香山矿位于平顶山煤田西部边界,地质条件复杂,煤层倾角大,目前香山矿生产水平为二水平。丁二采区丁组煤层布置有丁 6 - 22110 工作面和丁 6 - 22120备用工作面,丁 6 -22110 综采工作面位于二水平丁二采区东翼,西起轨道下山保护线,东距矿井边界 158m,南部为丁 5 - 22090 及丁 6 - 22090 采空区( 2010 年 2月结束) ,北为丁 5 -6 原生煤体。有效走向长: 765m;倾斜长: 216m; 平均煤厚: 2. 3m; 可采储量: 49. 7 万吨。
倾角 9° ~ 31°,平均 18°。煤层厚度 7. 4-11. 0m,煤层普氏系数为 1. 0 ~1. 5.煤层属Ⅱ类自燃煤层。丁 6 煤层顶板为0. 6 ~6. 8 厚的泥岩,其上为丁5 煤层,该区域丁5 煤层厚0. 5 ~1. 0m,不可采,煤层顶板极其松软,该采面在机风巷掘进过程中易出现高冒点或高顶区,易造成瓦斯积聚、煤体自燃。为避免上述现象发生,引用高分子新材料充填高冒点与高顶区,防止瓦斯积聚或微风造成煤体自燃现象,从而保障采掘工作面安全生产。
一、罗克休泡沫灌注工艺
在需要封闭的地点首先采用木板封闭和向封闭处两帮及顶部打孔安装封孔器,然后向其空间注入罗克休聚合材料。注时使用专用气泵将树脂和催化剂以 4:1 的比例送入注射枪,两种材料混合后迅速发泡,通过注射管注入使用地点 20min 左右硬化。具体工艺为:用木板封闭预注区( 打注胶孔和封孔)→高压胶管连接注射枪和注浆泵→将 3 根吸液管分别插入 2 个装有树脂桶和 1 个装有催化剂桶内→连接压风管至专用泵→开泵注胶→用机油冲洗机具→停泵→拆卸注射枪。
二、罗克休泡沫灌注工艺流程【图】
三、罗克休泡沫施工过程
( 1) 施工前,准备动力风源( 压力 0. 4 - 0. 7MPa) 、25mm 风管,DN13 的高压管,棉纱、防护用具等,并将原料和设备及板闭材料等运到施工现场。
( 2) 孔位设计及板墙布置。钻孔参数按现场情况确定,打板时要求与周边完全接触,特别要注意与顶、帮接触严实,且在顶部留注射孔。
( 3) 固定好注射泵和注射枪,开始注浆,两根吸料管分别插入罗克休树脂和催化剂中,注射泵调试好混合液体比例。
( 4) 注射孔轮流交替注射,以顶部板闭充填严实为准,完成注射。
四、罗克休泡沫技术参数【表】
五、罗克休泡沫灌注情况【表2】
丁 6 -22110 采面机风巷在掘进过程中共充填了一个高顶区、两个高冒点。丁 6 -22110 机巷在掘进过程中沿丁 5 煤层顶板施工,由于丁 5 煤层逐渐变薄无开采价值,将原丁 5 -22110 机巷封闭。改为沿丁 6 煤层掘进。由于丁5 煤层和丁6 煤层层间距为2. 5 -6m.
机巷重叠长度为 375m.机巷外段30m 丁5 与丁6 层间距较薄,施工时丁6 顶板放落与上部丁 5 巷道连通形成巷道高顶区; 巷道施工到520m 时形成一冒落区; 风巷施工到 630m 处时形成一个高冒点,该高冒点充填时经采样色谱分析 CO 含量为90ppm.机巷高顶区与高冒点充填至今通过每天检测无发现 CO 气体,风巷高冒点充填封闭后 150 天 CO 含量下降为零。
六、罗克休泡沫的特点
罗克休泡沫是由两种组分组成的注射泡沫,具有高抗压性能,在对机械强度的要求较高时,是充填、密闭的最佳选择。
与现有的防灭火技术及材料相比,即时发泡,抗压强度高、抗静电、无火焰蔓延,适用于灭火措施,良好的可压缩性,能够适应岩层的运动,而且对堵漏充填快速有效,从而防治煤炭自然发火。
综上所述,通过对丁 6 -22110 风巷高冒点封闭后实施注罗克休泡沫进行封堵防灭火新技术后,有效地杜绝该高温点出现自燃现象,遏制了漏风,并以较快的速度消除高温点的自燃隐患,这样大大地缩短了自燃隐患的治理时间; 该项新技术是一种标本兼治,而且简便易行的防灭火技术手段,经济效益和社会效益显着,又为高冒点堵漏提供了一个成功的范例。