摘要：結(jié)合煤層自燃火勢(shì)及范圍，通過(guò)采取合理的滅火方案及措施，有效地遏制了火勢(shì)范圍擴(kuò)大，最大限度的減少能源損失，在較短時(shí)間內(nèi)礦井得以恢復(fù)安全生產(chǎn)。介紹膠體防滅火技術(shù)在韓家灣煤礦煤層自然滅火中的應(yīng)用和效果。
關(guān)鍵詞： 膠體 滅火 應(yīng)用 效果
一、礦井概況
韓家灣煤礦位于神木縣大柳塔鎮(zhèn)，2005年開(kāi)始進(jìn)行升級(jí)改造，改造后生產(chǎn)能力提高到150萬(wàn)噸/年，服務(wù)年限為40年。煤層埋藏深度70m，主要開(kāi)采1-2上、1-2下和2-2煤層，1-2上煤層平均厚度1.68m，1-2下煤層厚度2.5～2.8m，層間距約2.8m，2-2煤層平均厚度4.5m，與1-2煤的層間距約28m。煤種為長(zhǎng)焰煤、不粘煤，屬易自燃煤層。
二．火區(qū)概況
2008年12月30日，韓家灣礦1-2煤層自然發(fā)火，初期發(fā)現(xiàn)明火點(diǎn)和高溫區(qū)位于距井口約130m處的主斜井穿1-2煤層約8m范圍內(nèi)，并迅速發(fā)展到約20m范圍，經(jīng)救護(hù)隊(duì)探查，主斜井附近的1-2煤層巷道內(nèi)有明火（高溫和明火區(qū)范圍見(jiàn)圖1），遂采取灑水、注水的措施控制了明火，并從主斜井內(nèi)高溫區(qū)以上5m至高溫區(qū)以下12m（約25m）的范圍內(nèi)向巷邦和巷頂灌注羅克休封堵漏風(fēng)，然后對(duì)1-2煤層與火區(qū)相關(guān)的巷道實(shí)施了封閉（圖1中1#、2#和3#閉墻），有效地隔離和控制了火區(qū)。

圖1 高溫和明火區(qū)范圍示意圖
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三、滅火及施工方案
1-2煤火區(qū)的位置較為明確，為確保礦井的安全生產(chǎn)，防止高溫火區(qū)復(fù)燃或向其它生產(chǎn)區(qū)域蔓延，決定向已封閉的高溫區(qū)內(nèi)施工鉆孔壓注高分子膠體，徹底熄滅火區(qū)，經(jīng)與西安科技大學(xué)滅火專家共同研究，采用打鉆注膠滅火方案。
1鉆孔施工機(jī)具
施工機(jī)具：KHY-50/38注膠鉆孔快速施工機(jī)具，機(jī)具構(gòu)成見(jiàn)圖2。

1-巖石電鉆；2-加水器；3-連接變頭；4-鉆桿；5-導(dǎo)軌；6-支承座；7-鉆頭。
圖2 KHY-50/38鉆具結(jié)構(gòu)及組成圖
主要技術(shù)參數(shù)：
1）最大鉆進(jìn)深度：80m（煤體和松散煤體內(nèi)）。
2）打鉆方式：濕式打鉆。
3）動(dòng)力：3kw電機(jī)。
4）鉆進(jìn)速度：40m/h。
5）鉆桿：鉆桿和套管一體化，每根長(zhǎng)度1.2m，外徑50mm，內(nèi)徑38mm。
6）鉆頭：外徑54mm，內(nèi)徑38mm，有效過(guò)流斷面大于內(nèi)徑32mm的套管。
2鉆孔施工工藝流程
鉆孔施工流程：穩(wěn)鉆—鉆進(jìn)—封孔口—移鉆。
1）穩(wěn)鉆
首先接好鉆機(jī)電源和水管，然后根據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)，在井下巷道內(nèi)靠巷幫安放鉆機(jī)，并用點(diǎn)柱加橫梁穩(wěn)好鉆機(jī)，鉆機(jī)應(yīng)安放平穩(wěn)，不發(fā)生傾斜、位移。
2）鉆進(jìn)
按要求安放好鉆機(jī)后，連接好鉆桿、鉆頭，打開(kāi)鉆機(jī)進(jìn)水閥門，開(kāi)啟鉆機(jī)電源后向設(shè)計(jì)位置鉆進(jìn)。
3）封孔
鉆孔打好后，應(yīng)及時(shí)用封孔材料（棉紗）將鉆孔封好，防止向火區(qū)漏風(fēng)供氧。
4）移鉆
一個(gè)鉆孔打好后，移動(dòng)鉆機(jī)，按要求施工下一個(gè)鉆孔。
3鉆孔布置
鉆孔布置：鉆孔終孔位置在1-2煤層著火巷道內(nèi)，以及著火巷道頂部和巷幫的松散煤體內(nèi)，開(kāi)孔位置在主斜井和1-2煤繞道內(nèi)。向1-2煤層著火的巷道內(nèi)施工7至8排鉆孔，鉆孔排距9m，每排3個(gè)（順序?yàn)樽罂?、中孔、右孔），約需施工鉆孔25個(gè)，鉆孔長(zhǎng)度4m～24m，平均15m，總施工量約300m。

圖3 注膠滅火鉆孔布置示意圖
鉆孔編號(hào)：按終孔位置對(duì)鉆孔進(jìn)行編號(hào)，分別為左1、中1、右1、左2，……，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的鉆孔進(jìn)行明確的標(biāo)識(shí)。
基準(zhǔn)鉆孔：以中1為基準(zhǔn)，終孔位置在主斜井透1-2煤層點(diǎn)的正上方。
施工順序：由于火區(qū)封閉時(shí)間較短，主斜井內(nèi)高溫區(qū)段風(fēng)流不穩(wěn)定，且在1-2煤繞道內(nèi)發(fā)現(xiàn)明火點(diǎn)，為確保鉆孔的及時(shí)施工，首先在1-2煤繞道內(nèi)施工左2、中2、左3、中3、左4、中4、左5鉆孔，待火區(qū)得到初步控制且穩(wěn)定后，再?gòu)闹餍本畠?nèi)施工剩余鉆孔。
4滅火材料（高分子膠體）
滅火材料選用高分子膠體，高分子膠體由水和MCJ12滅火劑構(gòu)成，見(jiàn)圖4。