礦井火區(qū)塑性膠體充填封堵材料的試驗研究

礦井火區(qū)塑性膠體充填封堵材料的試驗研究

礦井火區(qū)塑性膠體充填封堵材料的試驗討論=14262礦井煤層自然發(fā)火的主要緣由之一,就是由采空區(qū)或巷道等漏風造成的。

為了防止煤層自燃或者為了防止有害氣體集中而影響平安生產,常常需要將易自燃區(qū)或有害氣體源進行隔離。

常用的隔離方法是砌密閉墻,主要是用木板等材料建立臨時密閉和用磚、水泥等建立永久性密閉。

但建立臨時性密閉時,通常照舊存在大量漏風通道、隔離效果不理想;而永久性密閉建設周期較長、勞動強度大、成本較高。

目前開發(fā)的一些可用于封堵的材料,如高水材料、高分子材料等,雖然有較好的封堵效果,但其成本較高,不能在煤礦井下廣泛應用。

為此,在煤層火災膠體防滅火材料的基礎上,開發(fā)了一種塑性膠體黃土充填封堵材料。

水晉城土引發(fā)劑懸浮劑膠凝劑膠凝時間初凝強度終凝強度**[1][2]下一頁=14262,在水、晉城黃土、引發(fā)劑、增稠懸浮劑用量確定的條件下,通過轉變膠凝劑的用量可調整成膠時間和所成膠體的強度,膠凝劑用量越大則成膠埋單越短見圖1,膠體的強度越大見圖2。

當向600黃土與300水制成的泥漿中加入9引發(fā)劑,其體積有所膨脹,,泥漿變稠、懸浮性提高,長距離輸送不會堵塞管路。

在上述漿液中加入60膠凝劑,1內即可成膠,,,30后不干裂。

由此可知,用水、黃土、引發(fā)劑、增稠懸浮劑,膠凝劑等按設計比例配成的塑性膠體充填封堵材料已經(jīng)能夠滿足巷道封堵需要,成膠時間也能滿足工藝要求。

圖1膠凝劑用量對膠凝的影響圖2膠凝劑用量對膠凝強度的影響3中試試驗在試驗場地建立澆注模板,向水土比為1:2的泥漿中,按用水量質量的3%、‰分別加入引發(fā)劑和增稠懸浮劑,制成漿液。

再加入占水量20%的膠凝劑后灌入模板中,使其在模板中固結,澆注體高度不低于2。

考察澆注工藝,觀測澆注的充填材料的初凝強度、終凝強度、可積累性、收縮率,從而為工業(yè)應用打下基礎。

試驗步驟如下:1按試驗系統(tǒng)圖連接好設備;2連接電源、水管;3打開齒輪泵的回流,并啟動齒輪泵,調整調流閥至指定流量后停泵,將回流閥關閉,打開注膠閥門;4按比例將各種材料在攪拌桶內配好;5打開泥漿泵的回流,并啟動泥漿泵,調整調流閥至指定流量后停泵,將回流閥關閉,打開流膠閥門;6上述工作預備就緒后,同時打開泥漿泵和齒輪泵開頭注膠。

中試試驗工藝流程見圖3。

圖3塑性膠體充填封堵材料中試試驗流程圖試驗過程中攪拌桶內每次加入水250,土500,引發(fā)劑8,懸浮劑5,攪拌均勻后的總體積為500,土密度約為20003。

,膠凝劑的流量為450。

向模具內注入膠體共33,模具內膠體積累高度約2。

加入懸浮劑后,漿液明顯增稠,泥漿懸浮性變好;混合漿液從管口噴出后很快發(fā)生膠凝,并具有確定的初凝強度,1后即可踩踏,能夠積累成2高的墻體;從下部向上部,膠體強度慢慢變小,說明隨著時間的延長和膠體受壓收縮,其強度增加。

試驗表明,塑性膠體充填封堵材料初凝后脫水極少,能夠滿足脫水要墳,且水主要積聚在墻體的上層,可以通過墻體上層處的巖隙滲透排出,墻體下層沒有水滲出。

4結論1將水、黃土、引發(fā)劑、增稠懸浮劑、膠凝劑等按1000:2000:30::200比例配制而成的塑性膠體充填封堵材料,1內即可成膠,能夠快速形成有確定形狀的塑性膠體,,,30后不干裂,可在井下巷道中建立密閉墻,堵塞漏風,為防止煤層自燃或者為了防止有害氣體集中建立密閉墻供應了一種行之有效的方法。

2通過中試試驗,考察了澆注工藝,進一步證明白塑性