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易自燃煤层残留煤柱防灭火方法

2019-04-18 10:19
矿井火灾是煤矿主要灾害之一,火灾的发生,轻则影响生产,重者可能烧毁煤炭资源和矿井设备,更为严重者则可能引起瓦斯爆炸或煤尘爆炸,酿成人员伤亡的重大恶性事故。近年来,大量煤柱随着矿井的报废而残留井下,又称为残留煤柱。工作面开采过程中,残留煤柱在地应力作用下极易被压裂、破碎或坍塌,形成大量的堆积浮煤,加之工作面端头煤岩层冒落不彻底,形成大量的漏风通道,极易导致煤自燃的发生。
研究表明,井下易自然发火地点一般为开切眼、采空区、停采线、进回风巷道、构造带等区域。目前,根据发火原因的不同,工作面进、回风巷道的煤自燃分为保护煤柱自燃、巷道高冒区自燃和分层巷道假顶内自燃三种。保护煤柱主要是指在采用房柱式采煤法等相对落后的采煤方法时,在开采过程中是用以支撑顶板和上覆岩层,采掘完毕后随着矿井的报废而残留井下,故又称为残留煤柱。由于残留煤柱在采动和地应力的作用下容易被压裂、破碎甚至坍塌,形成大量的浮煤堆积,而由于工作面端头回柱后冒落不彻底,留下漏风通道,容易发生自燃,因此,残留煤柱具有极大的火灾隐患。
徐州吉安研发的塑性封堵防灭火材料,可以有效封堵残留煤柱的细微漏风裂隙,该材料由A、B料2组高分子材料分别配合一定比例的辅料后,在常温条件下以1:1的体积比混合反应生成的非牛顿流体,主要用于破碎煤岩体内细微漏风裂隙的封堵。初始粘度较低的封堵剂被压注进入煤岩体后,能迅速充填明显劈裂空铜,同时渗透细微漏风裂隙,最终形成的膏体状凝胶体具有优越的可塑性、挂壁性,在矿压动态作用下可扭曲变形,即时填充新的压裂破碎空间,极大地提高了封堵材料的针对性、应变性及动态性。
塑性封堵防灭火材料特点:
常温反应,生成过程不放热;可塑性好,初始粘度低,易于材料扩散渗透,随时间增加粘度逐渐增高,形成膏体状凝胶,在矿压动态作用下可扭曲变形,及时填充新的压裂破碎空间,提高封堵效果;高粘度流体状,在泵压作用下可持续渗流,单一钻孔可重复多次注浆,极大的提高了注浆钻孔的利用率;抗静电、阻燃、防爆,密闭不透气,破碎围岩受压时,密封性愈好。
相比较于其他封堵材料,塑性封堵剂不仅具备很好的流动性,能大范围扩散,充填裂隙,但又不易流失,且有一定的塑变性,会随裂隙的变形而变形,最大限度地避免了新的漏风通道的形成。且又避免了使用低粘度流体封堵材料易流失、利用率低;充填材料凝结速度快、渗透率低;加固材料形成的固结体受矿压作用易碎裂形成新的漏风裂隙的缺点。

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