罗克休在三河尖煤矿的应用

摘要：本文针对该矿在防治自燃发火过程中存在的困难，详细阐述了罗克休泡沫材料在三河尖煤矿先后成功的隔离了相邻工作面采空区内的一氧化碳、阻止了大范围内采空区漏风、密闭墙及周围煤壁裂隙漏风，消除了采空区遗煤自燃发火隐患，有效控制了一氧化碳向工作面内的泄漏，保证了矿井的安全生产，对各矿井的防灭火工作均有借鉴作用，值得推广和应用。

关键词：罗克休；充填堵漏；自燃发火；消除隐患

Abstract: in this paper the mine in control of spontaneous combustion of the existence of the difficulties, and expounds the LuoKeXiu foam material in coal mine has pointed the success of three separate areas of the adjacent coalfaces in carbon monoxide, prevent widespread air leakage, airtight mined-out area wall and wall fracture coal around air leakage, eliminate the coal goaf spontaneous combustion left hidden trouble, effectively control the carbon monoxide to face the leakage within, ensure the safety of the mine production, to every mine fire prevention work of a reference for all, is worthy to be popularized and applied.

Key words: LuoKeXiu; Filling plugging; Spontaneous combustion; To remove the hidden danger

中图分类号： X752 文献标识码：A 文章编号：

引言

三河尖煤矿设计年生产能力120万吨， 开采水平为-700m，矿井改扩建后核定生产能力为210万吨/年，主采二叠系山西组7煤，煤层具有自然发火危险性，地质资料中自然发火期为1～3个月，实际生产中最短发火期只有18天，该矿属低瓦斯高温热害矿井，采用中央分列式通风方式。自1988年投产至今，矿井正常布置一综放二综采，-700m水平的东一、东三、东四采区已处于收尾阶段，矿井逐步转入深部的-980m水平。矿井曾先后发生各类自燃发火或自燃隐患60多起，是一个自燃发火十分严重的矿井，近两年来，由于东三、东四采区处于收尾阶段 ，采区巷道受回采动压影响，地压显现十分明显，大巷和采区上下山巷道开裂、失修严重，工作面跨大巷、跨废旧巷道回采频繁，这样就给防灭火工作带来了十分严峻的形势，为了保证矿井的安全生产，矿急需要找到一种有效的防灭火方法或措施，阻止采空区遗煤或煤柱进一步氧化。

1. 罗克休特性及充填工艺

罗克休是两种液体材料混合后发生反应，产生一种泡沫来隔断漏风供氧现象，达到防灭火的目的；如图一，压注时用螺旋泵抽取树脂和催化剂，按4：1比例进行混合，两种液体在混合器内发生化学反应生成泡沫，发泡后体积快速膨胀到原体积的25-30倍，直接压注到充填区域以及裂隙内，膨胀后，罗克休泡沫会在几分钟内就硬化、密实，即加固了巷道也阻挡了漏风。

罗克休泡沫不助燃，也不燃烧，两种液体反应迅速，膨胀率较高，有较好的抗压能力，施工工艺比较简单。

压注时两种液体混合将放出大量的热，工作人员必须使用专用工具，配戴眼镜，防止液体溅入眼内。

2.典型应用

2.1 充填废弃老峒

7429工作面设计走向长度358m倾斜长度142m，经2次缩面后，走向还剩100m倾斜长度还剩54m，回采后期需要过原7401轨道巷的老峒，由于7401轨道巷横跨7425、7429工作面，7425工作面在回采结束后，受回采影响，-700东大巷巷道开裂漏网严重，经多次堵漏，但效果不佳，曾先后2次出现一氧化碳升高现象，7401轨道巷密闭墙内一氧化碳浓度长期保持较高水平，最高时密闭墙内的一氧化碳气体高达30000ppm，如图1，为了保证7429工作面的回采安全，在7429工作面回采横跨7401轨道巷期间，为了防止7425采空区内有害气体向7429工作面内泄漏，矿决定在7429运输巷与7425运输巷之间的Ⅰ点进行打钻，钻孔直径Φ75mm，长度13m，数量2个，分别布置在巷道两侧，钻孔穿过原7401轨道巷到巷道上半部，然后压注罗克休泡沫材料，共计压注3t罗克休，将7429采空区与7425采空区进行了彻底隔离，7429工作面在回采期间回风隅角一氧化碳浓度始终在10-15ppm之间，回风流中一氧化碳气体浓度保持在0-5ppm，确保了7429工作面直到回采结束封闭完毕。

图1 7429工作面通风系统图

2.2 加固破碎煤柱

2011年元月和2月，东三区域受压力影响，-690进风大巷和东三运输下山多处巷道失修变形严重，东三采区整个采空区内漏风加大，虽经通风工区复砌密闭墙、压注LFM充填材料和喷涂材料，但由于漏风范围较大，始终未能抑制7317和7313采空区内的遗煤氧化现象，7313联络巷密闭墙内一氧化碳气体浓度达25000ppm，7303运联巷密闭墙内一氧化碳浓度达12000ppm，1月26日对7313运联巷、7303运联巷密闭墙内压注了罗克休泡沫材料，同时对密闭墙周围煤壁打钻压注罗克休，压注完毕后连续检测数据如图2和图3，1月28日密闭墙内气体已降为5ppm，密闭墙外一氧化碳气体1月27日就直接降为5ppm。

图27313运联巷密闭墙内气体变化图

图37313运联巷密闭墙外气体变化图

2.3 密闭墙堵漏风

东三采区为2010年下半年回采结束，由于受回采动压影响，-690进风大巷巷道开裂，东三运输下山失修严重，东三回风下山巷道片帮严重，2月1日至9日，该矿对东三运输下山区域进行了整体封闭，只保留了一条总回风道，砌筑密闭墙12道，2月9日至10日，对东三区域8处密闭墙压注了罗克休充填材料，共计7吨，压注完毕后，7315轨联巷密闭墙内一氧化碳气体浓度变化如图4，其他各处密闭墙内均已查不到一氧化碳气体，进一步消除了东三区域的防灭火隐患。

图47315轨联巷密闭墙内气体变化图

7431运输巷由于受相邻7433工作面回采影响，7431运输巷和7433运联巷巷道开裂冒顶严重，该矿砌筑了5次风门和调节墙，均被压坏，导致该区域的均压防灭火系统被破坏，直到导致7431运输巷密闭墙出现早烟现象，密闭墙内一氧化碳气体曾高达20000ppm，东四总回风巷一氧化碳探头显示达80ppm，严重威胁到矿井的安全生产，矿虽采取了修护巷道、喷浆堵漏，该区域通风系统虽然已稳定，防灭火形势有一定好转，但7431运输巷密闭墙内一氧化碳气体浓度仍达6000-10000ppm,2月底7433工作面回采结束后，矿井对7431区域进行了封闭，2月28日压注了罗克休泡沫材料，3月2日通过抽取预留的束管内气体看，该区域已查不到一氧化碳气体，密闭墙内也已查不到一氧化碳气体，消除了该区域的防灭火隐患。

2.4 充填破碎顶板或高冒

7303工作面于1999年回采完毕，但7303轨道巷外口为沿煤层底板的巷道，由于长期受应力影响，顶板来压，顶煤压碎，开始出现氧化冒烟现象，矿发现该问题后，及时对巷道顶板采取了喷浆堵漏，然后打钻压注马丽散和罗克休泡沫材料，及时迅速地消除了自燃发火隐患。

3. 结论

通过罗克休防灭火材料在三河尖煤矿的数次应用，处理矿井密闭漏风、充填废旧巷道、隔绝自燃区域，效果十分明显，见效快，相继成功的处理了东三采空区、7425采空区、7429工作面、7303轨道巷高冒、7431采空区大范围的漏风现象，及时消除了自燃发火隐患，确保了矿井的安全生产，取得显著的经济效益和社会效益，因此，采用压注罗克休泡沫材料措施可在矿井防灭火中大量推广和应用。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。