含聚氨酯充填陷落柱采空區(qū)煤自燃規(guī)律研究

郭剛

（中煤陜西榆林大海則煤業(yè)有限公司，陜西 榆林 719099）

0 引 言

陷落柱是一種由上覆堅硬的非可溶性巖層的古老基巖塌陷而形成的地質(zhì)體，是一種在特定的地質(zhì)條件下形成的地質(zhì)現(xiàn)象[1]。在煤層形成陷落柱的過程中伴隨產(chǎn)生大量的裂隙，為煤層氧化提供有利條件。采空區(qū)內(nèi)陷落柱的發(fā)育將增加采空區(qū)漏風(fēng)，漏風(fēng)作用于采空區(qū)遺煤且加速其氧化，易引發(fā)采空區(qū)煤自燃[2-3]。

聚氨酯因其獨(dú)特的力學(xué)性能和密封性能等諸多優(yōu)勢，在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用越發(fā)普遍，極大地提升了生產(chǎn)效率及煤礦安全生產(chǎn)[4]。目前聚氨酯廣泛應(yīng)用于煤巖加固、冒頂充填、堵水防滲和噴涂防漏風(fēng)等方面。在煤巖加固方面，將聚氨酯漿液注入煤巖裂隙，聚氨酯材料在煤巖裂隙中膨脹并發(fā)生固化反應(yīng)，由此將松散煤巖加固成凝結(jié)固體[5]。在冒頂充填方面，利用聚氨酯材料對高冒區(qū)內(nèi)的實(shí)體進(jìn)行充填，使充填材料充分占有冒落空間的同時也將其內(nèi)部的瓦斯置換出來，從而防止瓦斯積聚現(xiàn)象[6]。在堵水防滲方面，聚氨酯漿液中的異氰酸酯基團(tuán)遇水可快速發(fā)生固化反應(yīng)，并逐漸形成不透水的固結(jié)層，由此達(dá)到封堵、防滲地下水的目的[7]。在噴涂防漏風(fēng)方面，聚氨酯材料的高密度閉孔結(jié)構(gòu)使其具有良好的防漏風(fēng)性能；對礦井主要漏風(fēng)源頭進(jìn)行噴涂聚氨酯則可有效防止漏風(fēng)[8]。

利用聚氨酯對含陷落柱采空區(qū)進(jìn)行修復(fù)是防止采空區(qū)漏風(fēng)及煤自燃的有效手段之一。然而，目前關(guān)于聚氨酯修復(fù)含陷落柱采空區(qū)對其自燃影響的研究相對較少。……