超高水材料在庞庄煤矿防灭火方面的应用.pdf

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1、煤炭科技2015年第2期106COALSCIENCE&TECHNOLOGYMAGAZINENo．22015文章编号：1008—3731{2015)02—0106—02超高水材料在庞庄煤矿防灭火方面的应用徐飞，王震，李春暖，陈海洋(徐州矿务集团有限公司庞庄煤矿，江苏徐州221141)摘要：超高水材料属矿用充填材料，浆液水体积比最高可达97．5％，具有非常优良的流动性．能够把裂隙和孔隙充满并胶结起来，对于巷道和采空区都具有很好的密封效果。庞庄煤矿利用超高水材料对95211工作面采空区自然煤层进行灭火，效果明显。关键

2、词：超高水材料；工作面；煤层自燃；应用中图分类号：TD75文献标志码：B1庞庄煤矿张小楼井95211工作面生产及工作面煤层自燃信息。煤层自燃概况(3)防灭火措施不到位。工作面第64～94号架支架上顶煤和采空区遗煤，没有采取阻化措施。1．1工作面生产概况(4)工作面收作线位置选择不当。没有避开断9521l工作面走向长416ITI．倾向长2051TI．煤层或支架全部跟顶，造成支架上有顶煤。层倾角O～10。，平均5o，煤层厚度1．3~2．7m．平均2．0m。工作面第64～94号架揭露一条落差2m的正断层，采空区撇顶煤

3、。2012年5月1513工作面铺网上绳结束1．2煤层自燃过程言7月7日早班发现95211工作面回风隅角C0薄诽浓度4ppm，7月8日早班第9l架架间CO浓度为削80ppm、回风流18ppm。矿井在88～94号架间采取打钻注MEA灭火剂(每个架间的注浆时间大于20min)，使用快速密闭材料对8894号支架间隙进行喷堵，喷堵后检查架缝间CO浓度为零．回风流图1庞庄煤矿张小楼井95211-r"作面发火位置示意CO浓度为12ppm。7月14日夜班回风流CO浓度为22ppm。7月18日早班14时综采二队拆除人员2火区治理

4、方案初步设计降第85架时，发现架后有明火。拆除点迎头CO浓2．1灭火方案设计度30ppm、回风流CO浓度为300ppm。7月1913(1)在距工作面30m60m开掘一条消火早班。9521l材料道上出口CO为900PPm．回风流巷，消火巷宽4．7m、高2．6m、长190111．在消火巷CO为270PPm，已威胁灭火人员安全．决定立即封闭9521l拆除工作面．7月19日17时该面封闭结束。1．3煤层自燃原因(1)工作面拆除速度慢。2012年5月15日铺网上绳结束．7月1日开始拆除支架．至7月18日拆除85号支架时出

5、现明火．时间长达65天．超过规程规定的45天规定(2)CO传感器吊挂位置不正确没有及时获知图295211工作面消火巷布置2015年第2期徐飞等：超高水材料在庞庄煤矿防灭火方面的应用107内设置钻场向95211工作面煤层自然发火区域施工高位钻孑L．钻孔施工完毕，全长下套管，向煤层自燃区域灌注防灭火材料。消火巷设计如图2所示。(2)高位钻孔终孔位置的确定。根据确定的工作面煤层自然区域．拟在工作面第64～94号支架区域内进行注浆处理．张小楼井95211工作面采高2．7m．按照采高的3～5倍计算，垮落带高度为8．1～l

6、3．5n1．确定钻孔终孔高度为15m。(3)灌注量计算钻孑L的平面布置如图3所示．。根据现场的分析．煤层自燃区域为工作面第88～94号支架后采空区遗煤．因此拟对工作面的第64～94号支架之间的区域进行注浆处理采空区残余空隙系数按照O．3计算．充填空间为1395m3。3超高水材料防灭火效果2014年3月2日～3月25El对煤层自燃区域实施灌浆灭火措施．累计注超高水材料1500m3随着注浆工作的进行，9521l两道密闭墙内、外气体CO浓度逐渐下降．墙内CO浓度由最初的130000图3钻孔平面布置不惫ppm在一周内降

7、至5000ppm．并在持续降低(见图2．2封堵及防灭火材料选择5)。由此可见超高水材料注浆灭火取得了预期效果，防灭火材料的选择是成功关键．作为封堵漏风煤层自燃趋势得到了控制材料．超高水材料浆液具有很强的流动性和渗透性，浆液经挤压或从高到低自然流淌，渗透到漏风通道及其围岩或煤体纵横交错的裂隙中．发生反应后，与煤体胶结形成坚固的网状骨架．骨架中含有大量结晶水，因此具有很好的封堵漏风和防灭火效果。因此．研究确定选择超高水材料作为防灭火材料。2．3超高水材料灌注工艺(1)制浆超高水材料是由A、B两种主料配合外加剂制成A

8、、B两种浆液混合制成，超高水的A、B、AA、BB图5部分时间气体观测记录四种材料严格按照设计配比进行制浆(见表1)。4结论表1超高水材料配比通过向张小楼井95211工作面煤层自燃区域灌注超高水材料，有效消除了工作面煤层自燃隐患实践证明，将超高水材料应用于防治煤炭自燃领域．(2)充填工艺技术上是可行的、经济上是合理的、效果是显著的。通过双液充填泵将A、B两种浆液分别输送至为矿井选择防灭火