高分子復(fù)混溶脹膠體材料防治半前進(jìn)式工作面煤炭自燃技術(shù)的研究

　　馬中飛教授級(jí)高工(江蘇大學(xué))朱慶華高級(jí)工程師(徐州礦務(wù)集團(tuán)張集煤礦)
　　學(xué)科分類(lèi)與代碼：620．3010
　　[摘要]高分子復(fù)混溶脹膠體材料具有固水性強(qiáng)、脫水緩慢、脫水后遇水可再生、與煤粘附性強(qiáng)、能形成焦化層、流動(dòng)性和_性好及無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕、高溫?zé)o煙等特性。長(zhǎng)期以來(lái)，半前進(jìn)式工作面防治煤炭自燃技術(shù)措施中，一直未采用高分子復(fù)混溶脹膠體材料。徐州礦務(wù)集團(tuán)公司張集礦在自燃煤層的7423工作面半前進(jìn)式開(kāi)采中，采用了高分子復(fù)混溶脹膠體材料封堵沿空留巷漏風(fēng)、噴灑覆蓋采空區(qū)遺煤、封閉聯(lián)絡(luò)巷道等為主的綜合防滅火
　　技術(shù)與措施，取得了良好的效果，采空區(qū)漏風(fēng)串降到4．35％，工作面開(kāi)采期間杜絕了煤炭自燃隱患的出現(xiàn)，因此，高分子復(fù)混溶脹膠體材料防治半前進(jìn)式工作面煤炭自燃技術(shù)是成功的。
　　[關(guān)鍵詞]高分子復(fù)混溶脹膠體材料半前進(jìn)式工作面防治煤炭自燃
　　studyoncontrollingcoalspontaneouscombustionatsemi—progressiveworkingfacebymacromolecularmi*edsolublee*pansiveco
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　　keywords：macromolecularmi*edsolublee*pansivecolloidalmaterialsemi-progressiveworkingfacespontaneousorgbustioncontrol
　　1引言
　　半前進(jìn)式采煤工作面系指“z”形通風(fēng)系統(tǒng)的回采工作面，其進(jìn)風(fēng)平巷或回風(fēng)平巷為沿空留巷。進(jìn)、回風(fēng)平巷的風(fēng)流方向相同，如用常規(guī)手段，必然造成供給工作面的風(fēng)流通過(guò)沿空留巷漏向采空區(qū)，其防治煤炭自燃難度非常大。高分子化合物是指分子量很高的化合物，它有許多特殊性能，如溶液粘度高，通常只能呈粘稠的液態(tài)或固態(tài)，脫水后可再生等。2002年，徐州礦務(wù)集團(tuán)張集煤礦，因接續(xù)緊張而在7423面采用了半前進(jìn)式采煤法，筆者利用高分子化合物的特殊性能，研制了高分子復(fù)混溶脹膠體材料，并在該面采取以使用高分子復(fù)混溶脹膠體材料為主的綜合防滅火技術(shù)與措施，取得了良好的效果。
　　2張集煤礦及7423面概況
　　張集煤礦改擴(kuò)建生產(chǎn)能力為90萬(wàn)噸，主要開(kāi)采山西組7層煤、9層煤，礦井開(kāi)拓方式為立井多水平開(kāi)拓，現(xiàn)生產(chǎn)水平為—700m水平，生產(chǎn)的采區(qū)有東一、東二及西三采區(qū)，礦井通風(fēng)方式為兩翼對(duì)角式，采煤方法主要采取后退式開(kāi)采，落煤工藝有綜采和炮采兩種，全部跨落法管理頂板。礦井因發(fā)生過(guò)煤和瓦斯突出現(xiàn)象，于2001年下半年被定為煤和瓦斯突出礦井，9—’煤層為突出煤層，當(dāng)前生產(chǎn)的西三、東二采區(qū)煤層瓦斯含量較高，瓦斯涌出量為0．4～18m3／min，東一采區(qū)瓦斯含量較低；煤塵有煤塵爆炸危險(xiǎn)，爆炸指數(shù)為29．42％～38．99％；主采的7層煤、9層煤均有自燃發(fā)火傾向性，屬自燃煤層。1990年以來(lái)，礦井因多種原因發(fā)生過(guò)5次自燃發(fā)火現(xiàn)象，其中，7層煤3次，9層煤2次。
　　7423工作面位于張集礦—700m東一采區(qū)，該工作面回采的7—’煤層厚度平均3～4m，工作面走向長(zhǎng)500m，傾斜長(zhǎng)143—205m，煤炭具有自然發(fā)火傾向，屬自燃煤層，煤炭自然發(fā)火期為3～6個(gè)月，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，該面煤炭低溫氧化特性主要是：co和c2h6在整個(gè)氧化階段均出現(xiàn)，其濃度隨溫度的升高而升高；c2h4出現(xiàn)溫度為90℃，可作為自燃溫度的指標(biāo)。該面瓦斯涌出較小，回采時(shí)的瓦斯涌出量為1．5m3／min。工作面采用半前進(jìn)式回采工藝，綜合機(jī)械化采煤方法，全部冒落法管理頂板，工作面皮帶機(jī)道沿空留巷，材料道沿煤層實(shí)體布置，工作面通風(fēng)系統(tǒng)為“z”形，材料道進(jìn)風(fēng)，皮帶機(jī)道回風(fēng)，工作面供風(fēng)量877m3／min。3高分子復(fù)混溶脹膠體材料防治煤炭自燃技術(shù)
　　3．1高分子復(fù)混溶脹膠體材料配制及防滅火特性、機(jī)理分析
　　配制的防治煤炭自燃用高分子復(fù)混溶脹膠體材料由聚丙烯酸類(lèi)、聚丙烯腈等為主的高分子聚合物添加適量的阻燃劑、促焦劑、消煙劑、成模劑而成。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和分析，它具有如下特征：
　　(1)水份進(jìn)入分子結(jié)構(gòu)中，形成堅(jiān)固的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，固水性強(qiáng)，脫水緩慢，脫水后遇水可再生，有效期長(zhǎng)，克服了傳統(tǒng)方法漿體或膠體易失水干裂而出現(xiàn)漏風(fēng)反復(fù)現(xiàn)象；
　　(2)與煤有較強(qiáng)的粘附性(掛壁性)；
　　(3)能形成焦化層，隔氧阻燃功能好；
　　(4)具有破壞燃燒_基的功能；
　　(5)吸水后呈粘稠的塑性體，有良好的流動(dòng)性和_性，膠體粘度調(diào)節(jié)方便，不會(huì)堵管；
　　(6)無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕、無(wú)煙性，克服了低分子凝膠成份的環(huán)境污染性、人體損害性、腐蝕性、有煙性。
　　其防滅火機(jī)理是高分子復(fù)混溶脹膠體材料與水均勻混合后，吸水膨脹為高分子復(fù)1昆溶脹膠體(屬?gòu)椥阅z)，當(dāng)高分 ……（未完，全文共6253字，當(dāng)前僅顯示2196字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《高分子復(fù)混溶脹膠體材料防治半前進(jìn)式工作面煤炭自燃技術(shù)的研究》）