罗可休泡沫在赵家寨煤矿的应用.pdf

收稿日期 2010- 03- 04 作者简介 范 涛 1980, 男, 河南方城人, 2006年毕业于郑州工 业安全职业学院, 现从事通风管理工作。 罗克休泡沫在赵家寨煤矿的应用 范 涛, 郑喜亮, 郭志刚, 王献领 新郑煤电公司 赵家寨煤矿, 河南 新郑 451184 摘要 分析了矿井在生产建设过程中煤巷掘进工作面煤层自然发火的原因; 根据矿井实际情况确定采用罗克 休泡沫进行防灭火处理, 并制定了相应的技术措施。介绍了高发倍罗克休材料的特性及施工方法。结果表 明, 利用高发倍快膨胀材料治理矿井高温发火, 达到了矿井防灭火的目的。 关键词 掘进巷道; 煤层自燃; 罗克休泡沫 中图分类号 TD753 . 4 文献标识码 B 文章编号 1003- 0506 2010 06- 0117- 02 新郑煤电公司赵家寨煤矿是一座设计生产能力 300万 t/a的大型矿井, 主采煤层为二叠系山西组 二1煤 属于三软不稳定煤层 , 平均煤厚 55 m, 配 采二3煤。矿井为低瓦斯矿井, 煤尘具有爆炸危险 性, 煤层为不易自燃煤层。矿井采用 3个立井开拓 方式, 其中主、 副立井为进风井, 回风立井回风, 采用 中央分列式通风方式。 赵家寨煤矿现处于基建时期, 矿井还没有开始 回采, 12202掘进工作面采用综掘机掘进、 36U 型钢 支护, 巷道断面 143 m 2, 巷道掘进断面较大, 在施 工过程中, 如果顶板控制不好, 极易出现空帮空顶和 冒顶现象, 如果高冒区不及时进行处理, 很容易造成 煤层高温发火。 12202回风巷掘进工作面 350 m处 巷道在施工过程中出现过冒顶, 巷道冒顶后施工队 没有严格按照措施要求进行充填处理, 而是采用在 支架上覆遮挡物进行覆盖。虽然后来又对此段巷道 进行了注水处理, 但由于注水对于顶空巷道高温治 理作用不大, 致使巷道仍然向冒顶区漏风, 导致出现 煤层自燃现象。经研究决定采用喷射罗克休泡沫来 处理高温发火问题。 1 高发倍罗克休泡沫的特性及作用 高发倍罗克休泡沫是采用催化剂和树脂 2种化 学材料, 经过 30 s左右的化学反应生成的一种具有 速凝固、 高倍膨胀的泡沫, 膨胀体积为原来的 20 30倍; 有良好的抗压能力, 经得起一定的压力; 本身 具有抗燃阻燃性能, 不蔓延火焰; 具有速凝性, 在短 时间内能够硬化, 对裂隙空洞有很好的充填作用, 在 井下治理煤层高温发火方面具有危险性小、 灭火效 果快等特性。 2 罗克休用量计算 高发倍罗克休用量主要是根据井下现场巷道空 顶情况及空顶体积进行计算的, 一般可按下式进行 计算 Q V 1 id /n 25。其中, Q 为材料用 量, 桶; V 为空洞体积, m 3; i为系数或备用量, 一般取 10 ; d为罗克休密度, 一般取 126 t/m 3; n为发泡 倍数, 20 30倍; 25为材料质量, 25 kg /桶。 3 施工方法 注射罗克休使用的是专用气动泵, 气动泵将树 脂和催化剂分别以 41的比例输出, 2种材料在混 合枪处混合后送入注浆管, 2种材料在进入空洞后 迅速发泡膨胀变硬 图 1。 图 1 罗克休泡沫流程工艺 需要注意的是在注射罗克休泡沫时, 需要提前 在空顶位置 范围 内施工 1个或者 1组钻孔, 当 1 个孔压力上升达到 1MPa时应停止注射, 可以换其 他孔进行注射。换孔时应注意 ∀ 关闭气动泵阀门, 打开混合枪催化剂卸载阀进行卸压; 开泵, 用树脂 材料冲洗混合枪; ∃ 换孔、 开泵、 关闭卸载阀进行注 射; 全部注射完成后, 打开混合枪处卸载阀, 将吸 液管插入由氢氧化钠 NaOH 配成的清洗液内, 对 管路和泵进行冲洗, 直到无泡沫喷出为止。 通风科 每班派 1名技术人员现场跟班进行技术指导; 在 12202回风巷回风联巷口安装 1台 CO传感器, 进行 不间断监测。 2注射罗克休安全保证措施。∀ 因罗克休泡 沫混合后发泡、 膨胀、 变硬反应时间短, 易堵塞管路 和混合枪, 所以要求现场操作人员必须做到熟练操 作、 动作迅速。 施工前一定要准确计算空顶体积, 备足注射用料。 ∃ 因罗克休属于化学材料, 对人身 有一定的腐蚀性, 现场施工人员应佩戴橡胶手套和 防护眼镜等防护用品。 5 应用情况 51 12202回风巷煤层自燃的原因 12202回风巷掘进工作面在掘进过程中时常发 生冒顶现象, 经过分析后认为发生煤层自燃的这一 段巷道在掘进过程中发生过比较严重的冒顶现象, 巷道冒顶后施工队没有严格按照措施要求进行充填 处理, 而是采用在支架上用遮挡物进行覆盖。虽然 后来又对此段巷道进行了注水处理, 但巷道仍然向 冒顶区漏风, 导致最后出现煤层自然发火现象。 52 处理措施 由于此前没有对巷道进行喷浆处理, 如要喷浆 封闭巷道, 时间长, 工作环节多, 不利于对火区的治 理, 决定采用注射高发倍的罗克休泡沫进行充填处 理, 以达到及时封闭冒顶区、 堵塞漏风裂隙的目的。 具体施工情况 根据现场情况及巷道空顶范围, 决定施工 2组共 6个钻孔 即每组施工全断面钻孔 3个 , 钻孔统一进行编号管理, 1 孔垂直于巷顶, 2 、 3孔与 1孔分别成 65∋ 夹角, 孔深不小于 4 m。 53 效果分析 自采用注射罗克休的方法对此段巷道进行处理 后, 此段巷道及观察钻孔温度有了明显下降 图 2, 且温度在较长的时间内比较稳定。可以认为此处高 温点已经消除, 注射罗克休防灭火取得了一定的成 效。 图 2 注射罗克休后温度变化 6 结语 采用注射高发倍罗克休泡沫进行矿井高温发火 的治理, 虽然具有灭火速度快、 时间短、 易操作等优 点, 但是此种材料造价比较贵, 在处理大范围空顶 高温 时不经济。所以在以后的巷道施工过程中 要加强工程质量和顶板控制, 杜绝空帮空顶作业。 对于出现冒顶的巷道一定要制订措施进行处理, 严 禁进行遮挡等不符合要求的处理, 工程管理部门及 通风部门要建立巷道冒顶台账, 对处理情况定期进 行检查, 煤巷掘进工作面要加强掘进面浅孔静压注 水措施的落实, 先注后掘、 短掘短支 , 严防落煤冒 顶。责任编辑 刘光雨 上接第 51页 的数目越多, 则采点的难度相对 下降。在基高比为 11时, 点的匹配、 采点都很困 难。在基高比为 15时, 相对定向的点的个数大大 增加, 采点的数目增加很多, 采点的难度下降很多, 精度也提高很多。 4由最后的坐标中误差可以看出, X, Z 方向 上的精度较好, Y 方向的精度就相对较低, 究其原因 是因为该次试验使用的坐标系为大地坐标系, 测量 控制点的时候使用相对坐标系, 所以 Y方向精度受 高程方向 Z的影响, 导致精度下降。 综上所述得出以下结论 ∀ 对于不同像素的相 机有其最佳的拍摄距离, 像素越高, 其相适应的摄影 距离就会越远; 近景相机的检校、 影像畸变纠正、 影像重采样对最终的摄影测量精度影响很大, 数码 相机的测量化研究十分必要。 参考文献 [ 1] 张剑清, 潘励, 王树根. 摄影测量学 [M ]. 武汉 武汉大学出版 社, 2003. [ 2] 冯文灏. 近景摄影测量 [M ]. 武汉 武汉大学出版社, 2002 [ 3] 朱惠萍, 黄全义. 基于普通数码相机的核线相关方法 [ J]. 测绘 信息与工程, 2002 , 27 6 2930. [ 4] 冯文灏. 数码相机实施摄像测量的几个问题 [ J]. 测绘信息与 工程, 2002, 27 3 35 . 责任编辑 梁郁鑫 118 2010年第 6期 中州煤炭 总第 174期