MAB封堵剂在煤矿防灭火中的应用

段法坦

（山东能源肥矿集团 曹庄煤矿，山东 肥城 271601）

煤炭自燃是我国矿井的主要自然灾害之一，我国煤矿自燃发火非常严重，有56%的煤矿存在自燃发火问题，一旦发生，不仅威胁煤矿工人的生命安全，影响正常的生产安排，打乱各项工作秩序，并且还会导致煤炭资源的严重浪费，给企业造成巨大经济损失。为了防治煤炭自燃，通常在易发生煤炭自燃的采空区中喷洒一层使煤和空气隔离的防灭火材料。曹庄煤矿现正常

开采的煤层有煤 3、7、8、9、10 共 5 层煤，其中煤 3、煤 9、煤 10 有自燃发火倾向，自燃发火期6～12个月，目前采用的传统防灭火措施主要是向采空区灌注粘土浆来进行降温和降低CO浓度。

1 传统防灭火注浆方法

1.1 注浆工艺流程

采用肥城粘土加水经NL12型制浆机制成水土比6∶1的粘土浆（比重1.08），搅拌均匀后用 NBB260/7型泥浆泵经井下管路输送到采空区。

1.2 存在的缺点

由于工作面停采线采空区受采动矿压影响，底板、煤壁破坏严重，且存在高冒区，粘土浆不易保存，粘土浆中粘土颗粒细、吸水性差，与残留煤矸吸附性差，不能均匀覆盖浮煤，只流向地势低的部位，且易跑浆，既浪费材料，又达不到理想的防灭火效果。

2 MAB封堵剂注浆方法

即在传统防灭火注浆法的基础上，在粘土浆中加入一种新型添加剂（MAB封堵剂）。MAB封堵剂是在对燃烧机理进行深入研究的基础上，运用胶体化学、燃烧化学煤化学及高分子化学的相关理论研制成功的新型防灭火材料。它是由几种高分子材料及多种无机阻燃材料经特殊工艺加工而成的。可广泛应用于扑灭地面煤田的自燃火灾、煤矿矸石山火灾及煤矿井下自燃火灾。

2.1 MAB封堵剂的特点

（1）MAB封堵剂呈白色或灰白色粉末状，无毒、无味、无污染、无腐蚀性。（2）MAB胶体可耐800-1000℃的高温，伴随燃烧的全过程持续有效，保水、固水时间长，使燃烧体表面形成隔热、隔气的焦化层，有效提高阻燃效果和防灭火功效，同时材料含有抑制燃烧时的烟雾及阻断自由基链式反应的物质，可全面提高灭火效能和灭火速度，有效阻止复燃，并有失水再生能力。（3）MAB封堵剂配水成形后形成的胶体呈“软固体状”，具有致密性、成膜性，和极强的挂壁性，对煤壁及其裂隙具有粘附、填充的作用，胶体连续性好，有良好的散热能力，可恢复并加强破碎煤体的整体散热功能。MAB封堵剂胶体在井下潮湿环境中保水时间1年以上，足以保证工作面采空区防漏风效果及防火降温的要求。

2.2 MAB封堵剂使用方法

2.2.1 配制好的粘土浆中，抽到一搅池后，在一搅拌池中加入MAB封堵剂，用搅拌机搅拌均匀后，放入二搅拌池，进一步充分搅拌，利用NBB260/7型泥浆泵经井下注浆管路注入采空区。粘土——皮带——NL12制浆机（加水）——储浆池——一搅池 （加入MAB封堵剂）——二搅池——NBB260/7泥浆泵——注浆管路系统——工作面停采线采空区。

2.2.2 MAB 封堵剂配置比例：1 吨水加入 20—25KgMAB封堵剂。

2.3 粘土浆加入MAB封堵剂的优点

加入MAB封堵剂后，粘土浆成胶体状，粘稠度高，且具有润滑性，能够减少管路阻力和在管路中的沉淀物，因此，可适当增加粘土浆的比重和降低泥浆泵的流量和流速，从而加大粘土的单位时间注浆量和延长粘土胶体在采空区的沉淀吸附时间，并增加了粘土浆的挂壁及残留煤矸的吸附能力，最终达到堵漏和防灭火的效果。

3 效果检验

曹庄煤矿9401工作面回采后，停采线采空区有发火迹象，造成温度和CO浓度升高，对10401工作面的开采形成了很大隐患，采取传统注浆方法对九层煤停采线采空区进行粘土浆注浆，从2010年4月2日—4月8日对9401工作面停采线进行了间歇式粘土浆注浆（每天注浆3小时），注浆量210m3（含粘土33.6t），但由于传统注浆法所注入的黄土浆颗粒非常细，沿破碎带从10401运中巷顶板全部漏出来，既浪费了材料，又没达到灭火降温的效果。

但采用MAB封堵剂注浆法，粘土浆比重：1.13，MAB封堵剂配比：1吨粘土浆加20KgMAB封堵剂，仅用了40分钟，10401运中原漏浆点只有少量水漏出，粘土都留在了采空区，通过密闭内气体及温度检测：CO降为0，温度降到25℃，实现了堵漏和防灭火的双重效果，既节约了时间、材料和人工，又消除了10401工作面回采的安全隐患，经济效益非常可观。

4 结语

MAB封堵剂注浆法广泛适用于高冒区及破碎带、密闭的填充、堵漏风及降温等防灭火工作，开辟了防灭火技术的新领域，同时还可推广应用到裂隙堵水工程，为防治水工程提供了新思路和新方法。

[1]李学诚.中国煤矿安全大全[M].北京∶煤炭工业出版社，1998

[2]王德明，李增华，秦波涛，等.一种防治矿井火灾的绿色环保新材料的研制[J].中国矿业大学学报，2004，33(2)