MAB封堵劑在煤礦防滅火中的應(yīng)用

段法坦

（山東能源肥礦集團(tuán) 曹莊煤礦，山東 肥城 271601）

煤炭自燃是我國(guó)礦井的主要自然災(zāi)害之一，我國(guó)煤礦自燃發(fā)火非常嚴(yán)重，有56%的煤礦存在自燃發(fā)火問(wèn)題，一旦發(fā)生，不僅威脅煤礦工人的生命安全，影響正常的生產(chǎn)安排，打亂各項(xiàng)工作秩序，并且還會(huì)導(dǎo)致煤炭資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了防治煤炭自燃，通常在易發(fā)生煤炭自燃的采空區(qū)中噴灑一層使煤和空氣隔離的防滅火材料。曹莊煤礦現(xiàn)正常

開(kāi)采的煤層有煤 3、7、8、9、10 共 5 層煤，其中煤 3、煤 9、煤 10 有自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期6～12個(gè)月，目前采用的傳統(tǒng)防滅火措施主要是向采空區(qū)灌注粘土漿來(lái)進(jìn)行降溫和降低CO濃度。

1 傳統(tǒng)防滅火注漿方法

1.1 注漿工藝流程

采用肥城粘土加水經(jīng)NL12型制漿機(jī)制成水土比6∶1的粘土漿（比重1.08），攪拌均勻后用 NBB260/7型泥漿泵經(jīng)井下管路輸送到采空區(qū)。

1.2 存在的缺點(diǎn)

由于工作面停采線采空區(qū)受采動(dòng)礦壓影響，底板、煤壁破壞嚴(yán)重，且存在高冒區(qū)，粘土漿不易保存，粘土漿中粘土顆粒細(xì)、吸水性差，與殘留煤矸吸附性差，不能均勻覆蓋浮煤，只流向地勢(shì)低的部位，且易跑漿，既浪費(fèi)材料，又達(dá)不到理想的防滅火效果。

2 MAB封堵劑注漿方法

即在傳統(tǒng)防滅火注漿法的基礎(chǔ)上，在粘土漿中加入一種新型添加劑（MAB封堵劑）。MAB封堵劑是在對(duì)燃燒機(jī)理進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用膠體化學(xué)、燃燒化學(xué)煤化學(xué)及高分子化學(xué)的相關(guān)理論研制成功的新型防滅火材料。它是由幾種高分子材料及多種無(wú)機(jī)阻燃材料經(jīng)特殊工藝加工而成的。可廣泛應(yīng)用于撲滅地面煤田的自燃火災(zāi)、煤礦矸石山火災(zāi)及煤礦井下自燃火災(zāi)。

2.1 MAB封堵劑的特點(diǎn)

（1）MAB封堵劑呈白色或灰白色粉末狀，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染、無(wú)腐蝕性。（2）MAB膠體可耐800-1000℃的高溫，伴隨燃燒的全過(guò)程持續(xù)有效，保水、固水時(shí)間長(zhǎng)，使燃燒體表面形成隔熱、隔氣的焦化層，有效提高阻燃效果和防滅火功效，同時(shí)材料含有抑制燃燒時(shí)的煙霧及阻斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的物質(zhì)，可全面提高滅火效能和滅火速度，有效阻止復(fù)燃，并有失水再生能力。（3）MAB封堵劑配水成形后形成的膠體呈“軟固體狀”，具有致密性、成膜性，和極強(qiáng)的掛壁性，對(duì)煤壁及其裂隙具有粘附、填充的作用，膠體連續(xù)性好，有良好的散熱能力，可恢復(fù)并加強(qiáng)破碎煤體的整體散熱功能。MAB封堵劑膠體在井下潮濕環(huán)境中保水時(shí)間1年以上，足以保證工作面采空區(qū)防漏風(fēng)效果及防火降溫的要求。

2.2 MAB封堵劑使用方法

2.2.1 配制好的粘土漿中，抽到一攪池后，在一攪拌池中加入MAB封堵劑，用攪拌機(jī)攪拌均勻后，放入二攪拌池，進(jìn)一步充分?jǐn)嚢?，利用NBB260/7型泥漿泵經(jīng)井下注漿管路注入采空區(qū)。粘土——皮帶——NL12制漿機(jī)（加水）——儲(chǔ)漿池——一攪池 （加入MAB封堵劑）——二攪池——NBB260/7泥漿泵——注漿管路系統(tǒng)——工作面停采線采空區(qū)。

2.2.2 MAB 封堵劑配置比例：1 噸水加入 20—25KgMAB封堵劑。

2.3 粘土漿加入MAB封堵劑的優(yōu)點(diǎn)

加入MAB封堵劑后，粘土漿成膠體狀，粘稠度高，且具有潤(rùn)滑性，能夠減少管路阻力和在管路中的沉淀物，因此，可適當(dāng)增加粘土漿的比重和降低泥漿泵的流量和流速，從而加大粘土的單位時(shí)間注漿量和延長(zhǎng)粘土膠體在采空區(qū)的沉淀吸附時(shí)間，并增加了粘土漿的掛壁及殘留煤矸的吸附能力，最終達(dá)到堵漏和防滅火的效果。

3 效果檢驗(yàn)

曹莊煤礦9401工作面回采后，停采線采空區(qū)有發(fā)火跡象，造成溫度和CO濃度升高，對(duì)10401工作面的開(kāi)采形成了很大隱患，采取傳統(tǒng)注漿方法對(duì)九層煤停采線采空區(qū)進(jìn)行粘土漿注漿，從2010年4月2日—4月8日對(duì)9401工作面停采線進(jìn)行了間歇式粘土漿注漿（每天注漿3小時(shí)），注漿量210m3（含粘土33.6t），但由于傳統(tǒng)注漿法所注入的黃土漿顆粒非常細(xì)，沿破碎帶從10401運(yùn)中巷頂板全部漏出來(lái)，既浪費(fèi)了材料，又沒(méi)達(dá)到滅火降溫的效果。

但采用MAB封堵劑注漿法，粘土漿比重：1.13，MAB封堵劑配比：1噸粘土漿加20KgMAB封堵劑，僅用了40分鐘，10401運(yùn)中原漏漿點(diǎn)只有少量水漏出，粘土都留在了采空區(qū)，通過(guò)密閉內(nèi)氣體及溫度檢測(cè)：CO降為0，溫度降到25℃，實(shí)現(xiàn)了堵漏和防滅火的雙重效果，既節(jié)約了時(shí)間、材料和人工，又消除了10401工作面回采的安全隱患，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

4 結(jié)語(yǔ)

MAB封堵劑注漿法廣泛適用于高冒區(qū)及破碎帶、密閉的填充、堵漏風(fēng)及降溫等防滅火工作，開(kāi)辟了防滅火技術(shù)的新領(lǐng)域，同時(shí)還可推廣應(yīng)用到裂隙堵水工程，為防治水工程提供了新思路和新方法。

[1]李學(xué)誠(chéng).中國(guó)煤礦安全大全[M].北京∶煤炭工業(yè)出版社，1998

[2]王德明，李增華，秦波濤，等.一種防治礦井火災(zāi)的綠色環(huán)保新材料的研制[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，33(2)