新型改性水泥砂浆喷涂堵漏风材料的特性研究

采空区漏风是影响煤层自然发火的重要因素,为提升封堵采空区漏风的效果,本文分析了改性水泥砂浆喷涂材料特点,通过试验研究胶粉、减水剂和速凝剂对改性水泥砂浆喷涂材料的干缩率、流动速度和初凝时间的影响,确定了一种新型改性水泥砂浆喷涂堵漏风材料,并进行压汞实验和现场应用试验新型材料的堵漏风效果。结果表明,在水泥∶粉煤灰∶硅灰∶砂子∶水的质量比为0.7∶0.2∶0.1∶1∶0.35的基准配比下,胶粉和减水剂掺量分别为0.030和0.003时,砂浆的干缩率较小,流动性较好;速凝剂掺量为0.003～0.006时,可将砂浆的初凝时间控制在5～10min内;新型改性水泥砂浆材料孔隙率为24.76%,结构致密,隔风性能优越;现场应用15d内巷道的平均百米漏风量由6.5m3/min降至0.7m3/min,采空区平均氧气浓度由12.6%下降至3.6%,并最终稳定在4%左右,堵漏风效果显著。     

复合浆体喷涂新材料及其隔风特性

针对传统喷涂隔风防灭火材料的缺点,如混凝土作业操作困难,材料运输量大,化学喷涂材料价格昂贵,难以大范围应用,以黏土和水泥为基料,配以添加剂和玻璃纤维,研制出了一种新型复合浆体材料,并利用压汞实验和电镜扫描考察了其隔风堵漏性能。研究结果表明,复合浆体材料结构致密,微裂隙普遍发育,粗大孔洞及裂隙不发育,渗透系数仅为1.181×10^-10 mm/s,巷道喷涂后的平均百米漏风量为5.5 m³/min,隔风性能优越。     

J型通风工作面采空区漏风与瓦斯浓度分布规律研究

为获得工作面不同供风量时工作面漏风及采空区瓦斯分布规律,为工作面瓦斯治理提供理论支持,利用Fluent数值模拟方法对王庄矿8103工作面在供风量分别为2198m~3/min、2350m~3/min、2500m~3/min、2650m~3/min下采空区漏风及瓦斯浓度分布特征进行模拟与分析,得到了沿工作面全程的漏风分布及采空区瓦斯分布。分析结果表明:随着工作面供风量增加,工作面向采空区的漏风量逐渐增加;采空区内瓦斯浓度逐渐降低;上隅角瓦斯浓度不断降低,并且当工作面风量提高到2350m~3/min时,上隅角瓦斯浓度降低到1%以下。     

工作面与采空区漏风交换风量测算方法

针对工作面向采空区漏风问题,提出一种漏风量的测算新方法。分析采空区漏风的风量平衡原理,通过现场实测工作面风速分布,可得到漏风分布类型曲线(由于工作面断面积难于测准,直接计算漏风量误差大),为此,引入实测风速回归曲线的投射面积,作出S-v(x)图,在如采空区瓦斯涌出量、注氮流量和漏风量等外来风量已知的情况下,将外来风量与由外来风量导致的漏回风侧风速投射面积增量之比,得到单位风速投射面积上的漏风量权重Δ,根据漏风量权重Δ计算得到工作面与采空区之间的漏风交换风量。结合九道岭矿E1S6工作面的风速实测,计算得到,注氮量为25 m~3/min时漏风量面积权重为0.087 33 m,由此得到工作面漏出风量为65.5 m~3/min、漏回风量为90.6 m~3/min,该值约占工作面总通风量650 m~3/min的10%～15%,结果符合一般经验值范围。     

新型复合浆体材料特性研究

针对煤矿现有传统喷涂堵漏风材料的缺点,研制出了一种以粘土、水泥、添加剂和玻璃纤维为基料的新型复合浆体材料。通过理论实验分析,该复合浆体材料具有较好的抗压和抗弯强度,能够承受一定程度地应力等导致的巷道变形;具有良好的抗氧化性能,能够防止因风化等因素导致的喷涂材料脱落;具有很强的抗渗性,能够达到堵漏风的要求。通过复合浆体材料在白芨沟煤矿的应用实验,巷道漏风量减少了83%。     

矿用轻质膏体防灭火材料研究与应用

我国煤层自燃火灾十分严重。为了防治煤层自燃火灾,根据巷道漏风通道封堵的重要性,提出了一种矿用轻质膏体材料的开发,研究了轻质膏体材料的组成部分及其比例,以及材料的性能。结果表明:该轻质膏体材料组成部分比例为PB型激发剂占20%,复合增强剂为2%,复合膨胀剂为1%,A料的添加量为77%,抗压强度、膨胀倍数、膨胀时间等性能最佳,是一种能有效封堵漏风通道的矿井防灭火材料。     

矿山胶结充填胶凝材料最佳添加量优化研究

采用胶结充填采矿法时,充填成本直接影响着采矿成本,而胶凝材料添加量对充填成本起到至关重要的作用。在保证充填体强度的前提下,优化胶结充填中胶凝材料的添加量,能够降低充填成本。本文通过测定不同配比参数条件下的充填料浆流动性能,确定了最佳的充填料浆输送浓度,并在此浓度基础上开展了多组不同配比条件下的充填体强度试验,最终根据强度试验结果优化选取了最佳水泥添加量,将充填料浆中胶凝材料单耗由原先的348kg/m~3和191kg/m~3降为247kg/m~3和156kg/m~3,分别降低了29%和14%。据此计算每年可为矿山节约充填成本约800万元。     

王村矿煤巷高冒区聚氨酯泡沫堵漏风技术

王村矿 2809二分层工作面煤巷与上分层采空区冒落漏通,漏风量达 310m3／ min。为减少向上分层采空区的漏风,防止浮煤自燃,应用聚氨酯泡沫材料对该高冒区进行 喷涂堵漏,使该处漏风降低到 19． 2m3／ min,堵漏效果显著。     

常村煤矿2105工作面漏风测定分析

以常村煤矿2105工作面为背景,分别采用气压计法和示踪气体测漏风方法对工作面漏风进行了测定,结果表明:工作面由长切眼下隅角至其240 m,漏风方向为工作面向采空区内漏风,并由于高抽巷的作用,180～240 m范围内漏风量达到最大为255 m~3/min,由240 m至300 m为采空区向工作面内漏风,漏风量145 m~3/min。     

充填密封材料在坤龙煤业的应用

坤龙煤业总回风巷应回风总量4 200 m~3/h,实际回风总量为3 100 m~3/h,漏风严重,存在通风安全隐患、采空区自燃等次生灾害,给生产带来不便;采用东方雨虹专业充填密封材料MG-392,进行合理施工设计和专业施工,总回风量提高至3 750 m~3/h,封堵效果明显。