3系統(tǒng)應(yīng)用
　　
　　3.1火區(qū)概況
　　
　　五虎山煤礦402綜采面開采4#煤層，走向長(zhǎng)1254m，傾斜長(zhǎng)155m，頂部為1#、2#煤層采空區(qū)。1999年5月發(fā)現(xiàn)2#、4#煤層露頭部分著火，火區(qū)距402綜采工作面對(duì)應(yīng)的地表距離900m，同時(shí)在402采面中部，上覆2#煤層小井井口冒煙。2002年3月，采用高分辨率電阻率法和地面同位素測(cè)氡法，結(jié)合地面地質(zhì)調(diào)查圈定火區(qū)及其影響范圍，斟察結(jié)果表明：火區(qū)發(fā)展速度快、范圍大，火區(qū)東部邊緣侵入402工作面頂部已超過了16000m2，火區(qū)影響區(qū)近40000m2。
　　
　　3.2滅火材料的選擇
　　
　　402工作面上部小窯采空區(qū)雞窩狀的空洞大、數(shù)量多，要釋放火區(qū)內(nèi)積聚的熱能，撲滅火區(qū)，封堵小窯通道，采用常規(guī)的注水灌漿技術(shù)難以見效，且采空區(qū)存在大量積水，可能引發(fā)工作面突水或潰漿事故。采用含水量大而流動(dòng)性差的高濃度膠體灌注火區(qū)，可以增加泥漿的堆積性，大大緩解“拉溝”現(xiàn)象，避免漿液的大量潰散。由于火區(qū)面積大，所需滅火材料多，工程量大，通過比較，決定采用粉煤灰復(fù)合膠體滅火技術(shù)治理402工作面上覆大面積火區(qū)。
　　
　　粉煤灰膠體脫水速度慢，持久性好，能長(zhǎng)期滯留在易發(fā)火部位，降低煤體復(fù)燃的可能性，由于大量固料的存在，即使脫水也能堵塞漏風(fēng)通道，同時(shí)，在五虎山礦區(qū)粉煤灰材料來源廣，運(yùn)輸量也小，尤其適合象五虎山礦這樣缺水少土地區(qū)的煤層大面積火區(qū)治理。
　　
　　3.3注膠鉆孔布置
　　
　　為有效控制工作面頂部的火區(qū)范圍，沿工作面傾斜方向,從地面向井下施工4排鉆孔，鉆孔排距15m，深度40~60m，共施工注膠鉆孔70個(gè)。鉆孔位置見圖7，主要分為高溫孔、中溫孔和低溫孔。注膠順序是先注高溫孔，再注中溫孔和低溫孔，重點(diǎn)處理高溫區(qū)域內(nèi)的鉆孔，其次是影響區(qū)域內(nèi)的鉆孔。
　　
　　3.4注膠工藝
　　
　　由于膠體材料對(duì)水灰比的要求嚴(yán)格，必須建立專用的灌漿注膠漿系統(tǒng)來確保穩(wěn)定連續(xù)的制漿效果，系統(tǒng)工藝流程。
　　
　　該灌漿注膠系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)制漿，成膠時(shí)間可控，水灰比穩(wěn)定可調(diào)等功能，系統(tǒng)造價(jià)30萬元左右。制漿機(jī)按水灰重量比為1：1～3：2的比例制成粉煤灰漿，通過輸漿管路注入鉆孔，在鉆孔前10m處，由膠體壓注機(jī)把FHJ16復(fù)合膠體添加劑按一定比例送入灌漿管路。
　　
　　從2002年7月30日至11月16日，共向火區(qū)壓注粉煤灰復(fù)合膠體35255m3，膠體覆蓋總面積約10292m2，其中覆蓋高溫區(qū)面積約8732m2，覆蓋影響區(qū)面積約1560m2，在工作面頂部及回風(fēng)巷西側(cè)范圍內(nèi)形成了長(zhǎng)約400m，寬約60m的膠體隔離帶。在整個(gè)滅火工程期間，共使用FHJ16膠體添加劑17t左右，每立方米材料使用量約0.05%，材料成本僅比粉煤灰漿增加8元/m3。
　　
　　3.5效果分析
　　
　　為分析鉆孔注膠效果，每天對(duì)注膠鉆孔鄰近的未注膠鉆孔測(cè)溫一次，其它鉆孔每隔十天測(cè)量一次。經(jīng)實(shí)測(cè)，注膠前后的鉆孔溫度如表1所示。
　　
　　從表1可以看出，高溫區(qū)和影響區(qū)內(nèi)的鉆孔溫度在注膠后基本恢復(fù)正常，注膠范圍內(nèi)的火區(qū)得到了有效地控制和熄滅，膠體在工作面頂部、回風(fēng)巷以西形成了隔離帶，抑制了火區(qū)侵入工作面。由于粉煤灰膠體在松散煤體內(nèi)膠凝固化，在推進(jìn)過程中工作面未出現(xiàn)“潰漿現(xiàn)象”。
　　
　　4小結(jié)
　　
　　多功能灌漿注膠防滅火系統(tǒng)可使用砂土、粉煤灰、黃土、矸石等多種灌漿材料，易于實(shí)現(xiàn)灌漿材料的就地取材；系統(tǒng)能制備各種濃度漿液（水土比最高可達(dá)1:1），以適應(yīng)不同情況的灌漿；通過在高濃度漿液中加入懸浮劑，使高濃度漿液能夠通過膠體防滅火系統(tǒng)順利地輸送到用漿地點(diǎn)，且不會(huì)堵塞管路；僅需變換外加劑，即可通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大流量地壓注稠化膠體、凝膠、復(fù)合膠體和固化充填材料等多種新型防滅火材料，提高系統(tǒng)的利用率；完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng)可確保多功能灌漿注膠防滅火系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，減少人為因素的影響，提高了系統(tǒng)的可操作性。