CN104402506A

CN104402506A - 一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料

Info

Publication number: CN104402506A
Application number: CN201410636612.XA
Authority: CN
Inventors: 王文; 李化敏; 李金旺; 叶云娜; 刘闯; 侯安琪
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2034-11-12
Also published as: CN104402506B

Abstract

本发明涉及一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，其由以下重量百分比的材料组成：憎水性膨胀玻化微珠15～25％、普通硅酸盐水泥42.520～30％、水40～50％、JW-I萘系缓凝高效减水剂0.1～0.2％、发泡剂铝粉2.0～3.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥3.0～4.0％、可分散性乳胶粉0.3～0.6％、羟丙基甲基纤维素0.10～0.30％和赤泥4～6％混合均匀在一起组成，且各个组分的重量百分比之和为100％。本发明的充填材料较好的降低了充填体的质量，并且充填体具有耐高温特性，具有较好的塑性，成功的实现了干料输送，避免了堵管现象，避免了因重量大而下坠的问题，同时有效地解决井下高冒区易产生瓦斯积聚瓦斯自燃等灾害，并能更好的解决高冒区仍处于不稳定状态，可能出现新的更大范围的顶板垮落现象。

Description

一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料

技术领域

本发明涉及井下巷道高冒区、采场冒顶区隔离防火充填材料，特别是一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，用于煤矿煤层巷道掘进过程中出现的巷道高冒区充填及采场冒顶隔离防火充填，属于井下巷道高冒区、采场冒顶区隔离防火充填技术。

背景技术

在煤矿开采过程中，在煤层煤巷、采场或受构造影响区域，巷道顶板稳定性差，顶板易冒落，形成巷道高冒区及采场冒顶区域，高冒区的长期存在会给煤矿生产带来安全隐患。巷道高冒区及采场冒顶区的存在，给煤矿安全生产带来的危害主要表现在以下方面：其一是高冒区易发生在巷道顶板为松软煤层的条件下，而大部分煤层具有自燃发火特性，高冒区内煤层处于良好供氧但极低风速或无风区，氧化产生的热量聚集且不容易散放，从而引起自燃；其二是高冒区内和采场冒顶区内易产生瓦斯积聚，出现瓦斯超限现象，自燃发火和瓦斯积聚叠加会发生瓦斯爆炸，安全风险更大；其三是若高冒区不及时处理，该冒顶区仍处于不稳定状态，可能出现新的更大范围的顶板垮落现象，诱发新的冒顶事故。

长期以来，煤矿企业十分重视高冒区问题，处理高冒区的方法主要有三种方法：一是木垛充填法，该方法是人工进入冒顶区，将木料码放成井型垛式支撑冒顶区顶板，第二种方法是用粉煤灰，黄土或其他材料装袋后，人工进入冒顶区码放充填；三是采用发泡树脂、马丽散、波雷因材料罗克休、瑞米材料及FCC等有机材料，用压力泵送充填。前两种方法充填效率低、人员安全危险性很大，充填密闭效果差；第三种方法采用的属有机化学材料，充填后放热聚集而引发自燃，在煤矿中曾发生过因充填有机材料而自燃的安全事故，且该类充填材料成本较高。因此，寻求新的不燃、轻质、无机材料为冒顶区进行充填是本领域技术人员所关心的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，可有效解决现有技术充填效率低，人员安全危险性大，充填密闭效果差，充填后放热聚集而引发自燃，造成安全事故，且充填材料成本较高的问题。

本发明解决的技术方案是，本发明提供了一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，其特征在于，其由以下重量百分比的材料组成：憎水性膨胀玻化微珠15～25％、普通硅酸盐水泥42.5 20～30％、水40～50％、JW-I萘系缓凝高效减水剂0.1～0.2％、发泡剂铝粉2.0～3.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥3.0～4.0％、可分散性乳胶粉0.3～0.6％、羟丙基甲基纤维素0.10～0.30％和赤泥4～6％混合均匀在一起组成，且各个组分的重量百分比之和为100％。

进一步，作为优选，所述的憎水性膨胀玻化微珠的重量分数为18～22％、普通硅酸盐水泥42.5为23～28％、水为41～46％、JW-I萘系缓凝高效减水剂为0.14～0.18％、发泡剂铝粉为2.2～2.6％、速凝剂硫铝酸盐水泥为3.2～3.6％、可分散性乳胶粉为0.35～0.55％、羟丙基甲基纤维素为0.20～0.27％和赤泥为4.5～5.5％，且均匀混合在一起。

进一步，作为优选，所述的憎水性膨胀玻化微珠的重量分数为20％、普通硅酸盐水泥42.5为25％、水为43％、JW-I萘系缓凝高效减水剂为0.16％、发泡剂铝粉为2.3％、速凝剂硫铝酸盐水泥为3.4％、可分散乳胶粉为0.5％、羟丙基甲基纤维素为0.25％和赤泥为5.39％，且均匀混合在一起。

进一步，作为优选，所述的憎水性膨胀玻化微珠的重量分数为16％、普通硅酸盐水泥42.5为30％、水为41％、JW-I萘系缓凝高效减水剂为0.1％、发泡剂铝粉为3.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥为4.0％、可分散性乳胶粉为0.3％、羟丙基甲基纤维素为0.1％和赤泥为5.5％，且均匀混合在一起。

进一步，作为优选，所述的憎水性膨胀玻化微珠重量分数为25％、普通硅酸盐水泥42.5为20％、水为45％、JW-I萘系缓凝高效减水剂为0.2％、发泡剂铝粉为2.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥为3.0％、可分散性乳胶粉为0.4％、羟丙基甲基纤维素为0.15％和赤泥为4.25％，且混合均匀在一起。

本发明具有耐高温特性，凝结快，终凝时间短，粘结强度高，抗压强度达到3.75Mpa，质量轻，是煤矿井下冒落区隔离防火充填材料上的创新。本发明的充填材料较好的降低了充填体的质量，并且充填体具有耐高温特性，具有较好的塑性，该充填体密度为405Kg/m3，凝结时间为初凝≤5min，终凝≥10min，3d抗压强度0.589MPa，压缩变形率为2.4％。本发明成功的对高冒区进行充填，由于其质量轻，避免了因重量大而下坠的问题，同时有效地解决井下高冒区易产生瓦斯积聚瓦斯自燃等灾害，具有良好的经济和社会效益。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例1

本发明提供的一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，由以下重量百分比计的材料组成：憎水性膨胀玻化微珠18～22％、普通硅酸盐水泥42.5 23～28％、水41～46％、JW-I萘系缓凝高效减水剂0.14～0.18％、发泡剂铝粉2.2～2.6％、速凝剂硫铝酸盐水泥3.2～3.6％、可分散性乳胶粉0.35～0.55％、羟丙基甲基纤维素0.20～0.27％和赤泥4.5～5.5％混合均匀在一起组成。

实施例2

本发明提供的一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，由以下重量百分比计的材料组成：憎水性膨胀玻化微珠20％、普通硅酸盐水泥42.5 25％、水43％、JW-I萘系缓凝高效减水剂0.16％、发泡剂铝粉2.3％、速凝剂硫铝酸盐水泥3.4％、可分散乳胶粉0.5％、羟丙基甲基纤维素0.25％和赤泥5.39％混合均匀在一起组成。

实施例3

本发明提供的一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，由以下重量百分比计的材料组成：憎水性膨胀玻化微珠16％、普通硅酸盐水泥42.5 30％、水41％、JW-I萘系缓凝高效减水剂0.1％、发泡剂铝粉3.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥4.0％、可分散性乳胶粉0.3％、羟丙基甲基纤维素0.1％和赤泥5.5％混合均匀在一起组成。

实施例4

本发明提供的一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，由以下重量百分比计的材料组成：憎水性膨胀玻化微珠25％、普通硅酸盐水泥42.5 20％、水45％、JW-I萘系缓凝高效减水剂0.2％、发泡剂铝粉2.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥3.0％、可分散性乳胶粉0.4％、羟丙基甲基纤维素0.15％和赤泥4.25％混合均匀在一起组成。

上述参照实施例对该煤矿井下冒落区隔离防火充填材料进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可根据所限定的范围例举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

本发明充填材料较好的降低了充填体的质量，并且充填体具有耐高温特性，具有较好的塑性，对本发明充填材料进行产品检测得出充填体密度为405Kg/m3，凝结时间为初凝≤5min，终凝≥10min，3d抗压强度0.589MPa，压缩变形率为2.4％。

本发明的使用，成功的实现了干料输送，避免了堵管现象，在潞安集团常村矿实行了现场充填，成功解决了煤矿井下巷道高，冒落区不易从下到上充填的问题；该物料与水结合后，凝结快，终凝时间5-10min，粘结强度高，抗压强度达到3.75Mpa；质量轻(350kg/m³)，成功的对高冒区进行充填，由于其质量轻，避免了因重量大而下坠的问题，同时有效地解决井下高冒区易产生瓦斯积聚瓦斯自燃等灾害，并能更好的解决高冒区仍处于不稳定状态，可能出现新的更大范围的顶板垮落现象，诱发新的冒顶事故，是煤矿井下冒落区隔离防火充填材料上的创新，具有良好的经济和社会效益。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，其特征在于，其由以下重量百分比的材料组成：憎水性膨胀玻化微珠15～25％、普通硅酸盐水泥42.520～30％、水40～50％、JW-I萘系缓凝高效减水剂0.1～0.2％、发泡剂铝粉2.0～3.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥3.0～4.0％、可分散性乳胶粉0.3～0.6％、羟丙基甲基纤维素0.10～0.30％和赤泥4～6％混合均匀在一起组成，且各个组分的重量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，其特征在于，所述的憎水性膨胀玻化微珠的重量分数为18～22％、普通硅酸盐水泥42.5为23～28％、水为41～46％、JW-I萘系缓凝高效减水剂为0.14～0.18％、发泡剂铝粉为2.2～2.6％、速凝剂硫铝酸盐水泥为3.2～3.6％、可分散性乳胶粉为0.35～0.55％、羟丙基甲基纤维素为0.20～0.27％和赤泥为4.5～5.5％，且均匀混合在一起。

3.根据权利要求1所述的煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，其特征在于，所述的憎水性膨胀玻化微珠的重量分数为20％、普通硅酸盐水泥42.5为25％、水为43％、JW-I萘系缓凝高效减水剂为0.16％、发泡剂铝粉为2.3％、速凝剂硫铝酸盐水泥为3.4％、可分散乳胶粉为0.5％、羟丙基甲基纤维素为0.25％和赤泥为5.39％，且均匀混合在一起。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，其特征在于，所述的憎水性膨胀玻化微珠的重量分数为16％、普通硅酸盐水泥42.5为30％、水为41％、JW-I萘系缓凝高效减水剂为0.1％、发泡剂铝粉为3.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥为4.0％、可分散性乳胶粉为0.3％、羟丙基甲基纤维素为0.1％和赤泥为5.5％，且均匀混合在一起。

5.根据权利要求1所述的煤矿井下冒落区隔离防火充填材料，其特征在于，所述的憎水性膨胀玻化微珠重量分数为25％、普通硅酸盐水泥42.5为20％、水为45％、JW-I萘系缓凝高效减水剂为0.2％、发泡剂铝粉为2.0％、速凝剂硫铝酸盐水泥为3.0％、可分散性乳胶粉为0.4％、羟丙基甲基纤维素为0.15％和赤泥为4.25％，且混合均匀在一起。