灌浆防灭火作为一种常用的防治煤自燃技术手段,是指将黏土、碎矸石、粉煤灰等与水均匀混合、搅拌,制备出流动性强的浆液,借助输浆管道灌注采空区内。浆液通过包裹煤体表面隔绝氧气,并吸热冷却煤体,从而达到抑制煤自燃的效果。
黄泥浆材料就属于这一范畴,该技术对工艺要求较低,材料成本低廉、制浆快捷,但存在以下缺点:①受重力作用影响,浆液容易出现跑浆、溃浆等现象,覆盖煤层范围有限:②传统灌浆材料水分蒸发后,煤层表面材料干裂,形成新的漏风通道;③水分蒸发过程中煤体产生润湿热,在高温情况下可能会引起水煤气爆炸;④低浓度浆液流动性强,固体材料密度大,容易出现沉降,处理区域有限。
由于传统灌浆材料存在明显缺陷,徐州吉安研发了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。