摘要：在火区进行灭火作业时，注浆封闭如果没有达到预期效果，则会在很大程度上降低灭火的质量。因为在注浆时封闭不严则会导致火区漏风，致使复燃情况出现，同时还会增加灭火的经济成本。传统煤田灭火方法一般会通过黄土泥浆，从而对火区进行有效的封闭，但是这种方法在黄土较少且含沙量丰富的地区并不适用。基于此，本文对矿用固化泡沫水泥浆在煤田灭火中的应用进行分析，希望可以为相关领域提供一些借鉴意义。
关键词：矿用；固化泡沫水泥浆；煤田灭火
在经过较长的努力后，我国对于煤田的火灾治理方面积累了一定的经验，并且已经拥有了比较成熟的灭火技术。但在进行实际灭火作业时，仍然会存在一些不良因素，影响灭火的效果，如：部分火区底部会直接与空洞、巷道相连接，如果在这些空区中进行注水注浆，就会使得水以及浆液直接流走，无法实现良好的灭火效果。还有部分火区附近区域黄土稀缺，使得注浆封闭效果无法达到预期目标。更有一些火区因为下部正在进行煤矿开采，在进行注水注浆后会进入到巷道内，使得开采作业无法正常进行。为了有效的解决上述问题，我国开始采用矿用固化泡沫水泥浆来进行煤田灭火，以下对此进行深入的分析和探讨。
1.应用方法
1.1钻孔布设
按照大部分矿用固化泡沫水泥浆来进行实验，在实验操作中一般会将钻孔布设间距设置为8m。如果要使注浆作业实现密闭帷幕的效果或是用于其他操作，则可以按照注浆的实际要求来对钻孔间距和具体的位置进行调整。对于钻孔的具体深度，需要结合实际情况来分析。
如果火区是由纯裂隙进行填充而成，则进行钻孔时最低深度必须要在燃烧煤层的顶板位置。如果火区下部存在一定规模的空区，在应用水泥浆对空区进行填充时，可以直接利用钻孔打到空区所在区域，一旦钻孔进入到指定区域就会出现下掉，则可以据此来判断出具体的位置。如果在发生火灾时火区下部正在进行煤矿开采，则应该利用水泥浆将煤矿巷道和正在燃烧的区域进行有效的隔离，防止在注水注浆的过程中会有部分浆液和水进入到巷道当中。在进行钻孔时，一般可以将其打入至巷道的顶端或者燃烧煤层的底板。需要注意的是，一定不能将钻孔打入至巷道内。
1.2钻孔准备
在进行钻孔前，应该先对孔壁进行检查，确保其完整。花管应该下入至钻孔的底端，实管则一般会设置在钻孔口。在实管上需要焊接一个母接头，以此来和注浆管进行连通。为了有效的确保注浆的压力，在进行注浆操作前需要对孔壁以及套管间的缝隙进行有效的封闭，防止在注浆时出现压力外泄的情况，降低注浆质量。在火区内，岩石大多数已经呈现为破碎的状态且大部分钻孔口有所损坏，在这种情况下，难以利用套管封堵器进行操作。为了可以对孔口进行有效的封闭，需要先清理干净注浆孔的附近位置及其外环缝隙，正常情况下清理的深度需要达到1~2m，然后再用充填材料完成填补工作。如果实管的长度没有达到2m，则可以先将花管进行包裹，防止其被填充材料封堵，对注浆操作产生不良影响。在完成环状间隙的密封后，需要将PE管下入到钻孔内，一般深度为一寸，管长需要低于套管大概10m。将PE管一侧连接和公接头相连，同时用铁丝进行捆扎。在下入PE管的过程中，每当间隔2~ 3m的时候需要用刀片切割一层小口，防止水泥浆将PE管顶破堵塞套管。
1.3水灰比和用量
对于矿用固化水泥浆而言，其流动性随着水灰比的上涨则效果更好，而当水灰比减小时，其堆积性则会变得更好。因为厂家所生产的每种材料会具有一定的性能上的差异，因此水灰比无法确定准确的数值。一般需要在现场进行试验，从而确定具体的水灰比。正常情况下，在对火区下部的空区进行填充时，应该利用堆积效果良好的水泥浆，防止出现材料流失的问题。针对裂隙的填充，则一般会选择流动效果显著的浆液进行填充。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于充填材料在实际操作中的用量，可以利用以下公式来完成计算：材料体积×发泡倍数=填充体积。在进行实际灭火时，一般难以得知准确的孔隙率、空洞体积等数据。因此，一般会先对裂隙、空洞等进行填充。
1.4注浆填充
在明确注浆填充需要实现的目的后，需要对钻孔进行降温处理，然后再进行注浆作业。下面以某厂所生产的矿用固化泡沫水泥浆为例，对其注浆流程进行简述。该水泥浆料的组成包括：A材料、B 材料以及发泡剂。A、B材料在与水分别进行混合时一般不会出现凝固，但如果将这两种材料同时进行混合，则能够实现良好的固化充填。在浆液完成凝固以后，会具有较强的稳定性，则不会受到水流冲击的影响。发泡剂则主要是用于将水泥浆进行膨胀，从而实现节约材料的作用。此注浆系统的组成部分包括：加料台、蜗杆泵、输浆管等。将A、B材料按照规定的水灰比进行搅拌，再由输浆管进行传送直到进入蜗杆泵当中，通过高压输浆管进行混合，最终注入到钻孔内。在这一过程中，发泡机需要将发泡剂运送至搅拌罐当中，从而对发泡倍数进行有效的掌控。在注浆压力不断上涨直到泵压后，就可以结束注浆。完成注浆后，需要先通过泄压阀将孔内存在的压力排泄干净，然后再将高压输浆管进行拆除，否则将会出现安全隐患。
2.固化泡沫水泥浆的应用和意义
首先，在进行注浆时可以保障良好的封闭效果，利用灭火作业的顺利完成，有效减少复燃问题的出现。传统注浆技术在很大程度上受到黄土的影响，含沙量和碎石等问题都会对注浆封闭操作产生不良影响。而且传统注浆技术一般多为常压注浆，无法确保浆液的扩散效果。而对于矿用固化泡沫水泥浆而言，在其正式应用时会在搅拌罐里完成水泥浆的一系列配置，所得到的浆液纯度非常高。另外，应用高压输浆管对水泥浆进行加压，保障了浆液的有效扩散，从而实现效果良好的裂隙封闭。
其次可以对空区进行有效的封堵，从而确保注浆的效果和效率。在对煤田进行灭火时，经常会出现钻孔底部和空区相连的情况。如果应用传统注浆方法，除了消耗的时间过长外，注浆操作的质量也无法得到保障，并且会造成大量的人力物力资源的浪费。而应用矿用固化泡沫水泥浆，则可以对其水灰比进行相应的调整，从而保障浆液的堆积效果，以此来实现有效的封堵。
最后，在进行煤田灭火时，由于注水会流入至巷道内，从而对煤矿开采造成严重的不良影响，并且还会伴随一定的安全隐患。在这种情况下，通过矿用固化泡沫水泥浆可以先对燃烧体的裂隙进行有效的封闭，然后将其和巷道进行隔离，在火区注入一定量的水，从而解决煤田灭火和煤矿开采的问题。
结束语：
总而言之，在进行煤田灭火时，科学合理的应用矿用固化泡沫水泥浆具有十分重要的现实意义。该项灭火技艺有利于解决空区的填充、火区复燃等一系列问题。但是固化水泥浆本身价格比较高昂，在进行注浆操作时需要耗费较高的成本，因此在当前还没有得到较为广泛的应用。在未来，还需要对其进行深入的研究，希望可以降低有效的降低固化水泥浆的经济成本，从而有效的应用于煤田灭火当中。
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论文作者:李宏生
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/7
标签：水泥浆论文; 煤田论文; 注浆论文; 钻孔论文; 水灰比论文; 浆液论文; 巷道论文; 《基层建设》2018年第34期论文;