YCM固化充填堵漏防灭火技术与应用马超1,赵云峰摘要:为了防止强流变煤巷的自然发火,针对已有防灭火技术的不足,运用实验室研究和现场试验研究,开发出了YCM固化充填堵漏防灭火技术。通过应用实例表明,该技术成本低廉、应用工艺简单、适用范围广泛、防灭火效果明显,可在有自燃危险的煤矿中广泛应用。关键词:YCM;充填堵漏;防灭火;强流变煤巷中图分类号:TD75+2.2文献标识码:B文章编号:1003-496X(2009)02-0038-02常村煤矿是1个具有50a开采历史的老矿,煤炭资源匮乏,生产向集中、深部发展,矿山压力增大。在高地应力及采动作用下,综放工作面上下顺槽煤巷具有极强的流变性〔1〕,围岩流变变形显著,变形量相当大。造成巷道周边煤体破碎严重,裂隙发育,加之煤层又极易自燃,在生产过程中经常发生自然发火现象〔223〕,给安全生产造成严重威胁。为了防止强流变煤巷自燃火灾的发生,曾采用压注充填马丽散、罗克休、胶体泥浆和固化粉煤灰等堵漏防灭火技术。由于没有从破碎煤体的内部改变矿山压力的传递特征,起到很好的平衡卸载作用,防灭火效果都不尽人意。而且用量大,马丽散、罗克休等材料价格较贵,防灭火成本较高。针对强流变煤巷已有防灭火技术的不足,研究开发出了YCM固化充道压力以防止煤体被重新压裂而形成新的漏风通道,因此堵漏防火效果较好。2YCM固化充填堵漏防灭火特征(1)由于该材料具有一定的发泡性能,充填13m的空间仅需130～150kg的材料,充填体的重量轻,1m3的重量仅为380～430kg。其内部含有气泡,柔性承压性能好。(2)混合液具有一定的触变性,当被压入至破碎煤体中,泵送性和扩散性好,能够很好的渗流到破碎煤体缝隙中,胶结破碎煤体。在21072综放面下巷棚顶充填后,后因巷道翻修时现场测定,其充填率可达98.13%。(3)YCM固化充填堵漏材料中的主料和辅料耐火性好,来源广泛,且无毒、无副作用,成本较低。(4)该材料符合轻质、密封、承重、高效、1YCM固化充填堵漏防灭火原理YCM固化充填堵漏材料是由一种轻型充填材料(主料)和一种固化增强剂(辅料)按一定比例进行混合加工而成。通过一系列配比测试实验,主辅两种材料的最佳配比为5∶1,即固化增强剂的添加比例为20%。YCM固化充填堵漏防灭火技术是将预先加工好的YCM固化充填材料和水按一定比例混合后由注浆泵压送到破碎煤体缝隙和裂隙中,与破碎煤体发生适度的水交换后,边缘界面的浆液紧紧的粘附于煤壁上。而其它的混合液则逐渐凝固后,形成具有一定强度的YCM固化充填体,封闭破3应用工艺YCM固化充填堵漏防灭火技术的应用工艺简单,只需加工好的YCM固化充填堵漏材料将水按一定比例直接加入到混合器中,在搅拌过程中混入一定量的空气,然后在泵的搅拌作用下,固化充填材料、水和少量空气充分混合均匀后,经管路和钻孔4现场应用实例4.1工作面概况常村煤矿21072工作面属于小煤柱护巷孤岛超煤矿安全(2009-02)技术经验·39·(1)巷帮钻孔参数。孔深:4m;角度:±1°排间距:2m;排个数:2～3个钻孔下套管要求:套管外留长度不得超过mm,钻孔布置情况如图3所示。200图1应用工艺流程示意图长特厚易燃综放面,位于21盘区3条下山以东自上而下第4个工作面,上、下相邻已采毕21052和21092工作面,东为21盘区东部边界断层带,西为21盘区下山保护煤柱。走向长1360m,其中外段780m顶分层已采过,里段580m为未受采动的实体煤,倾斜长217.4m。回风巷布置在21051采空区下部,下距21051下巷16m,上距21052下巷4.5～5.5m。进风巷布置在21091采空区下部,上距21091上巷11m,下距21092上巷7m,详细见工作面布置示意图2。回采工艺为走向长壁后退式综采放顶煤,自然跨落法管理顶板。煤层厚度8～10m,为黑色块状长焰煤,自燃倾向性严重,属图3巷帮钻孔布置示意图(2)巷顶钻孔参数。孔深:6～8m;角度:与巷顶呈45°夹角排间距:4m;排个数:4个钻孔下套管要求:钻孔下管外留长度不得超过200mm,钻孔布置情况如图4所示。图4巷顶钻孔布置示意图4.3效果分析2006年5月份开始对21072下巷变形最严重的730～1275棚(273m)进行大规模充填,共充填了115tYCM固化充填堵漏材料,计4100m3。据现场巷道顶帮流变位移速率的观测结果可看出,巷帮的流变位移量为5～9mm/d,巷顶的流变位移量为14～27mm/d。在未充填YCM固化材料之前,巷帮的流变位移量为50～...