新疆是我国煤田火灾最为严重的地区,近年来,新疆的煤田火区中矿井火与地表火共存型煤田火区数目越来越多。由于矿井火与地表火共存型煤田火区具有地下空间大、燃烧深度大、燃烧剧烈、漏风通道复杂等特点,在传统灭火工艺下进行治理时工程量大,浆液流失浪费严重,并且容易发生复燃。

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传统的煤田火区治理工艺包括剥离、钻探、注水、注浆、覆盖五大工艺。划定火区施工范围后,首先对火区地表进行剥离工程,形成可供大型机械作业的平整工作面;然后对火区施工灭火钻孔,灭火钻孔须施工至燃烧煤层所在水平,钻孔按规程规定以一定的间距排布;灭火钻孔形成后通过钻孔向火区内注水降温,边注水边测量钻孔温度,降低至一定温度以下并不再回升后方能停止注水;接下来通过灭火钻孔向火区注黄土与水配制而成的泥浆,直至注满为止;注浆工作完成后实施覆盖工作,用黄土对火区地表实施覆盖工程,并辅以植被修复。传统的灭火工艺在矿井火与地表火共存型火区的治理过程中遇到了以下几点技术难题:

第一,一些火区注水降温过程中温度难以降低至100℃以下,发生这种情况的主要原因是由于火区地下采空区的存在,钻孔打至采空区水平并与采空区联通后,注水易发生短路情况,水流直接从空腔区流入更深部采空区或顺巷道流失,难以充分扩散对周围高温体降温;

第二,一些火区灌注黄泥浆无法注满,裂隙充填效果差,发生这种情况的原因一方面是如上述注水短路原理相同的注浆短路,另一方面是黄泥浆本身充填裂隙的能力有限,凝固性差;

第三,地表黄土覆盖层受烘烤、雨水侵蚀等作用容易发生开裂,失去其隔绝氧气的作用。

为了解决以上问题,徐州吉安矿业科技研发了普瑞特防灭火材料,普瑞特防灭火技术集氮气、凝胶、三相泡沫、阻化剂等防灭火技术优点于一体,具备立体扩散性、热稳定性和较好保水性等性能。切实提高水的降温灭火利用效率,该材料对以后煤田火区内的采空区、烧空区、裂隙发育区和塌陷区等地注水降温具有较好的效果,在煤田火区治理中将起到巨大作用。

参考文献:

[1]李光宇. 矿井火与地表火共存型煤田火区浅部封堵治理技术研究[D].中国矿业大学,2019.