最火煤层自燃多功能灌浆注胶防灭火系统及其应用

煤层自燃多功能灌浆注胶防灭火系统及其应用

黄泥灌浆是煤层自燃火灾防治的主要手段之一[1]，由于某些地区（尤其是煤层自燃严重的西部地区）黄土资源匮乏，有必要采用一些替代材料用于灌浆防灭火，且现有灌浆防灭火系统的制浆浓度无法控制，水土比通常较低，井下浆液流失量大，灌浆效率低，若提高泥浆浓度，黄土易在管路中沉降，出现堵塞管路的问题。胶体防灭火技术[2~6]集堵漏、降温于一体，防灭火效果佳，已成为煤层自燃火灾治理的主要技术手段之一，但采用井下移动式注胶防灭火系统，设备安装运行及材料运输均不能迅速实施，且注胶流量小，材料运输量大，使得灭火效率降低。

因此，有必要根据各地的实际情况，建立多功能灌浆注胶防灭火系统，使其能够使用黄土、粉煤灰、砂土、矸石等多种灌浆材料，且实现不同浓度浆液的制备及高浓度浆液的管路输送，提高灌浆效率，并通过向灌浆系统中加入水泥检测站少量外加剂，实现压注凝胶和复合胶体材料等功能，有针对性地处理各种不同情况下的煤层自燃。

2系统构成及功能

矿井多功能灌浆注胶防灭火系统由地面和井下两部分组成，系统构成见图1、图2和图3，对于地面煤层自燃火灾防治，仅需将井下部分移至地面即可。

2.1灌浆

各种制浆料通过浆料破碎过滤及输送系统送至连续式定量制浆系统内，与水泵输送过来的水定量混合（水土比为1：1～1：0可调）、搅拌成浆后，输送至滤浆机过滤，然后由渣浆泵输送至井下灌浆管系统，输送到灌浆地点。

2.2压注稠化胶体

浆液浓度较大，或使用沉降速度较快的砂土或粉煤灰制浆时，需通过外加剂添加系统A向浆进而破坏了其物理机械性能液中加入稠化悬浮剂，形成稠化胶体后，再输送至灌浆管。

稠化胶体由稠化悬浮剂、水和制浆料构成，见图4。稠化悬浮剂能提高浆液粘度，使砂、土或粉煤灰悬浮，浆液在使用过程中不泌水、不离析，便于泵送和管路运输，稠化悬浮剂添加量0.06%左右，成本约6～9元/m3。稠化胶体流动性好，可远距离输送不堵管，且成本低。主要用于停采线、切眼、采空区等大面积区域灌浆防灭火。

2.3压注凝胶

凝胶由基料、促凝剂、制浆料和水按一定比例混合而成，见图5。基料和促凝剂总用量为10～13%，制浆料为0～30%，每立方胶体材料成本约60～100元。主要用于煤层顶部火灾、空洞及两道密闭间的充填堵漏。

在灌浆站通过外加剂添加系统B将基料加入灌浆管，在井下用浆地点附近通过外加剂添加系统333装潢装修工程D将促凝剂加入灌浆管内。

2.4压注复合胶体

复合胶体（图6）由稠化悬浮剂、胶凝剂、水和制浆料构成。稠化悬浮剂用量0.06%、胶凝剂用量异形接触点和大功率无银触头技术0.06%，胶体成本约15～18元/m3。胶体成本低，有一定的可堆积性，具有粘弹性，主要用于井下动压带和大范围火区的防治。

在灌浆站通过外加剂添加系统A将稠化悬浮剂加入灌浆管内，在井下用浆地点附近通过外加剂添加系统C将胶凝剂加入灌浆管内。