阅读说明：本技术 小煤柱裂隙注高岭土堵漏防火技术 (Small coal pillar crack kaolin injection plugging fire prevention technology ) 是由 薛再君 李守锋 完颜晓亮 缪亚洲 闫虎君 刘宗林 万成 俞卫星 祖海军 常小军 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明属于煤矿生产行业,特别涉及一种小煤柱裂隙注高岭土堵漏防火技术。对小煤柱按8m间距布置注浆钻孔,注浆钻孔位置在巷道的中上部,注浆钻孔完毕后,在孔中下套管,用封孔材料封孔；将高岭土按50%浓度在搅拌器里搅拌成浆液；将搅拌成浆液状的高岭土用注浆泵通过钻的注浆钻孔压入小煤柱中,在高岭土浆液从小煤柱裂隙流出后,则为小煤柱裂隙已经注满,换成另外一个注浆钻孔继续注高岭土浆液,直至注浆钻孔全部注完。克服了用化学堵漏材料堵漏效果不好、成本高和工艺复杂等缺点,克服了用水泥浆或黄泥浆堵漏,浆液干涸后裂隙重新漏风的不足,解决了小煤柱裂隙的堵漏难题,可保障小煤柱工作面的防火安全,为煤矿节省大量资源。(The invention belongs to the coal mine production industry, and particularly relates to a small coal pillar crack kaolin injection plugging and fire prevention technology. Arranging grouting drill holes at the middle upper part of the roadway at the small coal pillars at intervals of 8m, after the grouting drill holes are finished, arranging a sleeve in the holes, and sealing the holes by using a hole sealing material; stirring kaolin into slurry in a stirrer according to the concentration of 50 percent; and pressing the kaolin stirred into a slurry state into the small coal pillar through the drilled grouting drill hole by using a grouting pump, filling the small coal pillar crack with the kaolin slurry after the kaolin slurry flows out of the small coal pillar crack, and replacing the small coal pillar crack with another grouting drill hole to continue to inject the kaolin slurry until all the grouting drill holes are completely injected. The defects of poor leakage stopping effect, high cost, complex process and the like caused by using a chemical leakage stopping material are overcome, the defects of leakage stopping by using cement slurry or yellow slurry and air leakage caused by cracks after the slurry is dried are overcome, the leakage stopping problem of the cracks of the small coal pillar is solved, the fireproof safety of the working surface of the small coal pillar can be ensured, and a large amount of resources are saved for a coal mine.)

小煤柱裂隙注高岭土堵漏防火技术

技术领域

本发明属于煤矿生产行业，特别涉及一种小煤柱裂隙注高岭土堵漏防火技术。

背景技术

目前我国很多煤矿采用小煤柱开采，其好处为：将工作面之间的煤柱的宽度由30m左右缩短为10m左右后，可以节约大量的煤炭资源，但是，小煤柱开采由于煤柱裂隙发育，在巷道压力比较大的地段，会在煤柱上产生很多裂隙，增加工作面的自然发火因素，其因素为：①工作面进、回风巷的风流会通过小煤柱裂隙漏向邻近工作面采空区，使邻近采空区氧气浓度增加，当邻近采空区的氧浓度增加到7%以上时，邻近采空区的浮煤就会氧化发热，当氧化时间达到其最短自然发火期30～60天时，就会自然发火。特别邻近采空区瓦斯较高时，自然发火还会引起瓦斯爆炸，造成巨大的灾害。②小煤柱裂隙漏风后，煤柱会发生氧化，时间长了，小煤柱自身就会自然发火。③工作面开采推进后，小煤柱进入采空区很快垮塌，使相邻工作面的采空区连成一片，增加了采空区的体积，因而增加了采空区的防火难度，使采空区易自然发火。具统计，近年来我国煤矿发生的火灾有30%左右发生在小煤柱开采工作面。为了防止小煤柱工作面自然发火，采取对小煤柱裂隙的堵漏的各种试验，但效果均不理想，其主要原因为：①采用对小煤柱巷道喷浆，虽然能减少小煤柱的漏风，但由于巷道均为锚喷巷道，巷道锚杆处不能喷严，仍然漏风严重。②采用化学堵漏材料罗克修、马利散、瑞克等进行堵漏，注入巷道松动圈后成抱团反应，不能很好的渗入煤层裂隙；堵漏材料为双液注浆，工艺复杂；化学堵漏材料价格昂贵，将大大增加成本。③采用对小煤柱裂隙注水泥浆或黄泥浆堵漏，其缺点为水泥浆或黄泥浆干裂后收缩，裂隙仍然漏风。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种方法简易可行、节省人力物力、投资少、堵漏效果好的小煤柱裂隙注高岭土堵漏防火技术。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：小煤柱裂隙注高岭土堵漏防火技术，其特点是，该技术包括下列步骤：1、对小煤柱按8m间距布置注浆钻孔，注浆钻孔位置在巷道的中上部，注浆钻孔的长度为4.5~5.5m，注浆钻孔直径Φ大于50mm；2、注浆钻孔完毕后，在孔中下Φ50mm、长1m的套管，用封孔材料封孔；3、将高岭土按50%浓度在搅拌器里搅拌成浆液；4、将搅拌成浆液状的高岭土用注浆泵通过钻的注浆钻孔压入小煤柱中，在高岭土浆液从小煤柱裂隙流出后，则为小煤柱裂隙已经注满，换成另外一个注浆钻孔继续注高岭土浆液，直至注浆钻孔全部注完。

本发明的有益效果是： 煤矿小煤柱开采可为煤矿节约大量的煤炭资源，但小煤柱开采使小煤柱裂隙发育，易漏风自然发火，本发明克服了用化学堵漏材料堵漏效果不好、成本高和工艺复杂等缺点，克服了用水泥浆或黄泥浆堵漏，浆液干涸后裂隙重新漏风的不足，采用天然、成本低、注浆工艺简单、保湿性好的高岭土浆液堵漏，解决了小煤柱裂隙的堵漏难题，可保障小煤柱工作面的防火安全，为煤矿节省大量资源。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是小煤柱裂隙注高岭土堵漏防火技术钻孔布置图。

图2是图1中注高岭土后邻近老采空区CO变化曲线图。

图3是图1中注高岭土后邻近老采空区O₂变化曲线图。

图中；1-小煤柱；1-1-小煤柱裂隙；1-2-注浆钻孔；2-套管；Φ-钻孔直径。

具体实施方式

实施例，参照附图1，小煤柱裂隙注高岭土堵漏防火技术首先是在实验室内的实验阶段：在实验室化验高岭土的成份，使高岭土的成份和浓度附合用注浆泵压入小煤柱裂隙1-1后不会产生流动性好或流动性差的程度，流动性好则会使高岭土直接流入到邻近采空区，起不到堵漏的作用；流动性差，则会使输入的高岭土很快干涸、收缩，影响堵漏效果；在现场试验高岭土浆液在小煤柱1的流动距离，给小煤柱1的注浆钻孔1-2布置提供依据；选择适用不流动的高岭土浆液压入小煤柱裂隙1-1的注浆泵。

试验结果如下：

⑴高岭土的组成及特性：高岭土为烧制陶瓷主要材料，主要由小于2个微米的微小片状、管状、叠片状等簇矿物地开石、高岭石、珍珠石、埃洛石组成；主要矿物成份是高岭石、多水高岭石、蒙脱石、伊利石、叶腊石、石英石和长石及其他矿物伴生，高岭土成浆后具有固水性、粘性、抗烧性和阻化性；

⑵高岭土不流动的浓度经试验得出最佳浓度为50%时，从注浆泵压出后不流动，可堆积起来。经过实验在煤矿中具体操作时，首先选择能将50%浓度的高岭土浆液压入小煤柱裂隙1-1的注浆泵要达到5~5.5MPa。在工作面回顺巷道靠近小煤柱1的一侧钻注浆钻孔1-2孔距为5m，注浆钻孔1-2长度为4m，注浆钻孔1-2直径为Φ，Φ值为大于50mm。注浆钻孔1-2完成后，在注浆钻孔1-2中下直径为50mm、长为1m的套管2，然后用封孔材料封孔。将高岭土按50%浓度在搅拌器中搅拌成浆液，用流量为8m3/h、压力为5MPa的螺杆式注浆泵将高岭土浆液压入小煤柱1的注浆钻孔1-2中，每个注浆钻孔1-2一直注到高岭土浆液从小煤柱裂隙1-1中漏出为止。由于高岭土浆液的浓度高，能将小煤柱裂隙1-1完全堵严，而且高岭土浆液保水性强，不干裂，封堵效果好。其效果参照附图2、附图3，可使巷道中邻近的老采空区CO气体浓度在80小时内，由500ppm下降到10ppm，巷道风流中的CO气体浓度由35ppm下降到0~5ppm。O₂含量在80多小时内由10%下降到3.5%，保障了工作面安全推过漏风严重的小煤柱1巷道和防止火灾的发生。