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摘要：针对汝箕沟煤矿32211（2）综采工作面存在严重的漏风及自燃发火隐患问题，通过对工作面漏风通道分析和多方论证，决定采取上风巷注瑞米一号和网下注复合胶体措施。通过实践，工作面漏风大大减少，消除了火灾隐患，确保了该工作面安全生产。
关键词：堵漏风；自然发火；瑞米发泡材料
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
1、前言
矿井堵漏风、防灭火工作一直是矿井通防工作的重点，目前常用的一些堵漏风措施有水泥砂浆、黄泥浆等喷涂技术，在不同矿区都有一定的应用。这些技术大都具有劳动强度大，喷涂设备体积大、用料多，回弹率高，而且失水后易开裂或剥落等，甚至巷道壁帮受压变化，不能有效的阻止有害气体的溢出，不利于安全生产。瑞米发泡固化充填材料是单一固体粉料，施工时，在水中按比例加入一定量的发泡固体材料，通过输送泵把水和发泡材料的混合溶液输送至密闭或充填地点，混合溶液按配比时间凝固，起到密闭或充填堵漏的目的，效果十分明显，且具有堵漏风和防止煤炭自燃双重作用及用料少、运输量小、劳动强度低、经济效益显著特点。
2、问题的提出
汝箕沟煤矿32211（2）综采工作面开采煤层为二2层煤，该工作面采用走向长壁倾斜分层金属网假顶开采，该煤层平均厚度11.35m，剩余厚度8.05m，本分层沿金属网假顶开采，割煤高度3.0m。工作面使用MGTY300/700-1.1D型滚筒式采煤机（截深800mm）落煤并装煤，采用单向割煤即下行割煤，上行清煤。该工作面采用上端部斜切进刀，自开缺口。该煤层原始瓦斯含量为13.23m3/t，采取了运顺、回顺布置顺层钻孔、大岭上一段（临近大巷）布置穿层钻孔进行抽放。该工作面走向全长1089m，前段工作面走向长420米，倾斜长202.4m，可采煤炭储量33.91万吨。
32211（2）综采工作面自准备工作面掘进期间已表现出漏风现象，通风系统形成后网下漏风造成的通风系统管理上的难度已尤为突出，如果不对工作面区域网下漏风进行治理，不仅给该通风系统管理带来难度，同时也会因漏风增大，极易引发3229采空区上方隐蔽火区波及32211（2）综采工作面。
3、漏风通道分析与堵漏风方案的确定
3.1漏风通道分析
32211（2）综采工作面为二2煤二分层开采，32211倾斜分层首分层综采面在回采过程中靠近3229综采面隐蔽火区，易造成32211（1）综采面老顶初次来压、老顶垮落以后煤体涌出的瓦斯上移通过裂隙与3229综采面采空区的隐蔽火区相遇而导致瓦斯燃烧引发32211（1）综采面发火，虽已开采一分层但不能排除上述因素影响32211（2）综采工作面开采，通过该工作面掘进期间漏风测定，工作面未形成系统时，运顺掘进无回风，回顺掘进回风远远大于工作面局部通风机供风量，而且越接近首分层开采线，漏风越明显，漏风自掘进开口处向里逐步漏风，达240-600m3/min，工作面形成系统配风后，从运顺直接向回顺漏风，自运顺向开切眼方向逐步漏风700-920m3/min，运顺口风量配到1340m3/min，而距工作面下出口30米处风量只有420m3/min，工作面配风困难。这种现象表明.漏风主要从网下和上分层开采线处漏风。
3.2堵漏风方案确定
首先，解决网下漏风，单靠降低该区域负压入手不能从根本上解决，还存在工作面配风上不去问题。根据我们多年网下注水经验，经过比较，可通过网下注复合胶体充填网下空隙封堵漏风通道。其次，解决首分层开采线漏风，以往多采取在开采线注浆措施，我们在考察分析后，确定注复合胶体，一是可以起到很好的防灭火作用，二是封堵漏风。
3.3瑞米材料的工艺性能和充填工艺
瑞米发泡固化充填材料是单一固体粉料，按配比要求同水混合，发泡成为固化充填材料。施工时，在水中按比例加入一定量的发泡固体材料，通过输送泵把水和发泡材料的混合溶液输送至密闭或充填地点，混合溶液按配比时间凝固，起到密闭或充填堵漏的目的。固化充填材料具有发泡膨胀效果，压注结束时能膨胀接顶，封闭严实。固化充填材料可实现长距离输送，泵送距离可达到300m，在运料困难的地方压注比较方便。
瑞米充填输送设备主要有专用输送泵（流量15m3Ph）和550m高压胶管两部分组成。在输送泵中按配比加入定量的水和瑞米充填材料，由泵加压通过管路输送至充填地点，达到密闭或充填的目的。专用输送泵输送水平距离300m，垂直高度80m。要求供水压力大于0.5MPa，供水量大于60m3PL，工作环境温度15℃。
4、堵漏风防灭火材料施工工艺
4.1网下注复合胶体技术
顶部为金属网假顶，存在网下漏风，为了减少漏风，封堵漏风通道，在32211（2）综采面风巷下墙施工注浆孔，进行注复合胶体工作。开始混合时，凝胶液的粘度、流动性、渗透性与水基本相同，将之注入假顶，可迅速渗入煤炭裂隙，然后，凝胶液逐渐稠化形成塑性胶体。该胶体具有一定的强度，能够起到封堵煤矸空隙和包裹煤矸体的作用，达到封堵漏风通道的目的。在胶体形成过程中，伴有大量吸热，对周围煤岩起冷却作用。且凝胶中的水玻璃是一种阻化剂，可以大大降低煤对氧的吸附作用。具体如下：
（1）钻孔施工采用ZL-380型钻机施工。
（2）施工采用不小于?78mm钻头，钻孔深为9～15米（具体孔深根据煤层倾角定，原则为孔底必须见网），钻孔夹角为0°-3°，钻孔间距3米。
（3）钻孔施工好后，必须采用?40mm钢管及水泥沙浆封孔，封孔长度为3米，并安设?40mm的截门，注浆孔与注浆管之间用高压管连接。
（4）注浆系统利用地面阴坡注浆站及注浆系统。在32211（2）综采面风巷注浆管路上每6米留设一四通接头并上好截门，钻孔施工结束后及时联孔注浆。
（5）复合胶体水、土、胶比为10：1：0.2，胶体为水玻璃。
4.2上风巷注瑞米一号堵漏防灭火技术
因32211（1）综采面上风巷与3229运顺只有30m煤柱，为消除32211（2）火灾隐患，进一步隔离3229采空区，形成防火隔离带和封堵漏风，在32211（2）综采面风巷上帮向32211（1）综采面上风巷施工钻孔注瑞米一号将其全部充填。
（1）钻孔施工采用ZL-380型钻机施工。
（2）施工采用不小于?78mm钻头，钻孔深为15-21米，钻孔夹角为12°-30°，钻孔间距6米。钻孔距上风巷底板高1.2米～1.5米
（3）钻孔施工好后，必须采用?40mm钢管及水泥沙浆封孔，封孔长度为3米，并安设?40mm的截门。
（4）材料：瑞米一号型防灭火材料，膨胀倍数为30倍，采用专用空气压缩泵联注。
5、施工效果和存在的问题
5.1施工效果
通过采取在32211（2）综采面风巷下帮施工钻孔，网下注复合膠体和在风巷上帮施工钻孔注瑞米一号防灭火材料后，工作面漏风大大减小，工作面配风达1360m3/min时，漏风只有210m3/min，工作面配风不再困难，工作面自开采至结束未出现CO气体。且通过网下注复合胶体后，工作面顶网再生性能强，工作面再生顶板形成较好，省去了煤层注水工序。确保了该工作面安全顺利生产。实现了安全生产。
5.2存在的问题
目前该技术应用上还存在一些不足之处：（1）施工过程中有微毒和较强刺激性气味产生，操作人员必须佩带较笨重的防护用具；（2）材料发泡膨胀量和水灰比、灰浆泵搅拌的均匀程度、水质、环境温度等有关，会发生一定的变化；（3）原料不便于长期储存，价格偏贵。
参考文献：
[1]张成，崇立国等。瑞米安全防灭火材料在密闭墙漏风堵漏及防灭火中的应用[J]。科技创业。2011年第9期
[2]徐盛.聚氨酯泡沫喷涂堵漏风技术在煤巷的应用[J]。能源技术与管理.2006年第1期.
作者简介：徐尚忠，男，大专，采矿工程师，现任神华宁夏煤业集团汝箕沟无烟煤分公司汝箕沟采区培训中心党支部书记。
关键词：堵漏风；自然发火；瑞米发泡材料
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
1、前言
矿井堵漏风、防灭火工作一直是矿井通防工作的重点，目前常用的一些堵漏风措施有水泥砂浆、黄泥浆等喷涂技术，在不同矿区都有一定的应用。这些技术大都具有劳动强度大，喷涂设备体积大、用料多，回弹率高，而且失水后易开裂或剥落等，甚至巷道壁帮受压变化，不能有效的阻止有害气体的溢出，不利于安全生产。瑞米发泡固化充填材料是单一固体粉料，施工时，在水中按比例加入一定量的发泡固体材料，通过输送泵把水和发泡材料的混合溶液输送至密闭或充填地点，混合溶液按配比时间凝固，起到密闭或充填堵漏的目的，效果十分明显，且具有堵漏风和防止煤炭自燃双重作用及用料少、运输量小、劳动强度低、经济效益显著特点。
2、问题的提出
汝箕沟煤矿32211（2）综采工作面开采煤层为二2层煤，该工作面采用走向长壁倾斜分层金属网假顶开采，该煤层平均厚度11.35m，剩余厚度8.05m，本分层沿金属网假顶开采，割煤高度3.0m。工作面使用MGTY300/700-1.1D型滚筒式采煤机（截深800mm）落煤并装煤，采用单向割煤即下行割煤，上行清煤。该工作面采用上端部斜切进刀，自开缺口。该煤层原始瓦斯含量为13.23m3/t，采取了运顺、回顺布置顺层钻孔、大岭上一段（临近大巷）布置穿层钻孔进行抽放。该工作面走向全长1089m，前段工作面走向长420米，倾斜长202.4m，可采煤炭储量33.91万吨。
32211（2）综采工作面自准备工作面掘进期间已表现出漏风现象，通风系统形成后网下漏风造成的通风系统管理上的难度已尤为突出，如果不对工作面区域网下漏风进行治理，不仅给该通风系统管理带来难度，同时也会因漏风增大，极易引发3229采空区上方隐蔽火区波及32211（2）综采工作面。
3、漏风通道分析与堵漏风方案的确定
3.1漏风通道分析
32211（2）综采工作面为二2煤二分层开采，32211倾斜分层首分层综采面在回采过程中靠近3229综采面隐蔽火区，易造成32211（1）综采面老顶初次来压、老顶垮落以后煤体涌出的瓦斯上移通过裂隙与3229综采面采空区的隐蔽火区相遇而导致瓦斯燃烧引发32211（1）综采面发火，虽已开采一分层但不能排除上述因素影响32211（2）综采工作面开采，通过该工作面掘进期间漏风测定，工作面未形成系统时，运顺掘进无回风，回顺掘进回风远远大于工作面局部通风机供风量，而且越接近首分层开采线，漏风越明显，漏风自掘进开口处向里逐步漏风，达240-600m3/min，工作面形成系统配风后，从运顺直接向回顺漏风，自运顺向开切眼方向逐步漏风700-920m3/min，运顺口风量配到1340m3/min，而距工作面下出口30米处风量只有420m3/min，工作面配风困难。这种现象表明.漏风主要从网下和上分层开采线处漏风。
3.2堵漏风方案确定
首先，解决网下漏风，单靠降低该区域负压入手不能从根本上解决，还存在工作面配风上不去问题。根据我们多年网下注水经验，经过比较，可通过网下注复合胶体充填网下空隙封堵漏风通道。其次，解决首分层开采线漏风，以往多采取在开采线注浆措施，我们在考察分析后，确定注复合胶体，一是可以起到很好的防灭火作用，二是封堵漏风。
3.3瑞米材料的工艺性能和充填工艺
瑞米发泡固化充填材料是单一固体粉料，按配比要求同水混合，发泡成为固化充填材料。施工时，在水中按比例加入一定量的发泡固体材料，通过输送泵把水和发泡材料的混合溶液输送至密闭或充填地点，混合溶液按配比时间凝固，起到密闭或充填堵漏的目的。固化充填材料具有发泡膨胀效果，压注结束时能膨胀接顶，封闭严实。固化充填材料可实现长距离输送，泵送距离可达到300m，在运料困难的地方压注比较方便。
瑞米充填输送设备主要有专用输送泵（流量15m3Ph）和550m高压胶管两部分组成。在输送泵中按配比加入定量的水和瑞米充填材料，由泵加压通过管路输送至充填地点，达到密闭或充填的目的。专用输送泵输送水平距离300m，垂直高度80m。要求供水压力大于0.5MPa，供水量大于60m3PL，工作环境温度15℃。
4、堵漏风防灭火材料施工工艺
4.1网下注复合胶体技术
顶部为金属网假顶，存在网下漏风，为了减少漏风，封堵漏风通道，在32211（2）综采面风巷下墙施工注浆孔，进行注复合胶体工作。开始混合时，凝胶液的粘度、流动性、渗透性与水基本相同，将之注入假顶，可迅速渗入煤炭裂隙，然后，凝胶液逐渐稠化形成塑性胶体。该胶体具有一定的强度，能够起到封堵煤矸空隙和包裹煤矸体的作用，达到封堵漏风通道的目的。在胶体形成过程中，伴有大量吸热，对周围煤岩起冷却作用。且凝胶中的水玻璃是一种阻化剂，可以大大降低煤对氧的吸附作用。具体如下：
（1）钻孔施工采用ZL-380型钻机施工。
（2）施工采用不小于?78mm钻头，钻孔深为9～15米（具体孔深根据煤层倾角定，原则为孔底必须见网），钻孔夹角为0°-3°，钻孔间距3米。
（3）钻孔施工好后，必须采用?40mm钢管及水泥沙浆封孔，封孔长度为3米，并安设?40mm的截门，注浆孔与注浆管之间用高压管连接。
（4）注浆系统利用地面阴坡注浆站及注浆系统。在32211（2）综采面风巷注浆管路上每6米留设一四通接头并上好截门，钻孔施工结束后及时联孔注浆。
（5）复合胶体水、土、胶比为10：1：0.2，胶体为水玻璃。
4.2上风巷注瑞米一号堵漏防灭火技术
因32211（1）综采面上风巷与3229运顺只有30m煤柱，为消除32211（2）火灾隐患，进一步隔离3229采空区，形成防火隔离带和封堵漏风，在32211（2）综采面风巷上帮向32211（1）综采面上风巷施工钻孔注瑞米一号将其全部充填。
（1）钻孔施工采用ZL-380型钻机施工。
（2）施工采用不小于?78mm钻头，钻孔深为15-21米，钻孔夹角为12°-30°，钻孔间距6米。钻孔距上风巷底板高1.2米～1.5米
（3）钻孔施工好后，必须采用?40mm钢管及水泥沙浆封孔，封孔长度为3米，并安设?40mm的截门。
（4）材料：瑞米一号型防灭火材料，膨胀倍数为30倍，采用专用空气压缩泵联注。
5、施工效果和存在的问题
5.1施工效果
通过采取在32211（2）综采面风巷下帮施工钻孔，网下注复合膠体和在风巷上帮施工钻孔注瑞米一号防灭火材料后，工作面漏风大大减小，工作面配风达1360m3/min时，漏风只有210m3/min，工作面配风不再困难，工作面自开采至结束未出现CO气体。且通过网下注复合胶体后，工作面顶网再生性能强，工作面再生顶板形成较好，省去了煤层注水工序。确保了该工作面安全顺利生产。实现了安全生产。
5.2存在的问题
目前该技术应用上还存在一些不足之处：（1）施工过程中有微毒和较强刺激性气味产生，操作人员必须佩带较笨重的防护用具；（2）材料发泡膨胀量和水灰比、灰浆泵搅拌的均匀程度、水质、环境温度等有关，会发生一定的变化；（3）原料不便于长期储存，价格偏贵。
参考文献：
[1]张成，崇立国等。瑞米安全防灭火材料在密闭墙漏风堵漏及防灭火中的应用[J]。科技创业。2011年第9期
[2]徐盛.聚氨酯泡沫喷涂堵漏风技术在煤巷的应用[J]。能源技术与管理.2006年第1期.
作者简介：徐尚忠，男，大专，采矿工程师，现任神华宁夏煤业集团汝箕沟无烟煤分公司汝箕沟采区培训中心党支部书记。