摘要：结合煤层自燃火势及范围，通过采取合理的灭火方案及措施，有效地遏制了火势范围扩大，最大限度的减少能源损失，在较短时间内矿井得以恢复安全生产。介绍胶体防灭火技术在韩家湾煤矿煤层自然灭火中的应用和效果。
关键词： 胶体 灭火 应用 效果
一、矿井概况
韩家湾煤矿位于神木县大柳塔镇，2005年开始进行升级改造，改造后生产能力提高到150万吨/年，服务年限为40年。煤层埋藏深度70m，主要开采1-2上、1-2下和2-2煤层，1-2上煤层平均厚度1.68m，1-2下煤层厚度2.5～2.8m，层间距约2.8m，2-2煤层平均厚度4.5m，与1-2煤的层间距约28m。煤种为长焰煤、不粘煤，属易自燃煤层。
二．火区概况
2008年12月30日，韩家湾矿1-2煤层自然发火，初期发现明火点和高温区位于距井口约130m处的主斜井穿1-2煤层约8m范围内，并迅速发展到约20m范围，经救护队探查，主斜井附近的1-2煤层巷道内有明火（高温和明火区范围见图1），遂采取洒水、注水的措施控制了明火，并从主斜井内高温区以上5m至高温区以下12m（约25m）的范围内向巷邦和巷顶灌注罗克休封堵漏风，然后对1-2煤层与火区相关的巷道实施了封闭（图1中1#、2#和3#闭墙），有效地隔离和控制了火区。

图1 高温和明火区范围示意图
 

三、灭火及施工方案
1-2煤火区的位置较为明确，为确保矿井的安全生产，防止高温火区复燃或向其它生产区域蔓延，决定向已封闭的高温区内施工钻孔压注高分子胶体，彻底熄灭火区，经与西安科技大学灭火专家共同研究，采用打钻注胶灭火方案。
1钻孔施工机具
施工机具：KHY-50/38注胶钻孔快速施工机具，机具构成见图2。

1-岩石电钻；2-加水器；3-连接变头；4-钻杆；5-导轨；6-支承座；7-钻头。
图2 KHY-50/38钻具结构及组成图
主要技术参数：
1）最大钻进深度：80m（煤体和松散煤体内）。
2）打钻方式：湿式打钻。
3）动力：3kw电机。
4）钻进速度：40m/h。
5）钻杆：钻杆和套管一体化，每根长度1.2m，外径50mm，内径38mm。
6）钻头：外径54mm，内径38mm，有效过流断面大于内径32mm的套管。
2钻孔施工工艺流程
钻孔施工流程：稳钻—钻进—封孔口—移钻。
1）稳钻
首先接好钻机电源和水管，然后根据钻孔设计，在井下巷道内靠巷帮安放钻机，并用点柱加横梁稳好钻机，钻机应安放平稳，不发生倾斜、位移。
2）钻进
按要求安放好钻机后，连接好钻杆、钻头，打开钻机进水阀门，开启钻机电源后向设计位置钻进。
3）封孔
钻孔打好后，应及时用封孔材料（棉纱）将钻孔封好，防止向火区漏风供氧。
4）移钻
一个钻孔打好后，移动钻机，按要求施工下一个钻孔。
3钻孔布置
钻孔布置：钻孔终孔位置在1-2煤层着火巷道内，以及着火巷道顶部和巷帮的松散煤体内，开孔位置在主斜井和1-2煤绕道内。向1-2煤层着火的巷道内施工7至8排钻孔，钻孔排距9m，每排3个（顺序为左孔、中孔、右孔），约需施工钻孔25个，钻孔长度4m～24m，平均15m，总施工量约300m。

图3 注胶灭火钻孔布置示意图
钻孔编号：按终孔位置对钻孔进行编号，分别为左1、中1、右1、左2，……，并对现场施工的钻孔进行明确的标识。
基准钻孔：以中1为基准，终孔位置在主斜井透1-2煤层点的正上方。
施工顺序：由于火区封闭时间较短，主斜井内高温区段风流不稳定，且在1-2煤绕道内发现明火点，为确保钻孔的及时施工，首先在1-2煤绕道内施工左2、中2、左3、中3、左4、中4、左5钻孔，待火区得到初步控制且稳定后，再从主斜井内施工剩余钻孔。
4灭火材料（高分子胶体）
灭火材料选用高分子胶体，高分子胶体由水和MCJ12灭火剂构成，见图4。