淮南新集煤礦年生產(chǎn)能力為400萬t,目前開采-450m水平，主要采13-1下煤層，煤層平均厚度8m,傾角5°～25°，自然發(fā)火期為3～6個月，最短為36d。在開采方法上，采用放頂煤綜采技術(shù)；在巷道布置上，采用全部煤上（下）山；在采區(qū)內(nèi)，采用無煤柱小階段連續(xù)開采技術(shù)；這種開采布局達到了高產(chǎn)高效的目的，但隨之也產(chǎn)生了一系列安全問題，尤其是礦井自燃火災日趨嚴重。礦井自投產(chǎn)以來，共發(fā)生自燃火災17起，其中高冒自燃11起，停采線自燃4起，工作面自燃1起。為了保證安全生產(chǎn)，近幾年來，礦井采用了多種防火技術(shù)，特別是采用羅克休泡沫防火技術(shù)以來，礦井防火形勢有了很大改善。

1 羅克休泡沫的適用范圍 特性及技術(shù)參數(shù)

1.1 適用范圍

羅克休泡沫是一種中空充填產(chǎn)品，具有良好的機械杭壓性（0.2 Mpa左右），可用于煤礦做密閉墻，高冒充填，封堵煤層裂隙，構(gòu)筑防火墻等。

1.2 特性

該產(chǎn)品高膨脹率，膨脹體積為原體積的25～30倍，充填用量小；泡沫反應(yīng)迅速，氣溫30℃時，30s即可反應(yīng)，10～15℃時，8min反應(yīng)，并在20min內(nèi)硬化，不需要防漏支架；有良好的抗壓能力（0.2Mpa左右），經(jīng)得起巖層的運行；不蔓延火焰，適用于井下滅火。

1.3 技術(shù)參數(shù)

羅克休泡沫的技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 羅克休泡沫的技術(shù)參數(shù)

見表

2 施工工藝

2.1 工藝流程

使用專用氣動泵將樹脂和催化劑以4：1的比例送入壓槍后噴出，2種原料混合后迅速發(fā)泡硬化。工藝流程如圖1所示。



圖1 工藝流程圖

材料用量計算：Q＝V×（1＋i）/（n×25）

式中 Q——材料用量，桶；

　　 V——空洞體積，m³；

　　 i——施工誤差系數(shù)，取10％；

　　 n——發(fā)泡倍數(shù)，n＝25～30；

　　 25——每桶的容量，L。

若是多孔換位壓注，當發(fā)現(xiàn)壓力上升到10Mpa時，說明已壓注不進去了，應(yīng)換孔。換孔壓注步驟如下：

（1）關(guān)閉氣泵，打開催化劑管路卸載閥回流卸載，關(guān)閉壓注槍截止閥；

（2）開泵，用樹脂沖洗管路和槍，再關(guān)泵；

（3）換孔，關(guān)閉卸載閥，開截止閥，開泵繼續(xù)壓注。

（4）循環(huán)（1）～（3）；

（5）全部孔壓注完畢后，關(guān)泵，換清洗劑，撤卸槍與壓注管接口，開泵清洗管路與槍。

2.2 注意事項

（1）壓注槍出口軟管長度一般不要超過6m，否則容易堵塞；出口管直徑應(yīng)用 DN10~DN13軟管，不宜用大直徑；

（2）壓注前一定要用靜力將樹脂搖晃均勻；

（3）壓注時備足原料，避免吸空損壞活塞或堵塞管路；

（4）催化劑有腐蝕性，施工時要配帶防護眼鏡和橡膠手套；

（5）氣溫超過30℃時，應(yīng)不使用壓注管而直接用槍，氣溫低時，應(yīng)相應(yīng)加快壓注速度。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 高冒充填

新集礦主采13^#煤層，煤質(zhì)松軟，在掘進和巷修過程中，易形成冒頂，由于高冒具備自燃條件，極易發(fā)生自燃火災。礦井從投產(chǎn)以來，高冒自然發(fā)火11起，占自然發(fā)火總數(shù)的64.7％。為從根本上消除高冒自燃隱患，新集礦采用羅克休泡沫對高冒進行充填。先后對1305C、241303下機巷、241303外段聯(lián)巷等處的53個高冒隱患點進行了處理，共充填羅克休泡沫1 560m³。為考查羅克休泡沫處理高冒自燃隱患的效果，在1305C、241303外段聯(lián)巷分別選取了具有代表性的隱患點，預先埋設(shè)測溫熱電偶和觀察孔，進行了長期的觀察，CO濃度從處理前的300×10^-6～700×10^-6降至0，溫度從處理前的50～60℃降到30℃以下，并長期穩(wěn)定不變。

3.2 壓注密閉墻封堵漏風

由于采用綜采放頂煤無煤柱階段連續(xù)回采，相鄰采空區(qū)之間相互連通，下階段在開采期間向上階段采空區(qū)漏風；而上階段停采線及報廢的上下巷由于支架回收不好，加上煤柱支撐作用，頂板巖石冒落不充分，形成良好的漏風通道。并因采區(qū)采用全部煤上（下）山，工作面上下巷均布置在煤層中，密閉墻封閉不實，長期存在漏風，導致停采線自然發(fā)火。從投產(chǎn)以來，共發(fā)生停采線自燃火災4起，占自燃火災總數(shù)的23.5％，自然發(fā)火采空區(qū)占采區(qū)總數(shù)的33.3％。

為消除停采線自燃火災隱患，新集礦將傳統(tǒng)的雙瓦石單墻改為雙瓦石雙墻，并在墻間留200 mm間距，在外墻上、中、下3個位置留設(shè)措施孔，利用措施孔向兩墻中間壓注羅克休泡沫進行充填；并在墻的四周向幫、頂打鉆，利用鉆孔壓注泡沫，這樣既可以使密閉墻與幫、頂連成一個整體，杜絕漏風，又可增加墻的承壓能力。2002年共處理5個采空區(qū)共11道密閉墻，經(jīng)過處理的采用區(qū)均未出現(xiàn)自燃跡象。

3.3 快速封閉火區(qū)

新集礦241301綜放工作面采至F₀₈₅斷層（H=10~8m）附近，工作面于2002年3月4日出水停產(chǎn)，接著鋪網(wǎng)，3月9日鋪網(wǎng)結(jié)束，4月18日開始撤除綜采支架。至5月9日，241301停采線發(fā)生自燃火災，上風巷CO濃度達1 000×10^-6，并有煙霧。著火時，下機巷剛剛封閉結(jié)束，上風巷回柱不到三分之一。

為防止火災的擴大，決定在回風側(cè)先設(shè)3道臨時調(diào)節(jié)風門，利用2臺局部通風機向上風巷供風進行均壓，以控制有毒氣體的大量涌出。然后在上巷回柱地點設(shè)兩道木板閉，中間留500mm間距，利用羅克休泡沫進行充填，僅用4h，便封閉結(jié)束，既控制了火災蔓延，又為火災處理贏得了時間。后經(jīng)采取打鉆注漿、高水充填等措施使火災徹底熄滅。

4 結(jié)語

羅克休泡沫在礦井防滅火上的成功應(yīng)用，徹底改變了新集一礦的防火形勢，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。