新型泡沫防灭火材料在新集-矿的应用

1、新型泡沫防灭火材料在新集矿的应用淮南新集煤矿年生产能力为 400万t,目前开采-450m水平，主要采13-1 下煤层，煤层平均厚度8m,倾角5°25°自然发火期为36个月，最 短为36d。在开采方法上，采用放顶煤综采技术；在巷道布置上，采用 全部煤上（下）山；在采区内，采用无煤柱小阶段连续开采技术；这 种开采布局达到了高产高效的目的， 但随之也产生了一系列安全问题， 尤其是矿井自燃火灾日趋严重。矿井自投产以来，共发生自燃火灾 17 起，其中高冒自燃 11 起，停采线自燃 4 起，工作面自燃 1 起。为了保 证安全生产，近几年来，矿井采用了多种防火技术，特别是采用罗克 休泡沫

2、防火技术以来，矿井防火形势有了很大改善。1 罗克休泡沫的适用范围特性及技术参数1.1 适用范围 罗克休泡沫是一种中空充填产品，具有良好的机械杭压性（ 0.2mpa 左 右），可用于煤矿做密闭墙， 高冒充填，封堵煤层裂隙， 构筑防火墙等。1.2 特性该产品高膨胀率，膨胀体积为原体积的 25 30 倍，充填用量小；泡沫 反应迅速，气温30C时，30s即可反应，1015C时，8min反应，并 在 20min 内硬化，不需要防漏支架；有良好的抗压能力（ 0.2 mpa 左右）， 经得起岩层的运行；不蔓延火焰，适用于井下灭火。1.3 技术参数罗克休泡沫的技术参数见表 1。表 1 罗克休泡沫的技术参数见表

3、2 施工工艺2.1 工艺流程使用专用气动泵将树脂和催化剂以 4：1 的比例送入压枪后喷出， 2 种 原料混合后迅速发泡硬化。工艺流程如图 1 所示。图 1 工艺流程图材料用量计算：q = vx( 1 + i) / (nx25式中q材料用量，桶；v空洞体积，m3;i施工误差系数，取10 %;n发泡倍数，n = 2530;25每桶的容量，I。若是多孔换位压注，当发现压力上升到 10mpa时，说明已压注不进去了，应换孔。换孔压注步骤如下：( 1 )关闭气泵，打开催化剂管路卸载阀回流卸载， 关闭压注枪截止阀;( 2)开泵，用树脂冲洗管路和枪，再关泵;( 3)换孔，关闭卸载阀，开截止阀，开泵继续压注。(

4、 4 )循环( 1 )( 3);( 5)全部孔压注完毕后，关泵，换清洗剂，撤卸枪与压注管接口，开泵清洗管路与枪。2.2 注意事项(1)压注枪出口软管长度一般不要超过6m，否则容易堵塞；出口管直径应用 dn10dn13 软管，不宜用大直径；( 2)压注前一定要用静力将树脂摇晃均匀；( 3)压注时备足原料，避免吸空损坏活塞或堵塞管路；( 4)催化剂有腐蚀性，施工时要配带防护眼镜和橡胶手套；(5)气温超过30C时，应不使用压注管而直接用枪，气温低时，应相 应加快压注速度。3 现场应用3.1 高冒充填新集矿主采 13#煤层，煤质松软，在掘进和巷修过程中，易形成冒顶， 由于高冒具备自燃条件，极易发生自燃

5、火灾。矿井从投产以来，高冒 自然发火 11 起，占自然发火总数的 64.7。为从根本上消除高冒自燃 隐患， 新集矿采用罗克休泡沫对高冒进行充填。先后对1305c、241303下机巷、 241303 外段联巷等处的 53 个高冒隐患点进行了处理， 共充填 罗克休泡沫1560m3。为考查罗克休泡沫处理高冒自燃隐患的效果，在 1305c、241303外段联巷分别选取了具有代表性的隐患点，预先埋设测温热电偶和观察孔，进行了长期的观察，co浓度从处理前的300X 10-6700 X 10-降至0,温度从处理前的5060C降到30C以下，并长期稳 定不变。3.2 压注密闭墙封堵漏风 由于采用综采放顶煤无煤

6、柱阶段连续回采， 相邻采空区之间相互连通， 下阶段在开采期间向上阶段采空区漏风；而上阶段停采线及报废的上 下巷由于支架回收不好，加上煤柱支撑作用，顶板岩石冒落不充分， 形成良好的漏风通道。并因采区采用全部煤上（下）山，工作面上下 巷均布置在煤层中，密闭墙封闭不实，长期存在漏风，导致停采线自 然发火。从投产以来，共发生停采线自燃火灾 4 起，占自燃火灾总数 的 23.5，自然发火采空区占采区总数的 33.3。 为消除停采线自燃火灾隐患，新集矿将传统的双瓦石单墙改为双瓦石 双墙，并在墙间留 200mm 间距，在外墙上、中、下 3 个位置留设措施 孔，利用措施孔向两墙中间压注罗克休泡沫进行充填；并在

7、墙的四周 向帮、顶打钻，利用钻孔压注泡沫，这样既可以使密闭墙与帮、顶连 成一个整体，杜绝漏风，又可增加墙的承压能力。 2002 年共处理 5 个 采空区共 11 道密闭墙，经过处理的采用区均未出现自燃迹象。3.3 快速封闭火区新集矿241301综放工作面采至f085断层（h=108m）附近，工作面于 2002年 3 月 4 日出水停产，接着铺网， 3 月 9日铺网结束， 4 月 18 日 开始撤除综采支架。至 5 月 9 日， 241301 停采线发生自燃火灾，上风 巷co浓度达1000X 10-6并有烟雾。着火时，下机巷刚刚封闭结束， 上风巷回柱不到三分之一。为防止火灾的扩大，决定在回风侧先设 3 道临时调节风门，利用 2 台 局部通风机向上风巷供风进行均压，以控制有毒气体的大量涌出。然 后在上巷回柱地点设两道木板闭，中间留 500mm 间距， 利用罗克休泡 沫进行充填