[发明专利]矿井粉煤灰灌浆防灭火方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全技术领域，特别是一种矿井粉煤灰灌浆防灭火方法。

背景技术

随着我国煤炭产量不断增加，新建、扩建矿井增多和开采强度、开采深度增大，煤矿安全事故出现了频发的局面。目前发生的矿井事故主要有火灾、透水、冒顶、瓦斯突出等，其中又以火灾事故尤为突出。而煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的90%以上，煤矿每年由于自燃造成的直接和间接经济损失近百亿元，煤炭自燃已成为制约我国煤炭工业高产高效的主要灾害之一。

煤自然发火主要是由空气渗透进入松散煤体，空气中的氧与煤分子表面的活性结构接触，发生物理吸附、化学吸附及化学反应，同时放出热量，在一定的蓄热环境下，煤体不断地氧化、放热、升温，当煤温超过临界温度后，煤体继续升温，达到煤的着火点温度，最终导致煤体燃烧。煤巷冒顶区松散煤体自燃其实是松散煤体氧化耗氧与漏风供氧的氧平衡和氧化生热与漏风对流散热的热平衡之间的微循环过程。

随着我国煤矿开采技术装备的不断进步，现代化煤矿生产能力进一步增强，掘进、回采工艺推陈出新；但同时，也给矿井的防火工作带了新的问题和压力，主要表现为：一是，大多数现代化矿井采煤工作面顺槽采用联采机双巷掘进，两巷之间联络巷较密集（平均每100m就有一个），生产过程中需要及时封密，工人劳动强度高、工作量大，且密闭质量能以保证，容易造成大面积采空区相互串通，引起遗煤自燃；二是，为了提高工作面永久密闭的质量，防止向采空区漏风，目前大多数矿井工作面永久密闭厚度均施工5m以上（既两道各1m厚的料石墙，中间充填3m厚的黄土或粉煤灰），井下材料运输量大，劳动量大，施工周期长，影响煤矿的正常生产；三是，为了解决密闭内充填的黄土（粉煤灰）不能接顶密实问题，通过会向密闭内注入有机膨胀材料提高密封效果，但黄土受潮或遇水会收缩下沉，巷道顶部形成漏风供氧通道，容易引起采空区遗煤自燃。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种矿井粉煤灰灌浆防灭火方法，保证工作面的安全生产。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种矿井粉煤灰灌浆防灭火方法，包括以下步骤：

（1）工作面开切眼期间，在工作面推采之前，从回风顺槽沿工作面倾向安设一趟灌浆管路，灌浆管路均匀开4个孔，并将回风顺槽灌浆主管路和铺设好的切眼灌浆支管进行对接；

当工作面回采至距切眼50m后，利用粉煤灰制浆充填系统在地面将粉煤灰与水在制浆机内搅拌均匀，制成水灰比1：1的粉煤灰浆液，添加1‰悬浮剂，沿灌浆主管路输送至作业地点，对切眼浮煤进行灌浆，防止其自燃，灌浆完毕断开灌浆主管与切眼灌浆支管连接；

（2）工作面正常推采过程中，每推进100m对工作面上下端头进行沙袋墙封堵，并进行喷涂，墙顶预埋灌浆管路，将其和灌浆主管路连接；

在地面粉煤灰制浆充填系统将粉煤灰和水泥粉料按3：1进行混合后，与制浆设备中与水2：1混合制成粉煤灰混合浆液，沿灌浆主管路输送至井下作业点附近，于灌浆主管路三通处利用阻化泵添加5%胶凝固化剂，制成粉煤灰固化浆液，在沙袋墙后砌筑起一道粉煤灰固化充填闭墙，结合沙袋墙封堵两端头漏风；

（3）工作面推采过程中遇断层影响推进速度情况下，分别在工作面两巷口处向工作面架后方向沿不同角度对工作面架后施工灌浆钻孔，终孔位置落于架后顶板、滞后工作面3m，并将其顺次与灌浆主管连接，

利用地面粉煤灰制浆充填系统在地面将粉煤灰粉料与水1：1混合制成粉煤灰浆液后，沿灌浆主管路输送至井下作业点附近，在井下作业点附近灌浆主管三通处利用注浆装置加入2‰的复合胶体材料，与粉煤灰浆液在管道内混合制成粉煤灰复合胶体，对架后浮煤灌注粉煤灰复合胶体，预防其自燃；

（4）工作面回采至距停采线50m即进入末采阶段，

a.对工作面两端头进行沙袋墙封堵，并通过沙袋墙顶部预埋灌浆管向沙袋墙后灌注粉煤灰固化膨胀浆液，在沙袋墙后砌筑永久闭墙，每堵沙袋墙后充填量约为70m3，

b.于工作面两端头向架后施工灌浆钻孔，每天对工作面架后浮煤进行预防性灌注粉煤灰复合胶体，灌至工作面见浆即停;

上述两种方法交替实施，间隔为10m;

（5）工作面停采撤架期间，停采后，在工作面两端头用沙袋墙严密封堵，预埋高位灌浆管，并进行喷涂，