井下煤炭自燃是影响矿井安全生产的重大灾害之一。连续供氧是煤层自燃的必要条件,堵漏风断绝浮煤氧气供给可有效地防治煤层火灾。本文针对煤层火灾的特点及发火条件,首次对超高水材料用于矿井灭火的适用性进行研究,系统研究了材料的渗透性、堵漏风性能和阻化性等防灭火性能。首先,研究超高水材料在不同煤种和不同颗粒粒度煤样中的渗透性,根据材料在特定煤种和特定颗粒粒度煤样中的最优渗透性,确定最佳水灰比。研究结果表明,当水灰比为30:1时,超高水材料在无烟煤中渗透性能最优,褐煤的最佳水灰比为26:1,气煤的最佳水灰比为28:1,贫煤的最佳水灰比为28:1。在5~10 mm粒度无烟煤中,水灰比为34:1时,材料的渗透性能最优;在5~15 mm粒度无烟煤中,水灰比为30:1时,材料的渗透性能最优;在5~20 mm粒度无烟煤中,水灰比为28:1时,材料的渗透性能最优。其次,研究水灰比、材料用量、超高水材料处理后煤样放置时间等因素对超高水材料堵漏风性能的影响规律。结果表明,相对空白煤样,超高水材料处理后煤样的抗漏风强度明显提高。超高水材料水灰比为22:1、材料用量为250wt%时,抗漏风强度最高,单位长度处理后煤样的封堵强度达6.63 MPa,且一定范围内随着放置时间的延长,处理后煤样的堵漏风性能呈增强趋势,3 d后增加缓慢。选择无烟煤作为实验煤样,通过改变材料的水灰比以及材料对煤样的覆盖度,对超高水材料的阻化性能进行了研究。结果表明,超高水材料具有延迟煤样升温的作用,能够有效阻止煤的自燃。覆盖度一定时,随着水灰比的增大,超高水材料的阻化性先强后减弱;水灰比一定时,随覆盖程度增大,其阻化性不断增强,后趋于不变。最佳水灰比为30:1,最佳覆盖度4:1,此条件下,材料的阻化性最强,阻化率为47.87%。因此,超高水材料是一种优良的矿井防、灭火材料。