一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法技术

本发明专利技术涉及煤矿安全技术领域，具体涉及一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法。所述方法利用风流沿漏风通道运移的特点，以漏风为载体，利用喷雾装置的不同管路和喷头，将雾化后的材料A和B输送至2GN00工法采煤后形成的采空区内，两种材料在采空区及漏风通道内进行反应后，堵塞煤的孔隙和粘附于煤岩体表面，并在表面交联成胶，形成一层覆盖膜，减少煤中活性基团与氧的接触，以达到精准堵漏的目的。采用本发明专利技术的方法进行堵漏，不但便利，还提高了封堵的精准性。高了封堵的精准性。高了封堵的精准性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法


[0001]本专利技术涉及煤矿安全材料
，具体涉及一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法。

技术介绍

[0002]煤炭自燃严重地威胁着矿井的安全生产，充填堵漏风是防治煤炭自燃的关键技术。目前，矿井裂隙堵漏技术根据位置的不同可以分为巷道裂隙堵漏技术和采空区堵漏技术。巷道裂隙主要是采用喷涂堵漏材料的方式进行堵漏，使用的材料主要分为无机和有机两大类。无机类主要包括混凝土、水泥砂浆、粉煤灰以及凝胶等，使用廉价的无机充填堵漏材料具有价格便宜，来源广泛的特点。但是，无机类材料大多不具有韧性、容易随矿山压力变化而破碎形成一定的漏风通道，难以满足持久堵漏风。
[0003]相比无机充填堵漏材料，采用有机高分子充填堵漏材料具有固化时间可控、可膨胀、气密性好，能承受一定岩层运动等特点，体现了良好的使用性能。但是，现有的高分子泡沫材料在充填过程中，反应放出大量的热，容易引发次生灾害。
[0004]上述两种类型的材料都难以满足“2GN00”无煤柱前进式开采堵漏的需求，这是因为切顶或充填形成的留巷容易受多次采动影响从而产生墙体接顶困难、接帮不实的情况，此外，留巷墙体也常常被压裂变形，导致附着在墙体的材料脱落或者开裂，从而导致新的漏风通道的产生，需要进行反复喷涂才能解决漏风问题，因此，从采空区外围进行彻底堵漏越来越困难。相反，如果解决采空区漏风问题，即使巷道发生裂隙漏风也不会导致采空区漏风量的增大，从而降低采空区发生自燃的概率。因此，阻止或者降低采空区漏风是解决“2GN00”无煤柱前进式火灾隐患的根本。
[0005]采空区堵漏的防治技术主要有注浆(凝胶)、注泡沫、喷洒阻化剂等。注浆技术虽然成本低，但容易产生“拉沟”现象，无法大范围覆盖采空区且难以向高处堆积。泡沫材料因其扩散范围广、堆积性好、可对高处遗煤覆盖等特点，被认为是最适用于防治采空区煤自燃的技术，但传统水基泡沫、三相泡沫等防灭火材料易破裂、长期覆盖隔氧效果不好，此外，上述防治技术的施工方法很难做到利用风流进行精准堵漏。因此，上述技术无法满足无煤柱前进式开采条件下精准堵漏防治煤炭自燃的需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，用于解决
技术介绍
中的至少一个问题。采用的技术方案为：
[0007]一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，所述施工方法以采空区的漏风为载体，将可雾化的材料雾化后输送至采空区，在采空区及漏风通道内粘附与煤岩体表面，并在表面交联成胶，形成一层覆盖膜，达到精准堵漏的目的；
[0008]具体包括以下步骤：
[0009]第一阶段，工作面采用2GN00工法进行开采过程中，利用安装在采煤支架上的喷雾
装置，向架后未进行封堵的采空区内分别喷射可雾化的材料A和B，可雾化的材料随风流进行扩散和混合，材料A和B在运移混合过程反应，形成汽雾凝胶材料，在遗煤孔隙中及表面交联成膜，在采空区遗煤表面形成堵漏层隔氧；
[0010]第二阶段，切顶形成巷道且采空区上覆岩层垮落后，在进风巷道利用预留的喷雾孔喷洒可雾化的材料A和B，可雾化的材料A和B随着漏风通道进入采空区内，并在漏风通道和采空区内再次沉积反应交联成膜，形成堵漏层；
[0011]第三阶段，采空区完全压实稳定后，利用六氟化硫确定漏风通道，在漏风通道上风侧处利用预留的喷雾孔喷洒可雾化的材料A和B，并利用风流将可雾化的材料运移至裂隙内，材料A和B逐渐沉积交联成膜形成堵漏层。
[0012]优选的，在所述第一阶段，喷雾装置布置如下：在进风侧端头附近每隔一个支架布置一组喷雾装置，每组包括两个喷头，即第一喷头和第二喷头，分别喷射材料A和B，采煤工作面中部每隔2个支架布置一组喷雾装置，回风侧端头附近每隔4个支架布置一组喷雾装置。
[0013]优选的，在所述第二阶段，喷雾孔布置如下：切顶成巷后，在巷道顶端每隔30米预留一个喷雾孔。
[0014]优选的，所述喷雾装置为高压喷雾装置，驱动力为高压氮气，喷射压力为7～12Mpa，倾角为52.5
‑
60
°
，喷射距离为6
‑
12m。
[0015]优选的，所述第一阶段在工作面回风侧上隅角安置柔性挡风帘，以减少雾化材料随风流逃逸至回风巷。
[0016]优选的，所述柔性挡风帘为风筒布，风筒布分割为条状，顶端悬挂于顶板锚杆上，不妨碍正常通风。
[0017]优选的，所述可雾化的材料包括材料A和材料B；其中，材料A包括具有交联成膜功能的有机小分子单体、含有酚羟基的物质、引发剂、表面活性剂和水，材料B包括交联剂、引发剂、表面活性剂和水；材料A和B混合反应形成一种具有精准堵漏功能的汽雾凝胶材料。
[0018]作为进一步地优选设计，所述的一种具有精准堵漏功能的汽雾凝胶材料，其制备和使用方法，具体为：
[0019](1)首先取7
‑
9份有机小分子单体材料和表面活性剂加入到5
‑
10份水中，然后将0.5
‑
1份引发剂加入上述溶液中在室温下搅拌10
‑
30min，最后加入0.5
‑
1.0份含有酚羟基的物质搅拌10min，最终形成材料A；
[0020](2)将0.5
‑
1份交联剂、0.1
‑
0.5份引发剂和0.5
‑
1份表面活性剂加入100份水中，缓慢搅拌10min得到材料B；
[0021](3)将材料A、材料B分别利用喷雾装置的不同喷头喷出，A、B在运移和混合过程中反应即可得到所述的汽雾凝胶材料；
[0022](4)使用时，将材料A通过高压双液输送泵经第一单向阀输送至第一气液混合器，然后利用移动式制氮机产生的高压气体将第一气液混合器内的材料A输送至喷雾装置的第一喷头，利用第一喷头喷出；同时，将材料B通过高压双液输送泵经第二单向阀输送至第二气液混合器，然后利用移动式制氮机产生的高压气体将第二气液混合器内的材料B输送至喷雾装置的第二喷头，利用第二喷头喷出，材料A和B在运移和混合过程中反应，在遗煤表面及孔隙中交联成膜，形成堵漏层。高压双液输送泵、移动式制氮机、气液混合器等装置的使
用是为了让材料A和B雾化。
[0023]优选的，所述材料A中具有交联成膜功能的有机小分子单体为丙烯酸、聚乙烯醇、海藻酸钠及其复配材料中的一种或多种的混合物；含有酚羟基的物质为单、双酚羟基及多酚羟基物质；引发剂为过氧化物，且为过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或两种的混合物；表面活性剂为OP
‑
10。
[0024]作为进一步的优选，所述具有交联成膜功能的有机小分子单体为丙烯酸；含有酚羟基的物质为邻苯二酚。
[0025]优选的，所述材料B中的交联剂为羧甲基纤维素纳或者聚糖，增韧剂为十二烷基糖苷，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和OP
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，其特征在于，所述施工方法以采空区的漏风为载体，将可雾化的材料雾化后输送至采空区，在采空区内随风流进入煤的孔隙中交联成胶，堵塞煤的孔隙减少煤中活性基团与氧的接触，然后在采空区及其漏风通道内逐渐沉积成膜堵塞漏风通道；具体施工包括以下步骤：第一阶段，工作面采用2GN00工法进行开采过程中，利用安装在采煤支架上的喷雾装置，利用喷雾装置的不同喷头向架后未进行封堵的采空区内分别喷射可雾化的材料A和B，可雾化的材料随风流进行扩散和混合，材料A和B在运移混合过程反应，在遗煤孔隙中及表面交联成膜，在采空区遗煤表面形成堵漏层隔氧；第二阶段，切顶形成巷道且采空区上覆岩层垮落后，在进风巷道利用预留的喷雾孔喷洒可雾化的材料A和B，可雾化的材料A和B随着漏风通道进入采空区内，并在漏风通道和采空区内再次沉积反应交联成膜，形成堵漏层；第三阶段，采空区完全压实稳定后，利用六氟化硫确定漏风通道，在漏风通道上风侧处利用预留的喷雾孔喷洒可雾化的材料A和B，并利用风流将可雾化的材料运移至裂隙内，材料A和B逐渐沉积交联成膜形成堵漏层。2.如权利要求1所述的一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，其特征在于，在所述第一阶段，喷雾装置布置如下：在进风侧端头附近每隔一个支架布置一组喷雾装置，每组包括两个喷头，即第一喷头、第二喷头，分别喷射材料A和B，采煤工作面中部每隔2个支架布置一组喷雾装置，回风侧端头附近每隔4个支架布置一组喷雾装置。3.如权利要求1所述的一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，其特征在于，在所述第二阶段，喷雾孔布置如下：切顶成巷后，在巷道顶端每隔30米预留一个喷雾孔。4.如权利要求1所述的一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，其特征在于，所述喷雾装置为高压喷雾装置，驱动力为高压氮气，喷射压力为7~12Mpa，倾角为52.5
‑
60
°
，喷射距离为6
‑
12m。5.如权利要求1所述的一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，其特征在于，所述第一阶段在工作面回风侧上隅角安置柔性挡风帘。6.如权利要求5所述的一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，其特征在于，所述柔性挡风帘为风筒布，风筒布分割为条状，顶端悬挂于顶板锚杆上，使其不妨碍正常通风。7.如权利要求1所述的一种基于汽雾凝胶防治2GN00工法采空区漏风的方法，其特征在于，所述可雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆伟，李金亮，杨洋，张青松，吕茂云，李金虎，卓辉，王昌祥，赵舒洁，
申请(专利权)人：内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司，
类型：发明
国别省市：