煤田火灾在我国影响较为严重,尤以新疆、内蒙古、宁夏等北方地区最为突出,危害巨大,不仅直接烧毁资源,影响矿井开采安全,还造成有毒有害气体和温室气体排放,严重影响生态环境等。
我国煤田火灾治理主要是剥离、打钻、注水降温、黄泥注浆、黄土覆盖等综合治理方法,其中打钻、注水降温、黄泥注浆是地下煤田火灾治理的最重要环节。但黄泥灌浆在具体使用中受到局限:一是对黄土和水土比有较高的要求,水土比和黄土含砂量过大,堵管频繁,甚至堵孔造成废孔,严重影响施工效率,若过小,达不到隔氧堵漏的要求,易复燃;二是浆液灌注四处冲刷形成“拉沟”现象,难以在较大空间内堆积而溃浆,还在治理后的煤层中形成水仓,给矿井下部煤层的开采造成极大的安全隐患;三是灌注的黄泥浆液由于重力作用,浆液流往低处,不能在高处积存,而煤炭燃烧的火往高处走,使浆液难以扑灭高处火源,封堵和降温不能全部到高温位置,造成浆液流失量大,灌浆效果差容易复燃;四是用水量大,水既是用于火区降温,同时也是用于输送黄土,火区裂隙四通八达,黄泥灌浆的流动性大,无法在火区堆积,使大部分水随泥浆无效流失,造成极大的浪费。近几年陆续开始使用凝胶、复合胶体或惰性材料灌注等方法进行改进,但由于地下煤田火灾区域地质结构复杂,火区多缺水少土,特别是缺乏符合要求的黏黄土资源,外加煤层燃烧破坏等复杂因素,使灌浆效果难以达到要求,治理后的火区时有复燃。
徐州吉安研发的MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料与黄泥浆或粉煤灰浆复配使用,可以显著提高浆体浓度,减少管路堵塞几率,提高灌浆效率和灌浆质量,属灌浆增强型防灭火材料。
MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料显著提升了黄泥灌浆的防灭火效果,与黄泥灌浆系统配合使用,综合效能数倍于单纯黄泥灌浆:
(1)固液比高,固液质量比最高可达1.5,是单纯黄泥浆固液比的7倍,显著提高注浆效率;
(2)保水量大,黄泥浆沉积物固水率超过50%,相比单纯黄泥浆具备更好的降温性能;
(3)固水性好,将易流动的常态水螯合成水凝胶,并与黄土吸附在一起,显示出良好的固水特性,在采空区可以长久保水,显著延长浆体有效期。
(4)热稳定性好,水凝胶和黄土形成的沉积物可以耐受℃以上的高温不坍塌,不融化。
(5)充填堵漏效果好:水凝胶和黄土形成的沉积物固含量高,粘结性好,相比单纯黄泥浆具备更好的充填性能。
(6)安全性高:与水混合反应过程不产生热量,游离水被水凝胶纤维固结并与黄土吸附在一起,遇到高温明火时不会出现急剧汽化的现象,可以杜绝水煤气爆炸的危险。
(7)产品无毒、无腐蚀性、安全环保。