淮南新集煤礦年生產(chǎn)能力為400萬(wàn)t,目前開(kāi)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(gè)月，最短為36d。在開(kāi)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；在采區內，采用無(wú)煤柱小階段連續開(kāi)采技術(shù)；這種開(kāi)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(wèn)題，尤其是礦井自燃火災日趨嚴重。礦井自投產(chǎn)以來(lái)，共發(fā)生自燃火災17起，其中高冒自燃11起，停采線(xiàn)自燃4起，工作面自燃1起。為了保證安全生產(chǎn)，近幾年來(lái)，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(lái)，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

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??；泡沫反應迅速，氣溫30℃時(shí)，30s即可反應，10～15℃時(shí)，8min反應，并在20min內硬化，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

羅克休泡沫的技術(shù)參數見(jiàn)表1。

表1 羅克休泡沫的技術(shù)參數

見(jiàn)表

2 施工工藝

2.1 工藝流程

使用專(zhuān)用氣動(dòng)泵將樹(shù)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，取10％；

　　 n——發(fā)泡倍數，n＝25～30；

　　 25——每桶的容量，L。

若是多孔換位壓注，當發(fā)現壓力上升到10Mpa時(shí)，說(shuō)明已壓注不進(jìn)去了，應換孔。換孔壓注步驟如下：

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

（2）開(kāi)泵，用樹(shù)脂沖洗管路和槍?zhuān)訇P(guān)泵；

（3）換孔，關(guān)閉卸載閥，開(kāi)截止閥，開(kāi)泵繼續壓注。

（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(kāi)泵清洗管路與槍。

2.2 注意事項

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

（2）壓注前一定要用靜力將樹(shù)脂搖晃均勻；

（3）壓注時(shí)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(shí)要配帶防護眼鏡和橡膠手套；

（5）氣溫超過(guò)30℃時(shí)，應不使用壓注管而直接用槍?zhuān)瑲鉁氐蜁r(shí)，應相應加快壓注速度。

3 現場(chǎng)應用

3.1 高冒充填

新集礦主采13^#煤層，煤質(zhì)松軟，在掘進(jìn)和巷修過(guò)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(lái)，高冒自然發(fā)火11起，占自然發(fā)火總數的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(jìn)行充填。先后對1305C、241303下機巷、241303外段聯(lián)巷等處的53個(gè)高冒隱患點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)，預先埋設測溫熱電偶和觀(guān)察孔，進(jìn)行了長(cháng)期的觀(guān)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(cháng)期穩定不變。

3.2 壓注密閉墻封堵漏風(fēng)

由于采用綜采放頂煤無(wú)煤柱階段連續回采，相鄰采空區之間相互連通，下階段在開(kāi)采期間向上階段采空區漏風(fēng)；而上階段停采線(xiàn)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(fēng)通道。并因采區采用全部煤上（下）山，工作面上下巷均布置在煤層中，密閉墻封閉不實(shí)，長(cháng)期存在漏風(fēng)，導致停采線(xiàn)自然發(fā)火。從投產(chǎn)以來(lái)，共發(fā)生停采線(xiàn)自燃火災4起，占自燃火災總數的23.5％，自然發(fā)火采空區占采區總數的33.3％。

為消除停采線(xiàn)自燃火災隱患，新集礦將傳統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(gè)位置留設措施孔，利用措施孔向兩墻中間壓注羅克休泡沫進(jìn)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(gè)整體，杜絕漏風(fēng)，又可增加墻的承壓能力。2002年共處理5個(gè)采空區共11道密閉墻，經(jīng)過(guò)處理的采用區均未出現自燃跡象。

3.3 快速封閉火區

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(zhù)鋪網(wǎng)，3月9日鋪網(wǎng)結束，4月18日開(kāi)始撤除綜采支架。至5月9日，241301停采線(xiàn)發(fā)生自燃火災，上風(fēng)巷CO濃度達1 000×10^-6，并有煙霧。著(zhù)火時(shí)，下機巷剛剛封閉結束，上風(fēng)巷回柱不到三分之一。

為防止火災的擴大，決定在回風(fēng)側先設3道臨時(shí)調節風(fēng)門(mén)，利用2臺局部通風(fēng)機向上風(fēng)巷供風(fēng)進(jìn)行均壓，以控制有毒氣體的大量涌出。然后在上巷回柱地點(diǎn)設兩道木板閉，中間留500mm間距，利用羅克休泡沫進(jìn)行充填，僅用4h，便封閉結束，既控制了火災蔓延，又為火災處理贏(yíng)得了時(shí)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 結語(yǔ)

羅克休泡沫在礦井防滅火上的成功應用，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(huì )效益。