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(yīng)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(yùn)用最新充填材料技術(shù)在趙固一礦進(jìn)行現(xiàn)場多次試驗(yàn)，取得最佳材料配比，應(yīng)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(xiǎn)，從而達(dá)到防范采空區(qū)自燃、瓦斯突出、爆炸等災(zāi)害，同時(shí)對于有自燃隱患的采煤點(diǎn)通過充填材料覆蓋也能達(dá)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(jìn)行實(shí)地實(shí)驗(yàn)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(yán)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(fēng)險(xiǎn)中，礦井火災(zāi)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(zāi)的最大特點(diǎn)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(xiǎn)因子。按照礦井火災(zāi)的分類，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生地不同分為采空區(qū)火災(zāi)、巷道火災(zāi)、工作面火災(zāi)和其他火災(zāi)。

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(yīng)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(fēng)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(shí)為了達(dá)到密閉性的要求，需要沿巷道四周刨出邊槽，然后進(jìn)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(yīng)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(jī)、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(jī)對已配比好的充填材料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，之后充填泵將料漿泵入充填管路直達(dá)充填區(qū)。

3 充填料漿的選擇

密閉墻施工并不復(fù)雜，但是要達(dá)到防滅火作用，其關(guān)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(guān)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)劑、減水劑等來改善充填料漿的性能，從而達(dá)到增加強(qiáng)度、減少脫水和加速或延緩凝固時(shí)間。在快速構(gòu)筑密閉墻時(shí)根據(jù)工作需要調(diào)整改性材料中的相關(guān)配比從而達(dá)到調(diào)節(jié)充填料漿的質(zhì)量指標(biāo)。中國礦業(yè)大學(xué)（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(jìn)、成本低廉、環(huán)保無害，在實(shí)際應(yīng)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(dāng)?shù)谋壤旌?。本?xiàng)目以黃玉誠教授研制的充填料漿為基礎(chǔ)進(jìn)行多次的試驗(yàn)，應(yīng)用在焦作煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司趙固一礦中，取得良好效果。充填料漿的性能與實(shí)際充填地點(diǎn)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(xué)性能（主要是強(qiáng)度、流動(dòng)性、脫水率）等以適應(yīng)于趙固一礦密閉防火墻，經(jīng)過進(jìn)行若干現(xiàn)場試驗(yàn)，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(yàn)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(shí)驗(yàn)，密閉墻密閉性能良好，通過該墻隔離采空區(qū)可以達(dá)到無漏風(fēng)、竄風(fēng)，初凝時(shí)間半個(gè)小時(shí)，構(gòu)筑速度快且其強(qiáng)度滿足要求，同時(shí)密閉墻充填體的膨脹作用能加強(qiáng)墻體與周邊巷道緊密性和整體性，對采空區(qū)火災(zāi)隱患起到良好的預(yù)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(yīng)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(dá)到密閉性好、抗壓性能高、整體性強(qiáng)和成本低廉，能極大的防止井下工作面火災(zāi)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(shí)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(xué)（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(xué)本科。2014年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），資源勘查工程專業(yè)，2003年畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)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。