高水材料与粉煤灰封堵采空区灭火.docx

1、欢迎光临安全人之家 https:/ 高水材料与粉煤灰封堵采空区灭火 1 采空区火灾概况 通化矿区苇塘矿一井为 1959 年投产设计能力 30 万 t/a 矿井，片盘 斜井分区石门开拓， 水平巷柱采煤方法。 煤层为石炭二叠系共 7 层煤， 1、4、6 层可采；顶板管理为采空区自然垮落。瓦斯等级为高瓦斯矿 井， 瓦斯相对涌出量 12.65m3/t， 煤层自燃倾向级， 发火期 12 个月。 自然发火的采区是+250m+300m 南翼一石门一层煤采空区， 由东西 两块段采空区组成，共采出煤炭 215 万 t。回采率在 40%60%左右。 采区回采结束后进行封闭，并进行预防性黄泥灌浆。4 个月后在进行

2、矿井风量调整时，发现该采空区回风侧密闭内 CO 浓度0.003%并持 续上升。同时+300 标高采空区相邻空区内产生自然发火。 2 高水材料封堵采空区漏风 采空区火灾封堵漏风是灭火措施成功的关键。在总结前期灭火教训 的基础上， 以封堵采空区+250m 漏风源为灭火工作原则， 实施高水材 料压力封堵裂隙漏风， +250m 一层大巷至+268m 刮板输送机道间由下 而上灌注粉煤灰封闭隔绝带的灭火技术措施。 2.1 高水材料封堵岩壁裂隙漏风机理 高水速凝固充填材料（简称高水材料）是有硫铝酸钙水泥为主组成 的甲乙两种混合物，分别加入 89 倍水，搅拌形成高水速凝，快硬， 初期强度高， 用于煤矿巷旁支护

3、的充填材料。 其主要特点是用水量大、 固体材料少、泵送容易、流动性好、充填不干缩。 做为封堵漏风材料，应用时由泥浆泵压力通过钻孔注入漏风通道的 欢迎光临安全人之家 https:/ 岩石裂隙中，高水材料发生反应，生成长针状、柱状高结晶水化物钙 矾石，长针状、柱状结构交织在一起形成了坚固的网状骨架，骨架中 含有大量结晶水。网状骨架象海绵一样吸咐着大量游离水。高水材料 矿化体充填于裂隙中隔离漏风通道。特别是当岩层来压再度破坏后， 由于材料中游离水存在的条件下， 充填凝固体受压破坏有重新再结晶 能力，因此具有很好的封堵漏风的作用。 2.2 高水材料封堵漏风裂隙工艺 （1）制浆。用 1t 矿车中间焊隔板

4、制成 2 个体积约 0.5m3 的高水材 料浆液搅拌箱， 再由 2.2kW 电机经蜗轮减速器拖动旋转搅拌器转动搅 拌，两搅拌箱分别按所需水灰比，搅拌成甲乙两种均匀浆液。 （2）输送。两种浆液分别使用泥浆泵（工作压力 1.55.0MPa,流量 50120L/min） ，由输送管道送入混合器后，经钻孔入漏风的岩石裂隙 中。 （3）钻孔。用 YT-2S 型风动凿岩机钻孔，压注孔深至无裂隙岩层。 （4）压力注浆。将注浆管道插入压注孔内，用黄泥或水泥压注孔封 孔后压注高水材料， 压注高水材料结束后关闭注泵管上的阀门或直接 用黄泥封堵注浆孔口。待高水材料初凝固后（24h） ，拆除注浆管再 用水泥将注浆口处

5、重新抹严封闭。 （5）每班注浆结束或因故停泵20min 需用清水冲洗输送管路系统， 以防凝固阻塞管路。 2.3 高水材料封堵的技术参数 质量含水率（%）=水的总质量（kg）/甲组份质量（kg ）+乙组质 欢迎光临安全人之家 https:/ 量（kg）+水的质量（kg）100% 体积含水率（%）=水的总体积（L）/甲组份质量(kg）/甲组份密度 （kg/L）+乙组份质量（kg）/乙组份密度（kg/L） 100% (2)高水材料含水率。高水材料的含水率及材料用量见表 1。 表 1 高水材料含水率及材料用量 见表 （3）高水材料初凝时间?3 形成浆液水体积比 70%以上。可减少高 水材料用量，节约费

6、用。 2.4 漏风通道压力充注封堵方法 （1）喷泉混凝土巷道漏风的封堵。巷道断面内压注充填孔一般布置 之 12 个， 孔深钻入混凝土碹后岩壁 0.20.3m， 每组钻孔间距沿巷 道根据高水材料流动情况每 8 20m 布置一组钻孔即可，注浆孔内 插入注浆管，封孔后联接注浆管路即可压注高水材料。 （2）岩壁裂隙及岩石破碎带漏风封堵。将注浆孔钻入有裂隙岩层内 1.5m 左右，插入注浆管封孔后压力充注高水材料，使岩壁破裂带形 成 1m 以上的岩层裂隙及岩层破裂带间隙充满高水材料凝固体，如有 更大空间可以补充压注粉煤灰充填（见图 1） 。 图 1 岩壁裂隙与破裂带封堵 （3）巷道局部空顶的充填处理。巷道局部空顶区，由于围岩受上覆 岩层作用产生变形，岩层裂隙漏风，是自然发火危险区域，空顶的处 理：在空顶下 1/2 采用高水材料加粉煤灰混合充填，上部采用粉煤灰 欢迎光临安全人之家 https:/ 直接填入剩余空间，全层充填改善了支架空顶区的受力状态，充填体 重量低，减轻了支架的承载压力，粉煤灰的致密性及高水材料的流动 性使岩石裂隙使充填巷道的稳定性得到加强， 又消除了漏风及自然发 火危险（见图 2）