下分层巷道高冒区充填堵漏防火技术应用.pdf

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1、2015年第4O卷第1期能源技术与管理V0L40No．1EnergyTechnologyandManagementdoi：10．39690．issn．1672-9943．2015．O1．032下分层藿追高冒区充填堵漏防火技布应用陈素营(河南大有能源股份有限公司常村煤矿，河南义马472302)[摘要]易自燃煤层分层开采在下分层巷道掘进期间顶煤会开裂冒落，易造成上分层采空区自燃。选用轻质、耐压、承重效果好的LFM充填材料，根据巷道断面形状和充填厚度，确定压注钻孔布置方式，并依据巷道压力和位移速率，确定充填材料的配比。充填后扩散胶结性好，承压堵

2、漏明显，可有效防治巷道高冒区或老空区自然发火。[关键词]下分层开采；高冒区；自燃隐患；LFM充填材料改进；充填堵漏[中图分类号]TD753[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2015)01-0085-02主要有以下特点：O引言(1)固化前，其悬浊混合液呈液态被压人破碎常村煤矿所采煤层为侏罗纪中统下部义马组煤体，流动、扩散性好，能够很好地渗流、充填破碎2—1和2—3煤，煤种为低变质的长焰煤，自燃倾向煤体裂隙。性严重，自然发火期15—30d。分层巷道掘进和采(2)固化后能够很好地粘结破碎煤体，且其煤期间巷顶的高冒区，由于其周边浮煤

3、多，正常风内部固封有气泡，终凝(24h)后的最小耐压强度流冲刷不到冒顶深部，煤炭氧化热量易于积存，达达到2．8MPa／m2，具有柔l生承雎I生能。到一定程度，上分层采空区中的遗煤就容易造成(3)该材料具有发泡性能，充填1m，的空间自然发火。而封堵采空区主要漏风通道和巷顶冒仅需100～120kg的原料，发泡倍数一般为57落区，采用胶体泥浆进行充填，充填成本高、且胶倍，充填效率高。体泥浆单位体积重量大、受压后易干裂，产生新的(4)材料固化后，质量较轻，1ITI的质量仅为漏风通道，且氨气污染井下工作环境。因此，引进350-430kg。了一种轻质

4、、耐压、无毒、环保的LFM充填材料及3LFM充填工艺其压注工艺，在现场应用后效果明显。该充填材料的充填工艺简单，只需配置1台1充填堵漏防灭火技术原理压力大于1．5MPa、流量不小于5m3／h的螺杆泥浆将预先配制好的充填原材料和水按照一定比泵即可，具体的充填工艺如图1所示。例加入到充填泵中，由泵压送搅拌混合均匀后，经管路到达专用的混合器，外部压人的风或氮气进入混合器，对原材料的悬浊水溶液进行冲击后形成固、液、气三相混合液，泵压和压风(或氮气)联合作用后，三相混合液经钻孔被压送到破碎煤体图1LFM充填工艺流程示意图缝隙或高冒区内，与破碎煤体发

5、生适度的水交换4LFM充填应用后，边缘界面的泡沫破灭，紧紧地粘附于煤壁上。而其它的三相混合液则逐渐凝固后，气泡被固封该矿2l12下巷掘进过程中，受应力重新分在固态充填材料的内部，形成固一气两相、具有一布后造成矿压显现异常剧烈，巷道断面急剧变小，定强度的充填体，封闭破碎煤体裂隙，并胶结固化巷顶煤体破碎、位移严重，冒顶区十分普遍，巷道破碎煤体[1]，以堵漏隔氧防火。刚掘19d，巷顶淋水温度达到42℃，检测到CO浓度高达460X10，虽打钻注浆后充填胶体泥2LFM充填材料的技术特点浆，控制一段后，再次出现自燃隐患。决定在自燃现场充填试验的结果显

6、示，该加固充填材料隐患最严重的2ll2：下巷外段的巷顶进行大量充86陈素营下分层巷道高冒区充填堵漏防火技术应用2015年2月Feb．．20l5填试验，其充填过程如下：小煤柱”护巷布置方式，受矿山压力和超前回采动(1)具体的压注工艺如图1所示。压的联合作用，巷道变形位移的速率较大，所以应(2)压注钻孔布置方式。钻孔的布置方式直用配比选用3：5。接决定着充填的均匀性和堵漏效果，充填的目的5应用效果就是在巷道顶部破碎煤体中形成一个连续的、厚度适中的拱形充填胶结层，隔绝巷顶破碎煤体的2013—05—12—17，先后对21l22下巷外段漏风裂隙。钻

7、孔的具体布置方式应根据巷道的110～127棚和270～315棚的7组28个钻孔充填断面形状和充填厚度确定。根据现场巷顶煤体的原材料3t，计173m。2013—05—12T8：00班'冈0对破碎深度和程度，选用KHYD一75型岩石钻机施下巷外段的112棚巷顶钻孑L充填5m时，巷顶开T压注钻孔。始滴水，水温达到41．5~C。随后，继续充填了1l-3m，钻孔的技术参数为：方向：沿巷道走向指向巷后，该组钻孔附近巷顶煤缝溢出固态泡沫，改至第顶；角度：与巷顶呈+30。～45。夹角；孔深：6-8m；二组钻孔。随即利用115棚巷顶所打6m深的观排间距：3

8、～413；排个数：4个；孔径：40mm；钻孔测控制孔检测到巷顶深部破碎煤体中的CO浓度下管要求：钻孔下管外留长度不得超过200mm，为380X10。2013—05—13T8：00班，再次利用观