泡沫混凝土防火防爆密闭墙设计及其施工技术.pdf
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1、煤矿 现代化 2 0 1 3 年第2 期 总第1 1 3 期 泡沫混凝土防火防爆密 闭墙设计及其施工技术 唐子波, 孔德顺 , 李 华 ( 兖州煤业股份有限公司 鲍店煤矿, 山东 济宁 2 7 3 5 1 3 ) 摘要针对现有煤矿 井下密闭墙设计及其施工技术难题 ,利用泡沫混凝 土具备的 良 好的物理力学性能 , 设计 了一种泡沫混凝土防火防爆 密闭墙 , 提 出了相应的施工工艺。该 密 闭墙具有施工速度快 , 工人 劳动强度低 , 抗压 强度可调 , 柔性强、 变形能力大, 耐火性能好 , 抗 冲击能力强等优点, 有广泛的推广应用价值。 关键词充填 ; 防火防爆 密闭墙 ; 施工方法; 施工
2、工艺 中图分类号 : T D 7 7 1 文献标志码 : B 文章编号 : 1 0 0 9 0 7 9 7 ( 2 0 1 3 ) 0 2 0 0 3 6 0 3 煤矿井下密闭墙种类较多 ,包括防火墙 和盲巷 密闭墙 、 密闭泄水挡风墙 、 密闭巷道抽排瓦斯墙等 。这些墙的作用各不相 同 , 结构 和质量标 准也不相 同, 但亦 有共性 。 性能优异 的密闭墙应至少具备如下 特点: 施工速度快, 劳动强度低 ; 在一定外力( 例 如 : 顶板压力 , 空气冲击波等 ) 作用下 , 依然能具有 良 好的密闭性。 1 煤矿 井下密 闭墙现 状 国内传统的防爆密闭墙多为砖墙结构, 这种密闭 墙使用技
3、术成熟 、 实践经验丰富 , 被广大设计人员熟 识。 但工程建设工期较长、 费用较大, 并且不能满足快 速密闭的要求, 且在动压作用下极易开裂漏风。近些 年 , 多种不燃的胶结泡沫树脂材料被应用到矿山密闭 墙建设 中, 国内许多矿山也尝试应用新型材料和新工 艺来建造密闭墙 , 并取得了不错的效果, 包括: 粉煤 灰加高水凝胶材料;聚氨酯泡沫塑料喷涂层密闭; 泡沫树脂用作临时密闭;罗克休泡沫密闭墙; 气囊式快速密闭; 撑伞式密闭。但这些密闭墙厚度 薄 、 漏风量大 、 不坚固 , 抵抗 瓦斯爆 炸冲击 波能力极 差 , 很容易成为影响矿井安全生产的事故隐患14 。 针对现有煤矿井下密闭墙设计及其
4、施工技术难 题 ,本文提 出一种泡沫混凝 土防火 防爆密闭墙及施 工工艺 2 泡沫混凝土密闭墙设计 泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液 制备成泡沫 ,再将泡沫加入到含硅 质材料 、钙质材 ( 2 ) 集贤煤矿 9 # 煤层瓦斯含量在瓦斯带内有随 上覆基岩厚度的增加按 W= 0 0 2 6 8 Hi 一 8 8 9 9 8增加 的 整体分布规律 ,并以此绘制了煤层瓦斯含量趋势等 值线图, 更加直观的反映瓦斯含量分布的整体规律。 ( 3 ) 通 过数学模 型预测集 贤矿西二采 区煤层上 覆基岩厚 度在 5 5 6 m、 6 3 1 m处 的煤层 瓦斯 含量值分 别为 6 m 3 t 、 8
5、m3 t 。煤层上覆基岩厚度 6 3 l m以深属于 高瓦斯带, 有可能出现瓦斯动力现象。在生产中, 高 瓦斯带内应采取必要的防范瓦斯动力现象的措施 。 特别是向斜轴部、 断层附近及岩浆岩作用区域 , 要进 行瓦斯含量、 瓦斯压力等必要的瓦斯参数的测定, 更 好地为煤矿瓦斯灾害预警及防治提供依据。 社 1 98 8 7 f 4 李晓英, 任风和等 黑龙江省东部区域动力学环境分析 J 黄金科学技术, 2 0 0 8 , 1 6 ( 2 ) : p 2 4 2 8 【 5 武国忠, 刘安等 黑龙江省三江盆地绥滨坳陷沉降史分析 【 J J 大地构造与成矿 学, 2 0 0 7 , 3 1 ( 4)
6、: p 4 1 2 - 4 1 7 【 6 】孙德忠, 王忠新等 绥滨盆地地质特征及煤质变化规律【 J 煤炭技术, 2 0 0 6 , 2 5 ( 1 ) : p 1 0 3 1 0 5 7 】李方健 集贤煤田地质 J 煤炭技术, 2 0 0 6 , 2 5 ( 5 ) 8 张子敏, 张玉贵 瓦斯地质规律与瓦斯预测 M】 北京: 煤炭 工业 出版 社 2 0 0 5 9 张子敏 瓦斯地质 学 【 M】 徐 州:中国矿业大学出版社, 2 00 9 S 参考文献: 叫 瓦斯防诒 L 悃矿业大学 蝴札 【1 苎 地 质 矿 务 局 黑 龙 江 省 区 域 地 质 志 f_ 1 北 京 :地 作 者
7、简 介 : 质 出 版 社 ”一 。 2 】温碧波, 刘永江等 黑龙江东部盆地群中、新生代构造演 张亚洲( 1 9 8 6 - ) , 男, 河南周 口人 , 硕士研 究生, 主要从 化【 J J 世界地质, 2 0 0 8 , 2 7 ( 4 ) : p 3 7 0 3 7 7 事瓦斯地质与瓦斯治理方面研 究。 【 3 】李思田。 断陷盆地分析与煤聚积规律【 M】 北京: 地质出版 ( 收稿 日期: 2 0 1 2 一 l l 一 1 8 ) 煤矿 现代化 2 0 1 3 年第2 期 总第1 1 3 期 料 、 水及各种外加剂等组成的料浆中, 经混合搅拌 、 浇注成型 、 养护而成的一种多孔
8、材料。如 图 1 所示 图 1 泡沫混凝土( 左 ) 及其断面细观结构( 右 ) 由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙,使其具 有下列 良好的物理力学性能。利用泡沫混凝土的上述 牦 , 本文设计的新型泡沫 昆 凝土密闭墙如图 2所示。 ( a ) 泡沫混凝 土 密闭墙侧视 图 l ( b ) 泡沫 混凝 土 密闭墙 正视 图 ( c ) 泡 沫混凝土 密闭墙俯视 图 1 一顶板; 2 一木板墙; 3 一底板; 4 一锚杆; 5 一钢筋; 6 一钢丝; 7 一巷道壁 ; 8 一轻质 混凝 土材料 图 2 泡沫混凝 土防爆密 闭墙 剖面 图 本密闭墙设计优点主要体现在以下几个方面: ( 1 ) 由于
9、平泡沫混凝土内部含有大量气泡, 使得 相同水泥用量条件下的浇筑体积可以达到原来 的 2 3 倍, 所以, 施工速度快 , 工人劳动强度低 ; 另外, 泡沫混凝土非常适合现浇 , 工人施工方便 。 ( 2 ) 泡沫混凝土可以根据所掺泡沫量的多少 , 设 计成不 同的密度 , 抗压强度可调( 0 5I O MP a ) , 满足 各种不同围岩条件下的密闭墙强度要求; ( 3 ) 泡沫混凝土封闭的密闭小孔 , 使得其具有很 好 的柔性 、 变形能力大 ; ( 3 ) 泡沫混凝土属无机材料 , 不会 燃烧 , 具有 良 好的耐火性 ; ( 4 ) 泡沫混凝土具有较低弹性模量 , 内部封闭气 孔对冲击载
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