礦井煤層自然發(fā)火的主要原因之一，就是由采空區(qū)或巷道等漏風(fēng)造成的。為了防止煤層自燃或者為了防止有害氣體擴(kuò)散而影響安全生產(chǎn)，常常需要將易自燃區(qū)或有害氣體源進(jìn)行隔離。常用的隔離方法是砌密閉墻，主要是用木板等材料建立臨時(shí)密閉和用磚、水泥等建立永久性密閉。但建立臨時(shí)性密閉時(shí)，通常仍然存在大量漏風(fēng)通道、隔離效果不理想；而永久性密閉建設(shè)周期較長、勞動強(qiáng)度大、成本較高。目前開發(fā)的一些可用于封堵的材料，如高水材料、高分子材料等，雖然有較好的封堵效果，但其成本較高，不能在煤礦井下廣泛應(yīng)用。為此，在煤層火災(zāi)膠體防滅火材料的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種塑性膠體（黃土）充填封堵材料。

1 材料組成與配方

該塑性膠體充填封堵材料是由水、黃土、引發(fā)劑、增稠懸浮劑、膠凝劑等按質(zhì)量比1 000：2 000:30:0.2:200配制而成。在黃土與水的漿液中加入引發(fā)劑能使其具有良好的易成膠性；加入增稠懸浮劑，能夠增加漿認(rèn)稠度，提高泥漿的分散性，減緩其沉隆速度，防止?jié){液在流動過程中堵塞管路，便于遠(yuǎn)距離輸送；加入一定量的膠凝劑，能夠使之迅速形成有一定形狀的塑性膠體。塑性膠體有一定的強(qiáng)度，可在井下巷道中形成一堵墻，堵塞漏風(fēng)。

2 材料性能實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)過程

將黃土與水混合制成泥漿，向漿液中依次加入引發(fā)劑、增稠懸浮劑，攪拌、混合均勻，然后加入膠凝劑，迅速攪拌使之混合均勻，靜置2min，觀察現(xiàn)象，檢測強(qiáng)度。所制成的材料的在室內(nèi)放置30d，檢測強(qiáng)度。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 膠凝劑的不同用量對塑性充填封堵膠體材料性能的影響

序號

水/ml

晉城土/g

引發(fā)劑/g

懸浮劑/g

膠凝劑/g

膠凝時(shí)間/s

初凝強(qiáng)度/MPa

終凝強(qiáng)度/MPa

1

2

3

4

5

300

300

300

300

300

600

600

600

600

600

9

9

9

9

9

0.15

0.15

0.15

0.15

0.15

15

30

45

60

75

110

73

61

53

38

軟

較軟

0.10

0.20

0.27

0.09

0.12

0.50