MEA高分子滅火劑在大同礦區的應用

摘 要:介紹了MEA高分子防滅火材料在大同礦區的應用，指出了MEA在采空區滅火中具有凝膠時間短、堵漏效果好、操作工藝簡單等特點。 關鍵詞:MEA材料；滅火；應用

大同煤礦集團有限責任公司現主要開采侏羅紀煤層，煤層傾角一般為3～7°，可采煤層厚度0．8～9．0m。工作面開采方法為后退式傾斜長壁采煤法。全集團公司47座礦井均屬易自燃和自燃礦井，發火期為3～12個月。據統計，集團公司井田范圍內先后發生自燃火災形成火區71處，面積為2837.23萬m²。到目前為止，通過治理已注銷火區32處，注銷火區面積為673.393萬m²，現有火區39處，面積為2163.837萬m²，共計凍結煤5209萬t。另外，在井田范圍內還有小煤窯火區166處，對大井的安全生產構成嚴重威脅。

由于侏羅紀煤層埋藏深度淺、煤層數量多、層間距小，在開采下部煤層時采空區頂板冒落，與上部采空區(已采完封閉)塌通，造成地表沉陷，形成眾多裂隙，加之井田范圍內小窯越層越界、濫采亂掘的影響，采空區漏風嚴重，導致采空區自然發火，給礦井防滅火技術和管理工作帶來相當大的難度。在自燃火災防治方面，大同煤礦集團公司因地制宜，除了采用灌漿、均壓、惰氣、阻化劑防滅火外，更是大力推廣使用了新型防滅火材料MEA進行防滅火，成功地熄滅了挖金灣礦12^-1號層408盤區8805、忻州窯礦901巷煤炭自燃，在應用MEA材料滅火上取得了較好的經驗。

1 MEA防滅火劑的滅火機理

MEA防滅火劑由幾種高分子材料及幾種阻燃材料經特殊工藝加工而成。配水成膠后具有致密性、成膜性和附壁性。高分子材料和水均勻混合，按配比不同在不同時間內吸水膨脹為凝膠，在成膠過程中高分子材料可吸收自身重量百倍的水分，含水量極高，具有很強的固水性能和吸熱降溫功能，并且高溫不易失水，失水后可再生，高分子材料膠體同水滲透到煤的裂隙中，充填包裹松散破碎煤體，膠體同煤有較強的吸附力，使煤體形成隔氧阻化層，隔絕煤同氧氣的接觸，達到隔氧、阻化、降溫滅火的目的。MEA防滅火材料在防滅火原理上，對原“液膜隔氧降溫”的學說有新的發展突破，其防滅火原理是從煤炭自燃機理出發的，使其具有了煤炭熱解后控制其端部自由基的特性，此滅火功效是其它材料不可替代的。

2 應用情況

以挖金灣礦12^-1號層408盤區8805采空區為例，對MEA在大同礦區的應用情況分析如下：

(1)現場情況 ： 挖金灣礦屬于正壓通風礦井，由于周邊小窯較多，采空區外圍漏風較大，特別是因正壓作用平常在井下取樣化驗分析預測預報自然發火比較困難，該礦12^-1號層408盤區8805采空區著火初期，未能及時發現，后因火勢擴大，觀測到一氧化碳氣體，見到明火，先采取用水滅火，但效果不佳，并且現場救護隊員發現注水后，火區有爆炸聲響，且高溫水蒸汽返出，對救護隊員現場滅火很不安全。為此決定采區先在采空區外測構筑土袋墻，防治火勢向外蔓延，同時向采空區內打孔注入MEA滅火材料。

(2)布孔參數 ： 在火區外長60m的軌道巷內黃土袋隔爆墻體下部，先后鉆孔40個，孔深6m，孔徑41mm。

(3)MEA防滅火材料與水配比(體積比)見表l。滅火劑：水=1：180～300，封堵劑：水=1：140～180。

(4)成膠時間 ： 新型防滅火材料配水成膠時間一般為2～6 min。

(5)注漿壓力 ： 注漿壓力為2.5 MPa。

(6)施工設備及材料：TBW-50／15泥漿泵1臺，0.15m³的配液箱1個，Φ50mm吸液膠管1根，Φ25mm出液管(р>3 MPa)l根，Φ25 mm注漿管(р>3 MPa)1根。

(7)施工工藝 ： 打眼 埋設注漿管 配液 導入注膠管 開泵注漿 停泵 導出注膠管 清洗泥漿泵 封閉鉆孔。

(8)施工中出現的問題及采取的措施 ： 施工中出現的問題：漿液從鉆孔中或煤、巖體裂隙中滲透冒出。采取的措施：用棉紗擦試即可。

3 結 論

(1)MEA防滅火劑是一種配方科學、選料合理的新型高科技防滅火材料，具有很強的吸水性、保水性，并具有速凝、無毒、無味、無腐蝕，無污染等優點。

(2)MEA防滅火材料膠體，占用設備少，工藝簡單，2～3人即可操作，勞動強度小，運輸量小(材料運輸量可減少90％左右)，工作效率高。為現場施工解決了運輸量大、用工多的難題，具有很高的先進性。

(3)堵漏、密封效果好，可以充填、滲透到破碎帶的空隙和空間，斷絕向采空區浮煤發火供氧的來源，達到采空區滅火的目的。

(4)特別對于明火，采用MEA材料滅火結果比較好，并且可以防止用水或漿體滅明火過程中水蒸汽傷人事故發生。

作者簡介：邸學勤(1963-)男，高級工程師，內蒙古豐鎮人，1988年畢業于焦作礦院采礦系，現任大同煤礦集團公司通風處處長。 所在單位 大同煤礦集團公司通風處