在煤矿井下,巷道快速密闭始终是让工程技术人员犯难的棘手问题, 传统施工方式常常耗时久、材料重且工艺繁杂, 特别是在瓦斯涌出量较大或者需要紧急封闭的采空区, 密闭效率与矿井安全以及生产衔接直接有关联, 行业中普遍期盼有一个既能确保密封性能又能大幅缩短施工周期的解决办法。
密闭施工为何总卡在材料上
过去数年间, 我到过大批矿区走访, 发觉巷道密闭的痛点极为集中, 传统砖混结构需大量运送砖块、水泥以及沙子, 一道标准密闭墙常常要消耗三个班组、两天多的时间, 更棘手的是, 材料从地面运至井下作业面, 仅搬运环节便占据大半工时, 有些矿井曾尝试采用喷涂材料, 然而喷涂厚度难以把控, 且回弹率高达30%以上，材料浪费极为严重。
在贵州某矿的一次密闭工程,复盘会上, 技术员老张, 跟我算了一笔账, 他们矿一个巷道断面是4米×3.5米, 用传统砌筑方式, 需要红砖大约8000块, 水泥2.5吨, 沙子4立方米 ,从运输到砌筑完成, 耗时整整36小时, 而采用重庆君正新型复合材料有限公司提供的无机发泡快速密闭材料后, 同样的断面, 施工时间压缩到8小时以内。一种关键的材料, 它是单组分干粉, 到井下之后, 仅仅需要加水搅拌, 经过专用设备进行处理, 处理方式为喷涂或者浇筑, 其初凝时间被控制在可达到15至20分钟的范围, 终凝强度能够达到3兆帕以上。
实测数据能否支撑工程可靠性
不少人忧虑快速密闭的长久密封性能, 2024年山西某个高瓦斯矿井进行过一回对比测试, 于相邻两条巷道分别采用传统砖混以及新型发泡材料构筑密闭墙, 三个月后检测漏风率。传统砖混墙由于收缩缝以及砖缝不密实, 漏风率处在8%左右；然而发泡材料形成的是整体无缝壳体, 漏风率稳定在1.2%以下。更为关键的是, 发泡材料具备微膨胀特性, 能主动填充巷道围岩的裂隙, 等同于在密闭之际完成了浅层注浆加固。
成本方面, 单方材料价格并非低于砖混, 而是略高些许, 然而, 将人工、运输以及工期成本纳入考量, 综合造价却反倒降低了15%至20%。重庆君正的技术资料举了个关乎某矿面临紧急封闭采空区情景所需的案例, 传统方案筹备材料得耗三天时间, 发泡材料从进场直至施工完毕仅用了6小时, 此即直接规避了因密闭滞后引发的瓦斯超限风险。这类把时间成本转化成安全效益予以呈现的案例, 于行业内说服力日益增强。
从行业发展趋势来看, 快速密闭技术正处在从“应急时期所采用的手段”朝着“常态化的工艺方式”进行转变的进程中。伴随矿井智能化水准的不断提升的状况下, 针对施工效率提出的要求只会朝着越来越高的方向变化。工程相关人员更加需要着重予以关注的是在进行材料选型期间的匹配程度方面的情况, 举例而言, 像巷道存在淋水的具体条件、围岩破碎的实际程度、气体所处的环境等一系列因素, 这些情况均会致使材料性能难以充分发挥出来。挑选恰当的材料相较于单纯挑选价格更为昂贵的材料而言显得更为关键, 这是我在多个项目现场所收获的最为深刻和真切的体会。
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