[發(fā)明專利]一種煤礦井下冒落區(qū)隔離防火充填材料

有效

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• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104402506A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 王文;李化敏;李金旺;葉云娜;劉闖;侯安琪
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B28/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及井下巷道高冒區(qū)、采場冒頂區(qū)隔離防火充填材料，特別是一種煤礦井下冒落區(qū)隔離防火充填材料，用于煤礦煤層巷道掘進過程中出現的巷道高冒區(qū)充填及采場冒頂隔離防火充填，屬于井下巷道高冒區(qū)、采場冒頂區(qū)隔離防火充填技術。

背景技術

在煤礦開采過程中，在煤層煤巷、采場或受構造影響區(qū)域，巷道頂板穩(wěn)定性差，頂板易冒落，形成巷道高冒區(qū)及采場冒頂區(qū)域，高冒區(qū)的長期存在會給煤礦生產帶來安全隱患。巷道高冒區(qū)及采場冒頂區(qū)的存在，給煤礦安全生產帶來的危害主要表現在以下方面：其一是高冒區(qū)易發(fā)生在巷道頂板為松軟煤層的條件下，而大部分煤層具有自燃發(fā)火特性，高冒區(qū)內煤層處于良好供氧但極低風速或無風區(qū)，氧化產生的熱量聚集且不容易散放，從而引起自燃；其二是高冒區(qū)內和采場冒頂區(qū)內易產生瓦斯積聚，出現瓦斯超限現象，自燃發(fā)火和瓦斯積聚疊加會發(fā)生瓦斯爆炸，安全風險更大；其三是若高冒區(qū)不及時處理，該冒頂區(qū)仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，可能出現新的更大范圍的頂板垮落現象，誘發(fā)新的冒頂事故。

長期以來，煤礦企業(yè)十分重視高冒區(qū)問題，處理高冒區(qū)的方法主要有三種方法：一是木垛充填法，該方法是人工進入冒頂區(qū)，將木料碼放成井型垛式支撐冒頂區(qū)頂板，第二種方法是用粉煤灰，黃土或其他材料裝袋后，人工進入冒頂區(qū)碼放充填；三是采用發(fā)泡樹脂、馬麗散、波雷因材料羅克休、瑞米材料及FCC等有機材料，用壓力泵送充填。前兩種方法充填效率低、人員安全危險性很大，充填密閉效果差；第三種方法采用的屬有機化學材料，充填后放熱聚集而引發(fā)自燃，在煤礦中曾發(fā)生過因充填有機材料而自燃的安全事故，且該類充填材料成本較高。因此，尋求新的不燃、輕質、無機材料為冒頂區(qū)進行充填是本領域技術人員所關心的技術問題。

發(fā)明內容

針對上述情況，為解決現有技術之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種煤礦井下冒落區(qū)隔離防火充填材料，可有效解決現有技術充填效率低，人員安全危險性大，充填密閉效果差，充填后放熱聚集而引發(fā)自燃，造成安全事故，且充填材料成本較高的問題。

本發(fā)明解決的技術方案是，本發(fā)明提供了一種煤礦井下冒落區(qū)隔離防火充填材料，其特征在于，其由以下重量百分比的材料組成：憎水性膨脹玻化微珠15～25％、普通硅酸鹽水泥42.5?20～30％、水40～50％、JW-I萘系緩凝高效減水劑0.1～0.2％、發(fā)泡劑鋁粉2.0～3.0％、速凝劑硫鋁酸鹽水泥3.0～4.0％、可分散性乳膠粉0.3～0.6％、羥丙基甲基纖維素0.10～0.30％和赤泥4～6％混合均勻在一起組成，且各個組分的重量百分比之和為100％。

進一步，作為優(yōu)選，所述的憎水性膨脹玻化微珠的重量分數為18～22％、普通硅酸鹽水泥42.5為23～28％、水為41～46％、JW-I萘系緩凝高效減水劑為0.14～0.18％、發(fā)泡劑鋁粉為2.2～2.6％、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.2～3.6％、可分散性乳膠粉為0.35～0.55％、羥丙基甲基纖維素為0.20～0.27％和赤泥為4.5～5.5％，且均勻混合在一起。

進一步，作為優(yōu)選，所述的憎水性膨脹?；⒅榈闹亓糠謹禐?0％、普通硅酸鹽水泥42.5為25％、水為43％、JW-I萘系緩凝高效減水劑為0.16％、發(fā)泡劑鋁粉為2.3％、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.4％、可分散乳膠粉為0.5％、羥丙基甲基纖維素為0.25％和赤泥為5.39％，且均勻混合在一起。

進一步，作為優(yōu)選，所述的憎水性膨脹玻化微珠的重量分數為16％、普通硅酸鹽水泥42.5為30％、水為41％、JW-I萘系緩凝高效減水劑為0.1％、發(fā)泡劑鋁粉為3.0％、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為4.0％、可分散性乳膠粉為0.3％、羥丙基甲基纖維素為0.1％和赤泥為5.5％，且均勻混合在一起。

進一步，作為優(yōu)選，所述的憎水性膨脹?；⒅橹亓糠謹禐?5％、普通硅酸鹽水泥42.5為20％、水為45％、JW-I萘系緩凝高效減水劑為0.2％、發(fā)泡劑鋁粉為2.0％、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.0％、可分散性乳膠粉為0.4％、羥丙基甲基纖維素為0.15％和赤泥為4.25％，且混合均勻在一起。