2023年《安全技术》之矿井火区塑性胶体充填封堵材料的试验研究.docx

矿井火区塑性胶体充填封堵材料的试验研究 矿井煤层自然发火的主要原因之一，就是由采空区或巷道等漏风造成的。为了防止煤层自燃或者为了防止有害气体扩散而影响平安生产，常常需要将易自燃区或有害气体源进行隔离。常用的隔离方法是砌密闭墙，主要是用木板等材料建立临时密闭和用砖、水泥等建立永久性密闭。但建立临时性密闭时，通常仍然存在大量漏风通道、隔离效果不理想；而永久性密闭建设周期较长、劳动强度大、本钱较高。目前开发的一些可用于封堵的材料，如高水材料、高分子材料等，虽然有较好的封堵效果，但其本钱较高，不能在煤矿井下广泛应用。为此，在煤层火灾胶体防灭火材料的根底上，开发了一种塑性胶体（黄土）充填封堵材料。 1 材料组成与配方 该塑性胶体充填封堵材料是由水、黄土、引发剂、增稠悬浮剂、胶凝剂等按质量比1 000：2 000:30:0.2:200配制而成。在黄土与水的浆液中参加引发剂能使其具有良好的易成胶性；参加增稠悬浮剂，能够增加浆认稠度，提高泥浆的分散性，减缓其沉隆速度，防止浆液在流动过程中堵塞管路，便于远距离输送；参加一定量的胶凝剂，能够使之迅速形成有一定形状的塑性胶体。塑性胶体有一定的强度，可在井下巷道中形成一堵墙，堵塞漏风。 2 材料性能实验 2.1 实验过程 将黄土与水混合制成泥浆，向浆液中依次参加引发剂、增稠悬浮剂，搅拌、混合均匀，然后参加胶凝剂，迅速搅拌使之混合均匀，静置2min，观察现象，检测强度。所制成的材料的在室内放置30d，检测强度。 2.2 实验结果及分析 实验结果见表1。 表1 胶凝剂的不同用量对塑性充填封堵胶体材料性能的影响序号水/ml晋城土/g引发剂/g悬浮剂/g胶凝剂/g胶凝时间/s初凝强度/MPa终凝强度/MPa12345300300300300300600600600600600999990.150.150.150.150.15153045607511073615338软较软0.100.200.270.090.120.50