王海鹏

(潞安集团 李村煤矿,山西 长治 046600)

随着矿井开采进程的不断推进,巷道延伸变长,通风系统变得较为复杂;工作面开采深度变大,瓦斯浓度逐渐增大,煤层自燃率也逐渐增大。采高增大,采空区遗留煤量也明显增多,若采空区密封不实或作业不规范,则会存在较大的煤层自燃隐患,特别是对于本身具有自燃倾向的煤层,煤层自燃威胁更为显著[1]。而煤层的自燃多数发生在工作面、采空区、高冒区以及停采线附近,纯粹的采用注浆、喷阻化剂以及注惰性气体等方式,都存在着各自的缺陷,例如浆液无法实现对高位煤体的防治，阻化剂具有较强的化学腐蚀性，惰性气体易泄漏等等[2]。为此需要对矿井煤层自燃防灭火材料进一步优化,确保矿井能安全、经济、高效地生产。

1　试验材料及作用原理

本次试验采用凝胶泡沫作为煤层防灭火材料,主要成分由发泡剂、稠化剂以及交联剂三部分组成,将上述材料按某种配比配置成浆液,再通过氮气进行发泡处理,在所形成的泡沫外壁上稠化剂与交联剂会发生凝胶反应,从而形成凝胶防灭火材料[3-4]。

稠化剂选取聚丙烯酰胺,当与水混合之后会发生水解作用,水解之后的部分酰胺基团会被替换为羧基,具有较强的亲水性,除此之外还会分解产生部分的HPAM,它可以使高分子亲水端与水分形成氢键缔合,使溶液中的各分子之间形成紧密的网状骨架,显著提高配置浆液的粘稠度。

交联剂选取生物胶体(PX),这种交联剂与HPAM混合之后形成氢键复合物,粘度高于两者单体溶液的黏度,两者的混合同时增强了溶液的胶结性。……