快速充填構(gòu)筑密閉墻在礦井防滅火方面的應用

李俊濤 潘柳

（1安徽省地質(zhì)測繪技術(shù)院 安徽合肥 230022 2安徽省國土資源信息中心 安徽合肥 230001）

快速充填構(gòu)筑密閉墻在礦井防滅火方面的應用

李俊濤1潘柳2

（1安徽省地質(zhì)測繪技術(shù)院 安徽合肥 230022 2安徽省國土資源信息中心 安徽合肥 230001）

運用最新充填材料技術(shù)在趙固一礦進行現(xiàn)場多次試驗，取得最佳材料配比，應用于該礦采空區(qū)密閉墻的快速構(gòu)筑，通過密閉墻隔離采空區(qū)，避免了采空區(qū)瓦斯等有害氣體向其他巷道聚集、交流的危險，從而達到防范采空區(qū)自燃、瓦斯突出、爆炸等災害，同時對于有自燃隱患的采煤點通過充填材料覆蓋也能達到有效滅火的作用。在快速構(gòu)筑密閉墻防滅火方面，KDB高效固化劑、充填骨料（粉煤灰）之間的配比尤為重要，需要根據(jù)現(xiàn)場溫度、濕度等工作環(huán)境進行實地實驗方能取得最佳工程效果。

密閉墻；充填材料；快速構(gòu)筑；防滅火

我國是礦山事故多發(fā)國家，礦山安全形勢嚴峻,而在眾多礦山安全事故中又以煤礦事故為重。隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷加大，煤礦安全生產(chǎn)問題日趨突出,在煤礦所有面臨的安全風險中，礦井火災比例非常大，因此煤礦生產(chǎn)過程中的防滅火工作就顯得尤為重要。

礦井火災的最大特點就是燃燒的突然性和不可控制性，是煤礦安全事故的最大危險因子。按照礦井火災的分類，根據(jù)火災發(fā)生地不同分為采空區(qū)火災、巷道火災、工作面火災和其他火災。

本文主要討論快速充填構(gòu)筑密閉墻技術(shù)在煤礦防滅火方面的應用。

1 防滅火密閉墻概述

所謂密閉墻就是在煤礦工作面或者巷道人工構(gòu)筑一面墻，用以調(diào)節(jié)分流，改變風向，隔絕水、火、瓦斯等，防滅火密閉墻必須具有高度的穩(wěn)定性、抗壓性和氣密性。防滅火密閉墻一般采用雙墻結(jié)構(gòu)，即內(nèi)墻和外墻，兩墻之間是充填材料，密閉墻整體寬度為0.5～3m，在建造時為了達到密閉性的要求，需要沿巷道四周刨出邊槽，然后進行砌筑。邊槽的深度不固定，但為了保證密閉墻的性能，一般要求邊槽深度50cm。密閉墻砌筑好后應在密閉墻與巷道接觸縫隙注入水泥或充填材料，以保證密閉墻與周圍巷道緊密接觸。

2 快速構(gòu)筑密閉墻充填工藝系統(tǒng)

一般充填系統(tǒng)包括攪拌機、充填泵、充填管路。構(gòu)建密閉墻充填工藝主要是在充填硐室通過攪拌機對已配比好的充填材料進行充分攪拌，之后充填泵將料漿泵入充填管路直達充填區(qū)。

3 充填料漿的選擇

密閉墻施工并不復雜，但是要達到防滅火作用，其關鍵是內(nèi)外墻之間充填料漿的選擇，充填料漿的工藝與性能直接關系到密閉墻的密閉性、抗壓性和不滲透性，除此充填料漿還需要具有快速凝結(jié)的性能，所以快速構(gòu)建防火密閉墻最重要方面就是對料漿的實驗和選擇。

常用的充填材料主要有三大類：惰性材料、膠凝材料和改性材料。密閉墻選擇的充填材料一般為改性材料，改性材料通過充填料中加入類似速凝劑、固化劑、早強劑、減水劑等來改善充填料漿的性能，從而達到增加強度、減少脫水和加速或延緩凝固時間。在快速構(gòu)筑密閉墻時根據(jù)工作需要調(diào)整改性材料中的相關配比從而達到調(diào)節(jié)充填料漿的質(zhì)量指標。中國礦業(yè)大學（北京）黃玉誠教授研究的粉煤灰膠結(jié)充填材料技術(shù)先進、成本低廉、環(huán)保無害，在實際應用中取得了顯著效果[1]，其充填材料主要是KDB高效固化劑、充填骨料，按適當?shù)谋壤旌?。本項目以黃玉誠教授研制的充填料漿為基礎進行多次的試驗，應用在焦作煤業(yè)(集團)有限責任公司趙固一礦中，取得良好效果。充填料漿的性能與實際充填地點的氣溫、濕度等周邊環(huán)境有很大影響，為獲得充填材料的優(yōu)化配比及其物理力學性能（主要是強度、流動性、脫水率）等以適應于趙固一礦密閉防火墻，經(jīng)過進行若干現(xiàn)場試驗，趙固一礦確定防火密閉墻充填料漿配比[2]為KDB固化劑與粉煤灰的質(zhì)量比1:3，濃度約53%，膨脹率約為35%，其試驗獲得的性能參數(shù)如表1。

表1 充填料漿各組分參數(shù)及性能表

4 密閉墻技術(shù)效果

根據(jù)現(xiàn)場實驗，密閉墻密閉性能良好，通過該墻隔離采空區(qū)可以達到無漏風、竄風，初凝時間半個小時，構(gòu)筑速度快且其強度滿足要求，同時密閉墻充填體的膨脹作用能加強墻體與周邊巷道緊密性和整體性，對采空區(qū)火災隱患起到良好的預防作用。

5 結(jié)語

快速構(gòu)筑密閉墻在防滅火方面有較大作用，尤其是應用在那些煤質(zhì)易自燃、瓦斯較高的煤井。在快速構(gòu)筑密閉墻方面核心就是選擇充填材料，其將直接影響密閉墻的防火性能，采空區(qū)密閉墻通過選擇合適的充填體能達到密閉性好、抗壓性能高、整體性強和成本低廉，能極大的防止井下工作面火災的發(fā)生。

[1]黃玉誠.礦山充填理論與技術(shù).北京:冶金工業(yè)出版社,2014.3.

[2]黃玉誠,趙文平等.粉煤灰膠結(jié)充填工作面老巷防火技術(shù)實踐.煤炭工程，2010（11）.

第一作者李俊濤（1978—），男，漢，河南安陽，碩士研究生。2009年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學（北京），資源開發(fā)與規(guī)劃專業(yè)（礦業(yè)工程），2012年就職于安徽省地質(zhì)測繪技術(shù)院研究方向：采礦工程。

第二作者潘柳（1980—）,女，漢，安徽亳州，大學本科。2014年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學（武漢），資源勘查工程專業(yè)，2003年畢業(yè)于中國科學技術(shù)大學，計算機科學與技術(shù)專業(yè)。2004年就職于安徽省國土資源信息中心，中級職稱，研究方向：地質(zhì)礦產(chǎn)信息化管理。