[发明专利]采空区防火堵漏增稠粉煤灰浆液及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防火堵漏浆液及制备方法，尤其是一种适用于煤矿井下煤炭自燃及瓦斯向工作面涌出的采空区防火堵漏增稠粉煤灰浆液及制备方法。

背景技术

煤炭自燃是我国矿井主要自然灾害之一。在我国国有重点煤矿中，煤炭自燃火灾引起的火灾约占矿井火灾总数的90％，我国的新疆、宁夏、内蒙等省还存在着大面积的煤田火灾，每年烧损煤量1000～1360万吨，经济损失超过200亿元，此外煤炭自燃还产生大量的SO₂、CO、CO₂气体，严重污染环境，造成人员伤亡。为此，煤矿安全规程规定，煤矿要进行预防性灌浆。由于粉煤灰注浆设施简单，成本低，制浆容易，所以许多煤矿都应用粉煤灰灌浆防治煤炭自燃，但粉煤灰浆液中水和灰容易分离、容易堵塞管路、使管道磨损严重以及工作面积水严重等问题一直困扰着它的应用。

由于粉煤灰基本不含可燃物和助燃物，属于惰性材料，比重为0.7，浸水后体积缩比为0.586。停止流动的灰浆立即脱水沉淀，沉淀后的堆积体具有抗压能力；粉煤灰的颗粒能充填微小裂隙和空洞，具有隔风和堵水的作用，粉煤灰的堆积体(失水后)松散易清除，无腐蚀性。注入封闭区内的粉煤灰浆液流到煤体时，便开始脱水沉淀。一定时间后，粉煤灰充满封闭区内的所有空间，可以达到隔绝采空区、杜绝新鲜空气的供给，包裹煤体、防止煤炭氧化发热，降低火区温度的防灭火目的，从而隔绝空气起到防灭火的作用。

在实际灌浆中，受实际输送距离、灌浆方式、灌浆材料以及季节等因素的影响，灌浆效果受水灰比的影响较大。灰水比太大则容易堵塞管路；灰水比太小则耗水量大。总之，现有灌浆存在以下问题：

(1)尽管灰水比很低，但粉煤灰颗粒还是容易堵塞管路，而且管路磨损大；

(2)管道磨损严重；

(3)浆液浓度低，防灭火效果不理想；

(4)目前采取的粉煤灰灌浆水量大，工作面运输道容易出现积水现象。

发明内容

本发明的目的是针对现在技术中存在的问题，提供一种浆液制备容易，方法简单，效果好的采空区防火堵漏增稠粉煤灰浆液材料及制备方法。

本发明采空区防火堵漏的增稠粉煤灰浆液：水70％～80％，粉煤灰18％～25％，增稠剂0.6～4％，分散剂0.2％～3％，按质量百分比混合均匀。

所述的增稠剂采用高吸水树脂、乙酰化二酸双淀粉钠或羟丙基甲基纤维素；所述的分散剂采用聚乙烯醇、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。

本发明采空区防火堵漏的增稠粉煤灰浆液的制备方法：在注浆池内注入质量百分比为70％～80％的水，然后注入质量百分比为18％～25％的粉煤灰，搅拌混合后，在其中加入质量百分比为0.6～4％的增稠剂和质量百分比为0.2％～3％的分散剂，充分搅拌均匀即制成增稠粉煤灰浆液。

有益效果：利用矿井的注浆系统，在粉煤灰浆液中加入一定量的增稠剂，形成增稠粉煤灰浆液。克服了普通粉煤灰浆液水灰易分离、容易堵塞管路、管道磨损严重、工作面积水严重等问题，由于加入了稠化剂，减缓了粉煤灰颗粒沉降，防止堵管、减少管道磨损，并可提高浆液浓度，提高浆液保水性，提高其防灭火效果。增稠粉煤灰通过在回风巷侧埋管实施采空区随采随灌，增稠粉煤灰具有良好的堵漏效果，有效阻塞原有采空区落煤的漏风通道，会在采空区靠近上山侧，形成一个相对封闭的采空区落煤与粉煤灰浆液混合体，有效减少工作面与采空区之间的漏风。漏风量的降低，不仅可以减少涌向工作面的瓦斯量，而且对采空区防火有重大的意义，因为在相同的采空区冒落条件下，较小的漏风量可以直接影响采空区自燃“三带”的范围，降低采空区自然发火的可能性。

具体实施方式

实施例一、水80％、粉煤灰18％、高吸水树脂、乙酰化二酸双淀粉钠或羟丙基甲基纤维素增稠剂1.8％、聚乙烯醇、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠分散剂0.2％；

将上述物质按质量百分比混合均匀即可使用，具体制备方法如下：

在现场注浆池内注入质量百分比为80％的水，然后注入质量百分比为18％的粉煤灰，搅拌混合后，在其中加入质量百分比为1.8％的高吸水树脂、乙酰化二酸双淀粉钠或羟丙基甲基纤维素增稠剂、质量百分比为0.2％的聚乙烯醇、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠分散剂，充分搅拌均匀即制成增稠粉煤灰浆液。

实施例二、水75％、粉煤灰21.4％、高吸水树脂、乙酰化二酸双淀粉钠或羟丙基甲基纤维素增稠剂0.6％、聚乙烯醇、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠分散剂3％；

将上述物质按质量百分比混合均匀即可使用，具体制备方法如下：