一、开放采空区压注胶泥防火机制

　　向开放采空区注入胶体泥的防火机理是采空区有散热带、自燃危险带、窒息带，煤自燃发生在自燃危险带内。最易自燃的深度一般为30~60m。在离工作面30~60m的采空区域内最容易自燃的区域前的某个固定场所，按压胶体泥浆，通过控制凝胶配比和胶体时间来控制胶体泥浆的流动范围，使胶体泥浆和硅石等共同形成宽的隔离带，在隔离带内辅助注入。隔离带可以阻止黄泥流向工作面，使黄泥流向采空区更深的方向流向火源点。随着工作面的前进，采空区的顶板落下，空间逐渐减少，采空区的漏风量逐渐减少，火源点也逐渐下降，随着隔离带的提高，流向火源点的注入量也逐渐增加，采空区的填充更加严格，温度逐渐下降，注入防火效果更好

　　概括地说，在采空区域内最容易自燃的区域前注入胶体泥浆，形成隔离带，在隔离带内大量注入，破坏漏风供氧和蓄热环境，消除煤自燃。胶体泥浆是其核心技术，起到形成隔离带的作用，即①阻挡作用是防止注入浆液流入工作面，影响正常生产；②隔离作用，阻挡火源向工作面延伸；③密封作用，阻挡漏风。

　　二、胶泥防火特性

　　胶体泥浆防火技术，常用于开放式空采区和无煤柱(或小煤柱)开采的综合空采区(封闭空采区)的煤炭自燃，具有材料节约、施工强度低、防火效果显着等特点。在姚桥煤矿中，应用胶体泥浆防火技术，分别成功防治了7513综合放置面、7003综合放置面、7507综合放置面（封闭采空区）的煤炭自燃。

　　胶体泥的特性:

　　胶体泥浆由基材(水玻璃等)、凝集促进剂(碳氨、铝酸钠等)和黄泥浆(或粉煤灰浆和硅石制浆)按一定比例混合，在一定时间内控制胶体凝固化，在吸热冷却的胶体中添加填充剂，增加强度、耐热性和有效期胶体泥浆主要具有：①高固水性、固水量在80%以上；②强渗透性、渗透距离超过5m；③吸热冷却快，基材浓度为6%时，胶体吸热量在4104kJ/m3以上；④密封堵塞效果好；⑤阻塞性能高；⑥耐热稳定性好强度高，井下稳定1a以上时间；⑧成本低，技术简单，设备轻，操作方便。

　　三、应用无氨橡胶泥防火技术管理7005综合放射面开放采空区自燃

　　1、综合工作面概述

　　7005综合放置面为姚桥煤矿中央采矿区的第一个采矿面，长1649m，倾斜长159m，煤层厚5.8~4.27m，工作面采用下行u型通风系统，正常供风量为741~639m3/min。该面有10多个较大的断层，断层处煤体松弛，容易自燃。在挖掘过程中，材料通道、眼睛、刮板输送通道发生了很多断层煤层自燃现象。

　　2、上角采空区自燃原因分析

　　在7005工作面推进到1190m，突然发现该工作面角出现CO，达到22010-6，工作面第85#~110#架尾也有少量CO，之后呈上升趋势，工作面角CO稳定在(20~50)10-6.调查分析显示，其主要原因是

　　(1)工作面上出口附近有3~5个支架不放煤

　　或放煤量少，老空区遗煤量大，留有自燃危险。

　　(2)元月工作面推进速度快，达到156m，但顶板掉落不牢固，采空区注入量小(工作面长时间低，无法正常注入)，采空区漏风现象严重，即具备供氧蓄热条件。

　　(3)最近周边巷道贯通多，换气系统不稳定，工作面风量变化幅度大，风量最小时不足300m。/min（当时工作面配风量为620m3/min），形成了拉风箱效应，诱发采空区遗煤自燃。

　　3.自燃处理

　　由于工作面低落，根据上述情况，决定注入胶体泥浆，辅助注入技术措施灭火。该措施的重要技术之一是确定胶体泥浆的配比，经过实验，选择：①黄泥浆水土比为3:1(体积比)；②凝胶配比为水:水玻璃:无氨凝缩剂=94:4:2(质量比)，粘合时间约为4~5min。其技术是在现有的静压埋管注入系统中，在井下利用添加泵，按一定比例向注入管道添加凝聚剂，形成胶体泥浆隔离带，在隔离带内注入。

　　具体实施方案和过程是突击运输、注入泵，增加2次76mm注入管道约600m，其中首条管道在798#小屋开口用于注入胶体泥，第二条管道在732#小屋开口用于注入胶体泥备用管，原108mm管道在884#小屋开口用于注入。每日早班压注胶体泥浆1h、中夜班压注各3h、加强放煤、维持正常推进度和稳定工作面风量，增加到830m3/min等措施，合计压注胶体泥浆1382m3、压注4436m3、工作面推进86m，上角老空区CO下降到1510-6以下，106#、96#、85#支架尾部没有CO，危险几乎消除，工作面回收结束关闭

　　4.防火管理综合分析

　　7005综合排放面是非标准的u型通风工作面(工作面后有排水巷、材料滑动后有胡同，胡同关闭，但受回采动压力的影响，墙壁压力漏风)，11个月推进760m时，刮板输送机道后(老胡同)自燃同时说明:7005采空区自燃危险带带宽远)35~110m。在这次煤炭自燃之前，工作面的推进速度分别为110m/月、150m/月和156m/月，但远60m，工作面上巷道采空区不可避免地发生自燃。

　　考虑到这一点，7005综合放置面的配风为830m3/min，采空区的漏风率按1%计算，进风角的采空区的漏风量达到8.3m3/min，为了使这么大的漏风量注入氮300m3/h以上。7005氮气发生器的最大氮气发生能力不足300m3/h，在惰性采空区防火困难。因此，实现注氮防火是不可能的，只有堵塞风和破坏蓄热环境的方法才能实现。

　　因此，在距离工作面40m的最自燃点之前的798#小屋(固定场所)压入胶体泥，在采空区间距离工作面51.6m的884#小屋压入黄泥。这样，在798#小屋附近，注入胶体泥浆，在形成隔离带的隔离带内最容易自燃的区域注入，共同阻止自燃向工作面方向扩展的工作面的前进，采空区的顶板掉落，注入防火效果更好，达到堵塞风和破坏蓄热环境的目的，最终灭火。

　　胶体泥发挥隔离带的作用:①切断火源向工作扩展方向②密封堵塞风③防止注入液流向工作面，使注入液流向火源点，破坏蓄热环境，降温灭火。

　　四、采空区两个阻燃墙防火技术

　　工作面采空区内部漏风主要由上下两个压差引起。上下两条巷道由于支护原因在回收过程中失效，特别是采用锚网、锚支护形式的巷道，回收后失效，提高采空区漏风深度。在上下角建造墙壁后，有效堵塞两条巷子引起的漏风，起到缩小采空区域漏风宽度的作用。

　　工作面在回收过程中，每推进10-15m，在工作面上下两个落下的地方建造阻燃墙。建筑墙体材料可当场取出碎煤，按比例在碎煤中加入阻燃剂装袋，在墙面涂上聚胺脂，用黄泥接触面处理后注入凝胶材料和罗克休息材料，严禁风流从两个漏入或漏出，减少空气区域的漏风量，缩小漏风的宽度。

　　五、结论

　　(1)综合放置工作面防止开放采空区煤炭自燃的根本措施是推进度，设计合理的工作面长度，加强工作面管理，确保月推进在60m以上。

　　(2)压注胶体泥浆可在采空区内形成隔离带，方便采空区大量注浆，防止工作面推动慢时采空区煤炭自燃。

　　(3)胶体泥能否达到预期效果，重要的是控制胶的比例。因此，在实施压注胶体泥浆技术措施时，根据采空区的具体情况，采取不同配比，严格控制粘合时间，达到预期目的。