庄矿业集团公司柴里煤矿2336工作面和2339工作面进行了应用。这三个工作面在注三相泡沫前都已有明显发火征兆，CO量持续增高，对矿井安全生产构成严重威胁。在该区域注入了三相泡沫后，三相泡沫迅速堆积，很快就充满了整个防灭火区域，煤炭自燃现象很快消失，防灭火效果非常显著。
