目前,煤矿开采封堵技术主要依赖于水泥浆、化学浆液等传统材料。然而,随着开采深度的增加和矿井地质条件的日益复杂,传统封堵材料在实际应用中暴露出诸多问题,难以满足现代煤矿日益严峻的安全生产需求。其中,水泥浆虽然具备一定强度,但颗粒粒径较大,难以渗透微米级裂隙,封堵效果有限。在高渗透条件下,水泥浆易被水流冲散,难以形成稳定密封层。同时,其固化过程易产生收缩裂缝,在高地应力环境下易破碎,削弱长期封堵效果。相较之下,化学浆液流动性和渗透性较好,但固化后抗压强度和黏结性较弱,在高压高温条件下易失效。此外,化学浆液施工成本高,需专用设备,增加施工复杂度。
除了材料性能的局限外,传统封堵技术在施工工艺上也存在诸多问题。传统材料多依赖高压泵送方式注入,但在裂隙发育复杂的区域,材料易沿裂隙流失,导致注入效率低、封堵不均。水泥浆凝固时间较长,难以满足紧急情况下的快速封堵需求,施工效率受限。在高瓦斯或高水压环境中,封堵施工往往要求更高的时效性,而传统材料难以胜任。同时,化学浆液虽性能较优,但成本高、设备要求高,增加了整体封堵难度。随着开采深度增加,矿井地应力、温度梯度及裂隙复杂性显著提升,传统材料在高应力、高温或低温环境中易发生变形或破坏,导致封堵效果难以长期维持。
尤其在深部开采条件下,围岩变形剧烈,传统封堵体与岩体间易产生二次裂缝,进一步削弱密封性能。加之部分化学浆液存在毒性,对井下环境和人员健康构成潜在威胁。现有技术难以实现精准注浆控制,导致材料浪费与封堵盲区并存,严重影响矿井安全生产。
江苏吉安矿业科技股份有限公司研发的塑性封堵防灭火技术,其常温反应,生成过程不放热;可塑性好,初始粘度低,易于材料扩散渗透,随时间增加粘度逐渐增高,形成膏体状凝胶,在矿压动态作用下可扭曲变形,及时填充新的压裂破碎空间,提高封堵效果;高粘度流体状,在泵压作用下可持续渗流,单一钻孔可重复多次注浆,极大的提高了注浆钻孔的利用率;抗静电、阻燃、防爆,密闭不透气,破碎围岩受压时,密封性愈好。
参考文献:
[1]赵坤,冯博,关娜,等.矿用改性发泡聚氨酯材料应用及性能分析[J].煤炭技术,2025,44(12):190-195.
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