[发明专利]一种井下巷道用封堵材料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下巷道用封堵材料及其使用方法。

背景技术

煤矿开采的采空区裂隙发育，漏风严重，易引起煤自燃火灾，同时采空区内的瓦斯容易随漏风涌入生产区域，威胁安全生产。例如，神华宁夏煤业集团的白芨沟煤矿的2521-2工作面回风侧漏风量达到1500~1800m³/min，出现工作面配风困难，掘进面瓦斯涌出大的问题。

神华宁夏煤业集团的白芨沟煤矿的2521工作面开采初期，从工作面进回风量分析，已发现漏风现象（回风大于进风约200m³/min），2521-2工作面前方接续的回顺掘进期间，回一川向北掘进约100米时，风筒出口风量为380m³/min，后巷回风量为1000m³/min。由于漏风，将采空区瓦斯带出，回风流瓦斯浓度达到0.7%，局部高顶部瓦斯浓度达到1.5%。为了抑制瓦斯涌出，在回顺设置临时风门，通过调量窗调节，使回风风量与风筒出口风量保持一致后，风流中瓦斯浓度恢复正常，但回顺掘进还有400米，在巷道内设置风门，给行人运料带来不便，同时给管理带来了困难，且巷道形成后漏风情况仍然存在，工作面配风仍然出现困难。

此外，神华宁夏煤业集团的白芨沟煤矿早在4521、2421工作面生产时就出现漏风严重的问题，为消除漏风，被迫在井底安装与主扇同等能力的辅助通风机（辅扇）采用抽压结合的方法控制漏风，保证了4521、2421条带各分层工作面的顺利开采。但使用辅扇均压通风，对监测井下采空区自燃发火不利，不能及时发现采空区自燃情况，增加了发火预测预报难度。且使用辅扇通风后，通风系统复杂，增加了通风系统管理难度，降低了系统抗灾防灾能力。同时使用与主扇同等能力的320KW辅扇后，年耗电量增加了140.16万度，增加费用72.88万元。另外采取喷涂混凝土封堵漏风，前后喷涂巷道260米，虽然消除了漏风通道，控制了瓦斯涌出，但在工作面回采过程中，巷道支护材料无法回收，造成28465.5吨金属支架一次性投入后不能复用。

在新型封堵材料出现后，先后使用过聚氨酯、罗克休、马丽散、瑞米喷涂等化学材料，虽然封堵漏风效果较好，但这些材料单价都在20000~30000元/吨，使得封堵巷道每米成本超过10000元。因为需要大量应用，投入费用昂贵，因此治理大范围漏风问题成本高。

由此可见，采用现有治理漏风的技术需要增加大型通风设备，由此造成通风系统复杂；或者封堵漏风效果差、劳动强度大、工效低；或者化学材料投入成本高，难以大量应用等一系列问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的井下巷道用封堵材料，在井下巷道喷涂使用时，它可以有效控制漏风，封堵瓦斯涌出，稳定通风系统，保证工作面正常生产；且原料易得、制备简单、成本低，适合大量使用；附壁性好、工效高，封堵漏风效果好；剥离性好，在工作面的回采过程中，可以容易地对巷道支护材料进行回收，从而使得支护材料可以重复使用，降低成本。

本发明提供的井下巷道用封堵材料，以重量份计，其包括以下组分：

水泥：1.0份；

土：1.5~2.5份；

混凝土速凝剂：0.03~0.08份。

所述水泥没有特别地限制，可以使用本领域中已知的各种市售水泥。优选使用硅酸盐类水泥。所述硅酸盐类水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。所述水泥是起凝固作用。

所述土可以为粘土和/或黄土。若土含水量较高，一般在使用前需干燥。所述土在所述井下巷道用封堵材料中作为基料使用，其粘性好、柔软、附壁性好，剥离性好。

所述混凝土速凝剂没有特别地限制，可以使用本领域中已知的各种市售混凝土速凝剂。优选使用铝氧熟料-碳酸盐类混凝土速凝剂，其包括红星Ⅰ型、711型和782型混凝土速凝剂。所述混凝土速凝剂可以使得喷涂后浆体的附壁性好、初凝时间短，有一定塑性强度，不易龟裂。

更优选地，所述水泥为普通硅酸盐水泥（例如425#普通硅酸盐水泥）；所述土为黄土；所述混凝土速凝剂为红星Ⅰ型混凝土速凝剂。此时，所述井下巷道用封堵材料成本低、附壁性好，剥离性好。