MAB封堵劑在煤礦防滅火中的應用

段法坦

（山東能源肥礦集團 曹莊煤礦，山東 肥城 271601）

煤炭自燃是我國礦井的主要自然災害之一，我國煤礦自燃發火非常嚴重，有56%的煤礦存在自燃發火問題，一旦發生，不僅威脅煤礦工人的生命安全，影響正常的生產安排，打亂各項工作秩序，并且還會導致煤炭資源的嚴重浪費，給企業造成巨大經濟損失。為了防治煤炭自燃，通常在易發生煤炭自燃的采空區中噴灑一層使煤和空氣隔離的防滅火材料。曹莊煤礦現正常

開采的煤層有煤 3、7、8、9、10 共 5 層煤，其中煤 3、煤 9、煤 10 有自燃發火傾向，自燃發火期6～12個月，目前采用的傳統防滅火措施主要是向采空區灌注粘土漿來進行降溫和降低CO濃度。

1 傳統防滅火注漿方法

1.1 注漿工藝流程

采用肥城粘土加水經NL12型制漿機制成水土比6∶1的粘土漿（比重1.08），攪拌均勻后用 NBB260/7型泥漿泵經井下管路輸送到采空區。

1.2 存在的缺點

由于工作面停采線采空區受采動礦壓影響，底板、煤壁破壞嚴重，且存在高冒區，粘土漿不易保存，粘土漿中粘土顆粒細、吸水性差，與殘留煤矸吸附性差，不能均勻覆蓋浮煤，只流向地勢低的部位，且易跑漿，既浪費材料，又達不到理想的防滅火效果。

2 MAB封堵劑注漿方法

即在傳統防滅火注漿法的基礎上，在粘土漿中加入一種新型添加劑（MAB封堵劑）。MAB封堵劑是在對燃燒機理進行深入研究的基礎上，運用膠體化學、燃燒化學煤化學及高分子化學的相關理論研制成功的新型防滅火材料。它是由幾種高分子材料及多種無機阻燃材料經特殊工藝加工而成的。可廣泛應用于撲滅地面煤田的自燃火災、煤礦矸石山火災及煤礦井下自燃火災。

2.1 MAB封堵劑的特點

（1）MAB封堵劑呈白色或灰白色粉末狀，無毒、無味、無污染、無腐蝕性。（2）MAB膠體可耐800-1000℃的高溫，伴隨燃燒的全過程持續有效，保水、固水時間長，使燃燒體表面形成隔熱、隔氣的焦化層，有效提高阻燃效果和防滅火功效，同時材料含有抑制燃燒時的煙霧及阻斷自由基鏈式反應的物質，可全面提高滅火效能和滅火速度，有效阻止復燃，并有失水再生能力。（3）MAB封堵劑配水成形后形成的膠體呈“軟固體狀”，具有致密性、成膜性，和極強的掛壁性，對煤壁及其裂隙具有粘附、填充的作用，膠體連續性好，有良好的散熱能力，可恢復并加強破碎煤體的整體散熱功能。MAB封堵劑膠體在井下潮濕環境中保水時間1年以上，足以保證工作面采空區防漏風效果及防火降溫的要求。

2.2 MAB封堵劑使用方法

2.2.1 配制好的粘土漿中，抽到一攪池后，在一攪拌池中加入MAB封堵劑，用攪拌機攪拌均勻后，放入二攪拌池，進一步充分攪拌，利用NBB260/7型泥漿泵經井下注漿管路注入采空區。粘土——皮帶——NL12制漿機（加水）——儲漿池——一攪池 （加入MAB封堵劑）——二攪池——NBB260/7泥漿泵——注漿管路系統——工作面停采線采空區。

2.2.2 MAB 封堵劑配置比例：1 噸水加入 20—25KgMAB封堵劑。

2.3 粘土漿加入MAB封堵劑的優點

加入MAB封堵劑后，粘土漿成膠體狀，粘稠度高，且具有潤滑性，能夠減少管路阻力和在管路中的沉淀物，因此，可適當增加粘土漿的比重和降低泥漿泵的流量和流速，從而加大粘土的單位時間注漿量和延長粘土膠體在采空區的沉淀吸附時間，并增加了粘土漿的掛壁及殘留煤矸的吸附能力，最終達到堵漏和防滅火的效果。

3 效果檢驗

曹莊煤礦9401工作面回采后，停采線采空區有發火跡象，造成溫度和CO濃度升高，對10401工作面的開采形成了很大隱患，采取傳統注漿方法對九層煤停采線采空區進行粘土漿注漿，從2010年4月2日—4月8日對9401工作面停采線進行了間歇式粘土漿注漿（每天注漿3小時），注漿量210m3（含粘土33.6t），但由于傳統注漿法所注入的黃土漿顆粒非常細，沿破碎帶從10401運中巷頂板全部漏出來，既浪費了材料，又沒達到滅火降溫的效果。

但采用MAB封堵劑注漿法，粘土漿比重：1.13，MAB封堵劑配比：1噸粘土漿加20KgMAB封堵劑，僅用了40分鐘，10401運中原漏漿點只有少量水漏出，粘土都留在了采空區，通過密閉內氣體及溫度檢測：CO降為0，溫度降到25℃，實現了堵漏和防滅火的雙重效果，既節約了時間、材料和人工，又消除了10401工作面回采的安全隱患，經濟效益非常可觀。

4 結語

MAB封堵劑注漿法廣泛適用于高冒區及破碎帶、密閉的填充、堵漏風及降溫等防滅火工作，開辟了防滅火技術的新領域，同時還可推廣應用到裂隙堵水工程，為防治水工程提供了新思路和新方法。

[1]李學誠.中國煤礦安全大全[M].北京∶煤炭工業出版社，1998

[2]王德明，李增華，秦波濤，等.一種防治礦井火災的綠色環保新材料的研制[J].中國礦業大學學報，2004，33(2)