罗克休泡沫新型防灭火材料在鹤煤四矿的应用.doc

罗克休泡沫新型防灭火材料在鹤煤四矿的应用 张永明，张满圈，功春生，赵建军 摘 要 鹤煤四矿应用罗克休泡沫进行密闭墙堵漏风、高冒充填等，在矿井防灭火工作中取得了良好效果 关键词 罗克休泡沫 漏风 高冒 应用 鹤煤四矿位于鹤壁矿区北中部，年生产能力150万吨，目前开采-250水平，开采煤层为石炭二迭系山西组二煤，煤层平均厚度8m，倾角045度，具有自燃发火倾向，自燃发火期为46个月，在开采方法上主要采用综采防顶煤技术，在巷道布置方面，采区上、下山基本采用全煤布置，采区内采用无煤柱或小煤柱（26）开采技术。这种开采布局基本达到了高产高效的目的，但随之也产生了一系列安全问题，尤其是矿井自燃发火问题日益突出，特别是矿井西翼地区，采空区联成片，CO时有超限，防灭火形势非常严峻。为了保证按生产，今年以来，我矿先后采取了联通管均压、凝胶技术、复合胶体、综合注浆等多种防灭火技术。特别是近期采用罗克休防灭火材料及马丽散加固技术后，矿井防灭火形势进一步改善。 1、 罗克休泡沫的适用范围、特征及技术参数。 1.1、 适用范围 罗克休泡沫（胶体浆）是采用树脂和催化剂两种不同的胶体聚合材料，通过高压风带动的多功能气泵自不同的三个容器通过软胶管吸入泵中，同时压入注射枪，两种液体经过注射枪加压以4∶1的体积相混合、发泡，注入要堵漏的地点，瞬间发泡到达原体积20倍以上。该产品具有良好的机械抗压性（0.2KP），可用于煤矿密闭、防灭火高冒充填、封堵煤层裂隙、构筑防火墙等。 1.2、 特征 高膨胀率，膨胀体积为原体积的2530倍，充填用来量小，泡沫反应迅速，常温下2030秒即可反应完毕，1015度时35分钟内膨胀结束，并在20分钟内硬化，不需要防漏支架，有了好的抗压能力（0.2Mpa左右），经得起岩层的运动；不蔓延火焰，适用于井下灭火。 1.3 技术参数 原产品技术参数表 序号 基本成分 树脂 催化剂 备注 1 密度（g/cm3） 1.2 1.5 20℃状态 2 混合率（比例） 4 4 体积比 3 存储期限（月） 3 12 20℃状态 4 存储温度（℃） 5-20 5-40 聚合产品罗克休泡沫的技术参数 序号 树脂 催化剂 1 应用温度（℃） 15 25 2 反应时间（分钟） 5 2 3 膨胀率（倍） 2530 2530 4 10变形时压力（mpa） 0.102 0.10.2 5 防火性 无火焰蔓延 无火焰蔓延 2、 施工工艺 2.1施工工艺 在需要封闭的地点首先采用木板封闭，然后向封闭的空间罗克休聚合材料。注胶时使用专用气动泵将树脂和催化剂以41的比例送入注射枪，两种原料混合后迅速发泡，通过注射管注入使用地点后20分钟左右硬化。具体工艺为用木板封闭预注区一连接压凤管至专用泵高压胶管连接注射枪和注射泵将三根吸液管分别插入两个装有树脂桶和一个装有催化剂桶内开泵注胶注胶结素用溶有火碱的水洗泵用水冲洗机具、停泵拆卸注射枪。其工艺流程如图 罗克休树脂 注 射 枪 使用地点（钻孔） 专用泵 注射管 催化剂 材料用量计算QKXVXd/（25XN） 式中Q----材料用量，桶； K----材料富裕系数，取K1.1； V ---空洞溶积，M3； n----发泡倍数，n2530 d-----罗克休泡沫密度，t/m3，一般取1.26 25----每桶容积，㎏ 2.2 施工设备及材料 采用罗克休泡沫封闭采空区时常用设备及材料如下表 序号 设备材料名称 规格型号 数量 产品来源 备注 1 小型多功能气动注浆泵 1台 浩珂伟博公司 2 注胶管 根据需要自备 3 注胶钢管 5.0m 2根 自备 4 注射枪 1把 浩珂伟博公司 5 树脂 每桶25㎏ 6 催化剂 每桶29㎏ 7 木板 H10-15mm 根据需要自备 8 压风管路 根据需要安装 P4-7kg 2.3注意事项 （1） 注射枪出口软管长度一般不要超过6米，否则容易堵晒，出口管直径应用DN10-DN13软管，不宜用大直径；（2）注射前一定要将桶内树脂摇晃均匀；（3）注射时备足原料，同时至少在施工现场备2桶清水，避免吸空损坏活塞或突然停风堵塞管路；（4）施工时必须带防护眼镜和橡胶手套； 3、 现场应用 3.1密闭墙加固封堵漏风 26024工作面为2602第四分层工作面，走向长310m，倾斜宽140 m，设计为高档工作面。由于存在与空相透的隐患，26024外段下顺槽于7月中旬开始掘进，8月6日掘进至35 m位置时，与2604工作面老巷相遇（有预案和措施），由于2604采空区为原有火区，致使CO2、CO、CH4等有害气体涌出，掘进头出现烟雾，掘进面被迫封闭。由于封闭处巷道面貌差，封闭后出现26024下顺槽密闭向2604采空区漏风，加之2602老空与2604采空区联通，造成2604上顺槽密闭内出现CO，且CO超限现象时有发生。为根本消除隐患，矿及时安排在2604上顺槽和2602下顺槽原密闭外0.5米处各钉设一道高质量木板密闭，同时利用罗克休泡沫往两密闭墙中间充填处理漏风。利用罗克休材料封堵后完全杜绝了漏风，26024下顺槽密闭内瓦斯浓度由0.1升至4，CO2由0.1升至0.2，CO为0，2604上顺槽密闭墙内CO将为0，堵漏效果明显。 3.2火区密闭高冒区充填 2132工作面为炮采全层放顶煤工作面，仰斜开采，全部垮落法管理顶板，工作面上下顺槽和切眼均布置，工作面平行与上顺槽内错10m布置一条泄瓦斯巷，工作面眼布置一条横川与2120转载巷透，该横川回采前及时封闭。上顺槽材料横川分别与泄巷和下顺槽垂直布置。工作面于2001年4月14日开始回采，2002年2月6日停采，2月23日封闭，封闭时共建筑5道永久密闭，其中泄瓦斯巷1道，上顺槽材料横川与下顺槽各2道，由于2132下顺槽原密闭处是腰巷，距顶板有3m厚的煤，与2132材料巷和联络巷形成一个三角带，巷道上下交错，且该处距停采线较近压力大，煤体裂隙发育，难以杜绝漏风。2132下顺槽密闭于“7.17”发火事故后，对该处和周围巷道采取了全断面喷注砼封闭措施，封闭厚度达1.5-3m，同时采取了注凝胶、注浆和均压通风措施。由于砼收缩变形和巷道高冒达2-3m，巷道顶部向外泄漏有害气体，其中CO为360ppm。矿安排于8月22日对该处采取了罗克休泡沫封闭措施，封闭高冒高度2.5 m，宽度3 m，断面7.5 m2，厚度1.5-3 m，取得良好效果，至8月28日，2132下顺槽已检查不出CO，彻底消除了事故隐患。 各地点具体使用情况详见下表 鹤煤四矿罗克休泡沫使用情况表 地点 支护 形式 断面 形状 断面 积m2 封闭 厚度 m 材料 用量（桶） 注胶效果 断面描述 26024下顺槽 工字钢 梯形 6.24 0.5 10 漏风下降，孔内CH4由0.1升至4，CO保持0。 2604 上顺槽 工字钢 不规则 9.54 0.5 15 2132 下顺槽 工字钢 不规则 7.5 0.5-3 15 7天内CO由0.036降至0。 4结语 罗克休防灭火材料在鹤煤四矿的应用，成功的根治了密闭裂隙漏风，消除了自然发火，取得了显著的经济效益和社会效益，保证了矿井的安全生产。实践证明，罗克休防灭火材料由于其使用简单、运输方便、适用性强，可快速安全封闭灭区，是一种新型的具有广阔推广前景的防自然发火材料。 作者简介张永明（1978-）男，1999年毕业于焦作煤校矿山通风与安全专业，现从事矿井“一通三防”技术工作。 5