隔斷充填技術在煤井火區治理中的應用研究

【摘 要】火災為煤礦五大災害之一，礦井自燃發火隱蔽性強、治理難度大。本文以中平能化集團十二礦為研究對象，探討了隔斷充填技術的特征，及其在煤井火區治理中的應用措施，目的是希望這一技術方法能夠被更多的煤礦企業認識和運用。

【關鍵詞】煤井；火災；隔斷充填技術

一、礦井內因火災及其危害

內因火災是指煤炭在一定條件下，如破裂的煤柱、煤壁、集中堆積的浮煤，又有一定的風量供給，自身發生物理化學變化、吸氧、氧化、發熱、熱量聚集導致著火而形成的火災。內因火災的發生，往往伴有一個孕育的過程，根據預兆能夠在早期發現。但由于火源隱蔽，經常發生在人們難以進入的采空區或煤柱內，要想準確地找到火源比較困難。內因火災理所當然受到人們的重視，成為研究的重點。

二、我國煤礦礦井火災防治現狀

我國煤礦自燃發火非常嚴重，有56%的煤礦存在自燃發火問題，而我國統配和重點煤礦中具有自燃發火危險的礦井約占47%，礦井自燃發火又占總發火次數的94%，其中采空區自燃則占內因火災的60%。這種火災常造成工作面封閉、凍結大量的煤炭資源和昂貴的生產設備，造成工作面、采區風流紊亂，影響礦井正常的生產接替，并造成人員傷亡。由于我國火災基礎理論研究起步晚，防滅火關鍵設備和技術有待完善和配套，有一批亟待解決的技術問題。因此，礦井火災防治工作仍然是礦井安全生產所面臨的一項艱巨任務。

三、隔斷充填技術方案與實施效果

（1）隔斷充填技術簡述。隔斷充填技術是利用發火巷道鄰近的措施巷向著火點或高溫區域邊界處上部（頂部）施工鉆孔，然后通過鉆孔向巷道內灌注碳酸氫銨與水玻璃的混合水溶液，兩種溶液的混合凝固時間要根據鉆孔深度、溶液流速、鉆孔孔徑等參數進行合理化配比，兩種溶液流出鉆孔管口凝固時間要控制到2秒以內，以便可以瞬間凝固、堆積，形成固體隔斷墻，使著火區域（段）形成密閉空間。然后再通過措施巷在密閉空間中間段施工鉆孔，灌注碳酸氫銨與水玻璃的水溶液，兩種溶液流出鉆孔管口凝固時間根據封閉段長度控制在180秒以內合理時間，使溶液可以有充分時間均勻平鋪并全斷面凝固充填巷道。最后通過邊清理凝固體邊噴漿堵漏滅火的方式起到徹底消除火災隱患的目的。（2）隔斷充填技術方案實施步驟。首先通過己15-17-17042回風巷向己15-17-17062回風巷火區高溫段預測首、末點頂板位置（依據前期治理情況綜合分析預測火區高溫段）施工治理鉆孔K1、K2孔，在己15-17-17042回風巷依次對K1、K2孔遠距離灌注碳酸氫銨與水玻璃的混合水溶液，依據實驗室實驗配比濃度和鉆孔深度、溶液流速、鉆孔孔徑等參數進行合理化配比，利用注漿鉆孔套鋁塑管的又重管路使溶液在鉆孔出口處混合，混合時間控制在2秒以內，使溶液可以短時間內混合凝固，進而堆積成“密閉墻”，徹底隔斷火區高溫段，使己15-17-17062回風巷50米高溫段形成一個密閉空間。然后在己15-17-17042回風巷向己15-17-17062回風巷K2孔向里3米位置再施工一個治理鉆孔K3孔，向K3孔再次灌注碳酸氫銨與水玻璃的混合水溶液。己15-17-17062回風巷為下山掘進，外高里低，巷道下山角度為12°至15°，此次兩種水溶液混合時間根據巷道坡度和密閉段長度控制在120秒左右，使其有充分時間均勻平鋪并全斷面凝固充填火區高溫密閉空間。待灌注完畢，充填材料穩定之后，啟封己15-17-17062回風巷，一邊對充填材料進行清挖、一邊對巷道噴漿堵漏的方法解放己15-17-17062回風巷。己15-17-17062回風巷解放出來以后再對己15-17-17060采空區局部高溫點進行近距離徹底治理，短時間內消除火災隱患。（3）隔斷充填技術實施效果。自2011年元月25日己15-17-17062自燃發火以來，十二礦精心組織，采取了隔斷充填、噴漿堵漏、調整優化通風設施、均壓、注氮、注液態二氧化碳、注高分子滅火材料、注黃泥漿、壁后注水泥漿、注碳酸氫鈉、注碳酸氫銨等一系列治理措施，最終成功啟封己15-17-17062進、回風巷，恢復采掘生產。目前，己15-17-17062回風巷已經順利啟封，工作面已經恢復正常生產狀態，徹底消除了火災隱患。

四、隔斷充填治理技術的推廣與意義

“隔斷充填”技術的實施與推廣可以更好的服務于礦井火災治理工作，其低風險、小成本、高時效、易操作的特性可以加速礦井火災治理進度，大大降低人員傷亡與經濟損失，提高煤礦生產行業的安全指數。

參 考 文 獻

[1]孫桂梁.利用礦用固化泡沫密閉充填技術成功封堵遺留火區[J].煤礦安全.2007（3）

[2]汪麗媛，張鵬翔，鄭龍.煤礦火災預防與治理[J].山東煤炭科技.2010（4）