[發明專利]礦井粉煤灰灌漿防滅火方法

有效

• 申請號: 201410618532.1
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104481571A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 郭金剛;趙君;金永飛;李淵;王愛國;程劍新;文虎;喬耀東;張辛亥;張棟建;鄧軍;張翼;景珂寧;王子邦;徐虎;雷忠青
• 申請（專利權）人: 大同煤礦集團有限責任公司
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明屬于煤礦安全技術領域，特別是一種礦井粉煤灰灌漿防滅火方法。

背景技術

隨著我國煤炭產量不斷增加，新建、擴建礦井增多和開采強度、開采深度增大，煤礦安全事故出現了頻發的局面。目前發生的礦井事故主要有火災、透水、冒頂、瓦斯突出等，其中又以火災事故尤為突出。而煤炭自燃而引起的火災占礦井火災總數的90%以上，煤礦每年由于自燃造成的直接和間接經濟損失近百億元，煤炭自燃已成為制約我國煤炭工業高產高效的主要災害之一。

煤自然發火主要是由空氣滲透進入松散煤體，空氣中的氧與煤分子表面的活性結構接觸，發生物理吸附、化學吸附及化學反應，同時放出熱量，在一定的蓄熱環境下，煤體不斷地氧化、放熱、升溫，當煤溫超過臨界溫度后，煤體繼續升溫，達到煤的著火點溫度，最終導致煤體燃燒。煤巷冒頂區松散煤體自燃其實是松散煤體氧化耗氧與漏風供氧的氧平衡和氧化生熱與漏風對流散熱的熱平衡之間的微循環過程。

隨著我國煤礦開采技術裝備的不斷進步，現代化煤礦生產能力進一步增強，掘進、回采工藝推陳出新；但同時，也給礦井的防火工作帶了新的問題和壓力，主要表現為：一是，大多數現代化礦井采煤工作面順槽采用聯采機雙巷掘進，兩巷之間聯絡巷較密集（平均每100m就有一個），生產過程中需要及時封密，工人勞動強度高、工作量大，且密閉質量能以保證，容易造成大面積采空區相互串通，引起遺煤自燃；二是，為了提高工作面永久密閉的質量，防止向采空區漏風，目前大多數礦井工作面永久密閉厚度均施工5m以上（既兩道各1m厚的料石墻，中間充填3m厚的黃土或粉煤灰），井下材料運輸量大，勞動量大，施工周期長，影響煤礦的正常生產；三是，為了解決密閉內充填的黃土（粉煤灰）不能接頂密實問題，通過會向密閉內注入有機膨脹材料提高密封效果，但黃土受潮或遇水會收縮下沉，巷道頂部形成漏風供氧通道，容易引起采空區遺煤自燃。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種礦井粉煤灰灌漿防滅火方法，保證工作面的安全生產。

為解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是：一種礦井粉煤灰灌漿防滅火方法，包括以下步驟：

（1）工作面開切眼期間，在工作面推采之前，從回風順槽沿工作面傾向安設一趟灌漿管路，灌漿管路均勻開4個孔，并將回風順槽灌漿主管路和鋪設好的切眼灌漿支管進行對接；

當工作面回采至距切眼50m后，利用粉煤灰制漿充填系統在地面將粉煤灰與水在制漿機內攪拌均勻，制成水灰比1：1的粉煤灰漿液，添加1‰懸浮劑，沿灌漿主管路輸送至作業地點，對切眼浮煤進行灌漿，防止其自燃，灌漿完畢斷開灌漿主管與切眼灌漿支管連接；

（2）工作面正常推采過程中，每推進100m對工作面上下端頭進行沙袋墻封堵，并進行噴涂，墻頂預埋灌漿管路，將其和灌漿主管路連接；

在地面粉煤灰制漿充填系統將粉煤灰和水泥粉料按3：1進行混合后，與制漿設備中與水2：1混合制成粉煤灰混合漿液，沿灌漿主管路輸送至井下作業點附近，于灌漿主管路三通處利用阻化泵添加5%膠凝固化劑，制成粉煤灰固化漿液，在沙袋墻后砌筑起一道粉煤灰固化充填閉墻，結合沙袋墻封堵兩端頭漏風；

（3）工作面推采過程中遇斷層影響推進速度情況下，分別在工作面兩巷口處向工作面架后方向沿不同角度對工作面架后施工灌漿鉆孔，終孔位置落于架后頂板、滯后工作面3m，并將其順次與灌漿主管連接，

利用地面粉煤灰制漿充填系統在地面將粉煤灰粉料與水1：1混合制成粉煤灰漿液后，沿灌漿主管路輸送至井下作業點附近，在井下作業點附近灌漿主管三通處利用注漿裝置加入2‰的復合膠體材料，與粉煤灰漿液在管道內混合制成粉煤灰復合膠體，對架后浮煤灌注粉煤灰復合膠體，預防其自燃；

（4）工作面回采至距停采線50m即進入末采階段，

a.對工作面兩端頭進行沙袋墻封堵，并通過沙袋墻頂部預埋灌漿管向沙袋墻后灌注粉煤灰固化膨脹漿液，在沙袋墻后砌筑永久閉墻，每堵沙袋墻后充填量約為70m3，

b.于工作面兩端頭向架后施工灌漿鉆孔，每天對工作面架后浮煤進行預防性灌注粉煤灰復合膠體，灌至工作面見漿即停;

上述兩種方法交替實施，間隔為10m;

（5）工作面停采撤架期間，停采后，在工作面兩端頭用沙袋墻嚴密封堵，預埋高位灌漿管，并進行噴涂，