一种大倾角煤层采空区注浆防火的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种大倾角煤层采空区注浆防火的方法，属于煤矿防火技术领域。
【背景技术】
[0002] 煤炭自燃火灾是矿井常见的灾害之一。其中煤自燃火灾占矿井火灾总数的90 %以 上。目前我国预防矿井煤自燃火灾的方法有很多种，主要包括优化通风系统、注惰性气体、 均压、灌注阻化剂、灌注胶凝材料、喷涂防灭火材料等方法，其中注浆防灭火技术是目前最 常用的一种矿井火灾防治技术，也是目前治理自燃采空区最实用和最有效的方法之一。但 是在大倾角煤层采空区，因工作面倾角大，浆液流动过快，容易形成"拉沟"和"跑浆"现象， 致使浆液不能有效均匀地覆盖整个采空区，影响注浆的防灭火效果，为解决这一问题，煤矿 多选用在地面制浆池制浆时添加增稠剂的方法减缓浆液的流动，但该方法操作不当，会使 得浆液因流动阻力大而堵塞管路，影响注浆。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种大倾角煤层采空区注浆防火的方 法，能增大浆液流动阻力，减缓浆液流动，降低浆液紊流度，加速泥浆颗粒沉降，使黄泥浆在 采空区中形成几个泥浆沉积带，达到有效阻断空气的流动、预防采空区煤自燃的目的。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该种大倾角煤层采空区注浆防火 的方法，其具体步骤为：
[0005] I、配制固浆材料；
[0006] II、根据采空区孔隙率、走向长度和倾斜长度计算所需注浆量；
[0007] III、将确定好所需量的固浆材料放入喷壶内，自工作面风巷开始，在当前层的多个 工作面液压支架移架过程中，每隔10~20米，通过喷壶向工作面液压支架之间的缝隙铺设 固浆材料，每次铺设的固浆材料在水平方向上不少于20米，直至工作面机巷，形成一个固 楽·材料条带；
[0008] IV、根据采空区的大小，重复步骤III，从而形成多个固浆材料条带。
[0009] 进一步，所述的固浆材料聚丙烯酰胺和交联型丙烯酸/丙烯酸钠共聚物的混合 物，其质量配比为1:49。
[0010] 进一步，所述的喷壶的高为40厘米、底面直径为30厘米。
[0011] 与现有技术相比，本发明的方法可将固浆材料铺设在采空区中，形成一个固浆材 料条带，由于固浆材料具有吸水性，使黄泥浆液流经固浆材料带时失水，从而增大浆液流动 阻力，减缓浆液流动，降低浆液紊流度，加速泥浆颗粒沉降，使黄泥浆在采空区中形成几个 泥浆沉积带，帮助其合理充填，最终达到有效阻断空气的流动、预防采空区煤自燃的目的。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明采空区布置固浆材料带示意图；
[0013] 图2是本发明铺设固浆材料的过程图。
[0014] 图中：1、风巷，2、机巷，3、收作线，4、注浆口，5、采空区，6、固浆材料条带，7、工作 面液压支架，8、喷壶。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0016] 如图1和图2所示，本发明的具体步骤为：
[0017] I、配制固浆材料；
[0018] II、根据采空区5孔隙率、走向长度和倾斜长度计算所需注浆量；
[0019] 泥浆水土比控制范围在3 :1~5 :1，在地面灌浆站制浆后由管路输送到工作面；
[0020] a、灌衆区所需土量计算：
[0021] Qr=KmLHC
[0022] 其中，Q,-整个灌浆区所需土量，单位为m3
[0023] m-煤层开采厚度，单位为m ;
[0024] L-灌浆区的走向长度，单位为m ;
[0025] H-灌浆区的倾斜长度，单位为m ;
[0026] C一煤炭回收率，单位为％ ;
[0027] K一灌浆系数，一般取0· 015 ;
[0028] b、灌浆用水量计算：
[0029] Qff= Q r 〇 Kw
[0030] 其中，〇-水土比
[0031] Kw一用于冲洗管路防堵塞的水量备用系数，一般取I. 1~1. 5 ;
[0032] c、灌浆量的计算：
[0033] Q = (Qr+Qw) XM
[0034] 其中，M-泥浆制成率，如表1所示；
[0035] 表1泥浆制成率
[0036]
[0037] d、固浆材料量的计算：
[0038]
[0039] 其中，P-泥浆容重；
[0040] III、将确定好所需量的固浆材料放入喷壶8内，自工作面风巷1开始，在当前层的 多个工作面液压支架7移架过程中，每隔10~20米，通过喷壶8向工作面液压支架7之间 的缝隙铺设固浆材料，每次铺设的固浆材料在水平方向上不少于20米，直至工作面机巷2， 形成一个固浆材料条带6 ;
[0041] IV、根据采空区5的大小，重复步骤III，从而形成多个固浆材料条带6。
[0042] 进一步，所述的固浆材料为聚丙烯酰胺和交联型丙烯酸/丙烯酸钠共聚物的混合 物，其质量配比为1:49。
[0043] 进一步，所述的喷壶8的高为40厘米、底面直径为30厘米。
【主权项】
1. 一种大倾角煤层采空区注浆防火的方法，其特征在于，其具体步骤为：1. 配制固浆材料； II、 根据采空区（5)孔隙率、走向长度和倾斜长度计算所需注浆量； III、 将确定好所需量的固浆材料放入喷壶（8)内，自工作面风巷（1)开始，在当前层的 多个工作面液压支架（7)移架过程中，每隔10~20米，通过喷壶（8)向工作面液压支架（7) 之间的缝隙铺设固浆材料，每次铺设的固浆材料在水平方向上不少于20米，直至工作面机 巷（2)，形成一个固浆材料条带（6); IV、 根据采空区（5)的大小，重复步骤III，从而形成多个固浆材料条带（6)。2. 根据权利要求1所述的一种大倾角煤层采空区注浆防火的方法，其特征在于，所 述的固浆材料为聚丙烯酰胺和交联型丙烯酸/丙烯酸钠共聚物的混合物，其质量配比为 1:49〇3. 根据权利要求1或2所述的一种大倾角煤层采空区注浆防火的方法，其特征在于，所 述的喷壶（8)的高为40厘米、底面直径为30厘米。
【专利摘要】本发明公开了一种大倾角煤层采空区注浆防火的方法,其步骤为：Ⅰ、配制固浆材料；Ⅱ、根据采空区孔隙率、走向长度和倾斜长度计算所需注浆量；Ⅲ、将确定好所需量的固浆材料放入喷壶内，自工作面风巷开始，在当前层的多个工作面液压支架移架过程中，每隔10～20米，通过喷壶向工作面液压支架之间的缝隙铺设固浆材料，每次铺设的固浆材料在水平方向上不少于20米，直至工作面机巷，形成一个固浆材料条带；Ⅳ、根据采空区的大小，重复步骤Ⅲ，从而形成多个固浆材料条带。能增大浆液流动阻力，减缓浆液流动，降低浆液紊流度，加速泥浆颗粒沉降，使黄泥浆在采空区中形成几个泥浆沉积带，达到有效阻断空气的流动、预防采空区煤自燃的目的。
【IPC分类】E21F5/00, E21F15/00
【公开号】CN104948219
【申请号】CN201510195414
【发明人】李增华, 王冕, 杨永良, 周银波, 顾范君, 季淮君
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年4月22日