MEA高分子滅火劑在大同礦區(qū)的應(yīng)用

摘 要:介紹了MEA高分子防滅火材料在大同礦區(qū)的應(yīng)用，指出了MEA在采空區(qū)滅火中具有凝膠時(shí)間短、堵漏效果好、操作工藝簡單等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞:MEA材料；滅火；應(yīng)用

大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司現(xiàn)主要開采侏羅紀(jì)煤層，煤層傾角一般為3～7°，可采煤層厚度0．8～9．0m。工作面開采方法為后退式傾斜長壁采煤法。全集團(tuán)公司47座礦井均屬易自燃和自燃礦井，發(fā)火期為3～12個(gè)月。據(jù)統(tǒng)計(jì)，集團(tuán)公司井田范圍內(nèi)先后發(fā)生自燃火災(zāi)形成火區(qū)71處，面積為2837.23萬m²。到目前為止，通過治理已注銷火區(qū)32處，注銷火區(qū)面積為673.393萬m²，現(xiàn)有火區(qū)39處，面積為2163.837萬m²，共計(jì)凍結(jié)煤5209萬t。另外，在井田范圍內(nèi)還有小煤窯火區(qū)166處，對大井的安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

由于侏羅紀(jì)煤層埋藏深度淺、煤層數(shù)量多、層間距小，在開采下部煤層時(shí)采空區(qū)頂板冒落，與上部采空區(qū)(已采完封閉)塌通，造成地表沉陷，形成眾多裂隙，加之井田范圍內(nèi)小窯越層越界、濫采亂掘的影響，采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，導(dǎo)致采空區(qū)自然發(fā)火，給礦井防滅火技術(shù)和管理工作帶來相當(dāng)大的難度。在自燃火災(zāi)防治方面，大同煤礦集團(tuán)公司因地制宜，除了采用灌漿、均壓、惰氣、阻化劑防滅火外，更是大力推廣使用了新型防滅火材料MEA進(jìn)行防滅火，成功地熄滅了挖金灣礦12^-1號層408盤區(qū)8805、忻州窯礦901巷煤炭自燃，在應(yīng)用MEA材料滅火上取得了較好的經(jīng)驗(yàn)。

1 MEA防滅火劑的滅火機(jī)理

MEA防滅火劑由幾種高分子材料及幾種阻燃材料經(jīng)特殊工藝加工而成。配水成膠后具有致密性、成膜性和附壁性。高分子材料和水均勻混合，按配比不同在不同時(shí)間內(nèi)吸水膨脹為凝膠，在成膠過程中高分子材料可吸收自身重量百倍的水分，含水量極高，具有很強(qiáng)的固水性能和吸熱降溫功能，并且高溫不易失水，失水后可再生，高分子材料膠體同水滲透到煤的裂隙中，充填包裹松散破碎煤體，膠體同煤有較強(qiáng)的吸附力，使煤體形成隔氧阻化層，隔絕煤同氧氣的接觸，達(dá)到隔氧、阻化、降溫滅火的目的。MEA防滅火材料在防滅火原理上，對原“液膜隔氧降溫”的學(xué)說有新的發(fā)展突破，其防滅火原理是從煤炭自燃機(jī)理出發(fā)的，使其具有了煤炭熱解后控制其端部自由基的特性，此滅火功效是其它材料不可替代的。

2 應(yīng)用情況

以挖金灣礦12^-1號層408盤區(qū)8805采空區(qū)為例，對MEA在大同礦區(qū)的應(yīng)用情況分析如下：

(1)現(xiàn)場情況 ： 挖金灣礦屬于正壓通風(fēng)礦井，由于周邊小窯較多，采空區(qū)外圍漏風(fēng)較大，特別是因正壓作用平常在井下取樣化驗(yàn)分析預(yù)測預(yù)報(bào)自然發(fā)火比較困難，該礦12^-1號層408盤區(qū)8805采空區(qū)著火初期，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，后因火勢擴(kuò)大，觀測到一氧化碳?xì)怏w，見到明火，先采取用水滅火，但效果不佳，并且現(xiàn)場救護(hù)隊(duì)員發(fā)現(xiàn)注水后，火區(qū)有爆炸聲響，且高溫水蒸汽返出，對救護(hù)隊(duì)員現(xiàn)場滅火很不安全。為此決定采區(qū)先在采空區(qū)外測構(gòu)筑土袋墻，防治火勢向外蔓延，同時(shí)向采空區(qū)內(nèi)打孔注入MEA滅火材料。

(2)布孔參數(shù) ： 在火區(qū)外長60m的軌道巷內(nèi)黃土袋隔爆墻體下部，先后鉆孔40個(gè)，孔深6m，孔徑41mm。

(3)MEA防滅火材料與水配比(體積比)見表l。滅火劑：水=1：180～300，封堵劑：水=1：140～180。

(4)成膠時(shí)間 ： 新型防滅火材料配水成膠時(shí)間一般為2～6 min。

(5)注漿壓力 ： 注漿壓力為2.5 MPa。

(6)施工設(shè)備及材料：TBW-50／15泥漿泵1臺(tái)，0.15m³的配液箱1個(gè)，Φ50mm吸液膠管1根，Φ25mm出液管(р>3 MPa)l根，Φ25 mm注漿管(р>3 MPa)1根。

(7)施工工藝 ： 打眼 埋設(shè)注漿管 配液 導(dǎo)入注膠管 開泵注漿 停泵 導(dǎo)出注膠管 清洗泥漿泵 封閉鉆孔。

(8)施工中出現(xiàn)的問題及采取的措施 ： 施工中出現(xiàn)的問題：漿液從鉆孔中或煤、巖體裂隙中滲透冒出。采取的措施：用棉紗擦試即可。

3 結(jié) 論

(1)MEA防滅火劑是一種配方科學(xué)、選料合理的新型高科技防滅火材料，具有很強(qiáng)的吸水性、保水性，并具有速凝、無毒、無味、無腐蝕，無污染等優(yōu)點(diǎn)。

(2)MEA防滅火材料膠體，占用設(shè)備少，工藝簡單，2～3人即可操作，勞動(dòng)強(qiáng)度小，運(yùn)輸量小(材料運(yùn)輸量可減少90％左右)，工作效率高。為現(xiàn)場施工解決了運(yùn)輸量大、用工多的難題，具有很高的先進(jìn)性。

(3)堵漏、密封效果好，可以充填、滲透到破碎帶的空隙和空間，斷絕向采空區(qū)浮煤發(fā)火供氧的來源，達(dá)到采空區(qū)滅火的目的。

(4)特別對于明火，采用MEA材料滅火結(jié)果比較好，并且可以防止用水或漿體滅明火過程中水蒸汽傷人事故發(fā)生。

作者簡介：邸學(xué)勤(1963-)男，高級工程師，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，1988年畢業(yè)于焦作礦院采礦系，現(xiàn)任大同煤礦集團(tuán)公司通風(fēng)處處長。 所在單位 大同煤礦集團(tuán)公司通風(fēng)處