粉煤灰凝膠防滅火技術(shù)在煤礦中的研究應(yīng)用.pdf

1、我國煤礦煤層自然發(fā)火非常嚴重，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國國有煤礦自然發(fā)火危險礦井已占60％，由于煤炭自燃導(dǎo)致的優(yōu)質(zhì)煤損失量已達42億噸以上，現(xiàn)在仍以每年2000～3000萬噸的速度增加，每年造成數(shù)十億元的經(jīng)濟損失；井下煤炭自燃產(chǎn)生的有毒有害氣體嚴重地威脅著煤礦職工的生命安全；由于煤炭自燃，造成煤礦開采部署的破壞，大量煤炭資源和井下材料、設(shè)備的浪費，甚至導(dǎo)致礦井的提前報廢，引發(fā)大批的煤礦工人失業(yè)等一系列的社會問題。 針對我國煤碳自然發(fā)火現(xiàn)

2、狀，在治理煤礦自燃火災(zāi)時采用注膠防滅火充填材料主要有：黃泥漿充填材料、水泥砂漿充填材料、煤矸石泥漿充填材料、粉煤灰充填材料、石膏充填材料、水玻璃凝膠充填材料、廢水泥渣充填材料等。但存在有成本高、脫水以后體積減少多，不能固化或固化以后支撐強度低等缺點。根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用狀況，以往膠體防滅火材料由于其單一性且失水率較高，失水率可達50％～60％。膠體材料中使用的氨鹽類凝膠，由于在使用中釋放出大量的氨氣，不利于工人的身體健康且污染空氣，嚴重制約了煤

3、礦的安全生產(chǎn)。所以研究新型膠體防滅火材料顯得尤為重要。 粉煤灰凝膠材料是一種新型的防滅火材料，它具有高水、速凝、阻化降溫、無毒、無味、成本低等特點，適于相鄰采空區(qū)丟煤帶、密閉、高溫點等灌注充填堵漏。 本文從粉煤灰凝膠防滅火材料的特性入手，研究了粉煤灰凝膠材料在防滅火技術(shù)應(yīng)用中的最佳配比。主要研究內(nèi)容：(1)粉煤灰凝膠材料及配方的研究；(2)井下移動式灌注設(shè)備的研制；(3)綜放面相鄰采空區(qū)丟煤帶灌注工藝的研究。 主

4、要技術(shù)指標：(1)粉煤灰凝膠初凝時間1～30min可調(diào)，含水量≥80％。(2)移動式灌注設(shè)備，壓力5Mpa，流量5m<'3>/h，可輸送固體顆?！?mm。 通過在實驗室對粉煤灰凝膠的大量試驗研究，用數(shù)理統(tǒng)計中的極差分析法和最小二乘法得出了最佳材料配比。采用粉煤灰凝膠的不同材料配比進行交叉試驗，分別測得其成膠時間，找出材料配比與成膠時間的關(guān)系。粉煤灰凝膠最佳材料配比為：灰水比1:3～1:5，基料A用量3％，膠凝劑B用量1％～2％。