义煤矿区极易自燃厚煤层快速治理技术

义煤矿区极易自燃厚煤层快速治理技术

吕建立;魏向志

【摘要】The five Coal mining companies under the jurisdiction of the spontaneous combustion in coal seam coal seam for easy, the spontaneous combustion is a month, the shortest is 7 days, the spontaneous combustion of coal issues have Seriously troubled company＇s safety. This paper studies a foam fire suppression efficient compound blasting new technology that can make full use of current effective conventional fire - fighting technology and method, and can overcome the present grouting, an inert gas, an inert gas bubbles, resistance change agent fire - extinguishing or suppression of blasting technology for insufficient. At the same time, the paper developed an efficient compound foam generated new equipment, put forward the construction technology and rapid fire drill efficient compound foam perfusion technique, constructed different needs of extinguishing fire prevention system integration of multifnnetional. Finally, we can realize the mined - out area

of the coal mine with 21201 thousand high risk of compound the equal,

the whole process of rapid governance fire just in seven days, which laid a foundation to prevent disaster affected area enlargement and resume production as soon as possible.%义煤集团公司下辖的五个矿所采煤层为容易自然发火煤层，自然发火期一个月，最短7天，煤炭自燃问题严重困扰着集团公司

的安全生产。本文研究了高效复合泡沫灭火抑爆新技术，既能充分利用目前有效的常规防灭火技术与手段，又能克服目前注浆、惰气、惰气泡沫、阻化剂等灭火或抑

爆技术的不足，并研制了产生高效复合泡沫的新装备，提出了灭火钻孔快速施工技术和高效复合泡沫灌注技术，构建了满足不同灭火需要的多功能一体化防灭火系统。以千秋矿为例，21201工作面采空区与高冒复合火区的快速治理，整个灭火过程

仅用了7天时间，为防止灾害影响范围扩大化、尽快恢复生产奠定了基础。

【期刊名称】《华北科技学院学报》

【年(卷),期】2011(008)003

【总页数】4页(P8-11)

【关键词】自燃;厚煤层;钻套一体化钻孔;高效复合泡沫

【作者】吕建立;魏向志

【作者单位】华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊101601;义煤集团孟津煤矿,

河南洛阳471600;义煤集团千秋煤矿,河南义马471000

【正文语种】中文

【中图分类】TD823.253

历年的统计资料显示:煤层自燃火灾已占矿井火灾总数的95%以上。近年来随着开采深度的加大，冲击地压日益严重，工作面推进速度减缓，自燃发火危险性增大，同时多数矿井的瓦斯涌出量不断加大，火与瓦斯共存使得安全生产形势更为严峻。为了防治煤炭自燃，国内外广泛采用注水、灌浆、喷洒阻化剂、注惰气等技术。近年来，又较广泛地采用了凝胶、胶体泥浆、阻化汽雾、泡沫树脂等防灭火技术。这些技术对保证矿井安全生产起了重要作用，但是都存在一定局限性，如灌浆，浆体不能均匀覆盖煤体;注惰性气体，气体不易滞留在注入的区域内;注凝胶、泡沫树脂

成本高等，现有防灭火技术和材料的共同特点都是只采用气、液、固三相中的一相

或两相作为防灭火介质，使得防灭火效果不够理想［1］。因此，必须研究新的技术措施和手段，从根本上解决这一顽疾。

煤炭自燃都发生在煤体被压疏呈破碎状态的区域，该区域常规的打钻技术在施工灭火钻孔的过程中易出现塌孔现象，同时施工周期较长，时常制约着灭火工作的快速开展，严重时会贻误最佳灭火时机，导致灾害的扩大化［2］。而该技术的钻杆和灭火材料灌注管采用一体化设计，钻杆为中空型，直接用两端车丝的钻孔套管代替，可作为灭火材料灌注管;钻头采用自行研制的简易专用钻头，其顶端为半封闭构型，即留有出口。钻头与套管或套管之间采用耐扭强度较大的加厚刚性接箍连接。钻头采用普通合金钢制备，成本远低于可回收重复使用的钻头，经济可行。使用前，将钻杆与钻头通过前端螺纹组合为一体后，两者中间孔即成为一条完整的通道，如图1、2所示。其现场施工工艺与普通钻杆钻孔相同，钻孔完成后，不再回收钻杆与

钻头，将钻杆与电机之间的连接拆除后，留在钻孔内的钻杆即成为灭火材料灌注孔。通过快速连接接头与注浆管路或灭火材料制备系统出料口连接后即可对采空区进行处理。由于钻杆钻进到位后不需回收钻头、钻杆，直接进行钻孔封孔，节约了退杆时间，也省去了灭火材料灌注管的施工工序，大大减少了灭火钻孔施工时间，而且该技术可以有效克服普通打钻垮孔的缺陷。因此，该技术比较适合在煤层顶板比较破碎区域进行钻孔施工，能够有效避免因退杆后钻孔垮孔变形而影响灭火效果。

该灭火技术具有流量大、发泡倍数高、流动扩散性能好、泡沫稳定时间长的特点，能够快速、大范围地覆盖和包裹浮煤，与煤体之间的粘附性好，同时能向上堆积，适于大面积松散煤体、巷道冒顶区煤自燃灾害的治理。

在粉煤灰或黄泥浆液中添加少量的发泡剂、稳泡剂、高效防灭火剂(MEA或

MJC12)等添加剂并引入氮气，通过发泡器物理机械发泡，形成粉煤灰或黄泥颗粒均匀地附着在气泡壁上的多相泡沫胶体体系［3］。黄土颗粒是一种惰性物质，形成的高效复合泡沫在固相成分上与颗粒的粒度有关，且黄泥有较大粘性，能够更牢