新型泡沫防灭火材料在新集矿的应用培训

新型泡沫防灭火材料在新集矿的应用培训CONTENTS目录01矿井防灭火现状与挑战02罗克休泡沫材料特性与参数03施工工艺与操作规范04高冒充填应用案例CONTENTS目录05密闭墙封堵与火区封闭应用06施工设备与材料管理07应用效益与推广价值01矿井防灭火现状与挑战新集矿概况与开采条件

矿井生产能力淮南新集煤矿年生产能力为400万t，目前开采-450m水平，是区域内重要的煤炭生产基地。

主要开采煤层特征主采13-1下煤层，平均厚度8m，倾角5°-25°，煤质松软，为典型的易自燃煤层。

自然发火风险状况煤层自然发火期为3-6个月，最短仅36天；矿井自投产以来共发生自燃火灾17起，其中高冒自燃11起（占比64.7%），停采线自燃4起（占比23.5%），工作面自燃1起。

开采技术与布局特点采用放顶煤综采技术、全部煤上（下）山巷道布置及无煤柱小阶段连续开采技术，实现高产高效的同时，也加剧了自燃火灾隐患。矿井自燃火灾隐患分析矿井概况与开采技术特点淮南新集煤矿年生产能力400万t，开采-450m水平，主采13-1下煤层，平均厚度8m，倾角5°-25°。采用放顶煤综采、全部煤上（下）山巷道布置及无煤柱小阶段连续开采技术，实现高产高效，但也带来系列安全问题。自然发火期与历史火灾统计该矿煤层自然发火期为3-6个月，最短仅36天。自投产以来共发生自燃火灾17起，其中高冒自燃11起（占比64.7%），停采线自燃4起（占比23.5%），工作面自燃1起（占比5.8%），自燃隐患形势严峻。主要自燃隐患点及成因高冒区：煤质松软，掘进和巷修中易形成冒顶，具备自燃条件；停采线及报废巷道：支架回收不佳，顶板冒落不充分，形成漏风通道；采空区：无煤柱开采导致相邻采空区连通，下阶段开采时向上阶段采空区漏风，引发自燃。传统防灭火技术局限性

高冒区自燃隐患突出新集矿主采13#煤层煤质松软，掘进和巷修中易形成高冒区，矿井投产以来发生高冒自燃11起，占自燃火灾总数的64.7%，传统技术难以有效充填封闭。

停采线漏风治理难题采用综采放顶煤无煤柱开采技术，相邻采空区间连通，停采线及报废巷道因支架回收不佳、顶板冒落不充分形成漏风通道，导致4起停采线自燃，占火灾总数23.5%。

火区封闭效率低下传统密闭墙封闭方式在应对突发火灾时，如241301工作面自燃事故初期，难以快速阻断火势蔓延，需较长时间完成封闭作业，延误火灾处理时机。

材料用量与抗压不足传统材料膨胀倍数低、充填用量大，且抗压力量较弱，难以承受岩层移动，同时施工需防漏支架，无法满足高产高效矿井对快速、长效防灭火的需求。02罗克休泡沫材料特性与参数材料适用范围与核心优势主要适用场景可用于煤矿井下密闭墙构筑、高冒充填、煤层裂隙封堵及防火墙建设等防火灭火作业。高膨胀率特性膨胀体积为原体积的25-30倍，充填用量小，能高效填充空洞空间。快速反应硬化能力气温30℃时30秒即可反应，10-15℃时8分钟反应，并在20分钟内硬化，无需防漏支架。良好机械抗压性能抗压力量达0.2MPa左右，能承受岩层运行压力，保障井下作业安全。防火安全性不扩散火焰，适用于井下灭火场景，可有效控制火灾蔓延。关键技术参数指标机械抗压性能罗克休泡沫具有良好的机械抗压能力，抗压强度可达0.2Mpa左右，能够承受岩层的运行压力，适用于井下支护与封堵场景。膨胀倍率范围产品膨胀体积为原体积的25-30倍，高膨胀特性显著降低充填用量，有效覆盖空洞区域，提升防火封堵效率。反应硬化时间温度影响反应速度：30℃时30s内即可反应，10-15℃时反应时间为8min，且均能在20min内完成硬化，无需额外防漏支架。阻燃安全性材料不扩散火焰，符合井下防火安全要求，可直接应用于矿井自燃火灾的预防与扑救，保障作业环境安全。与传统防火材料性能对比膨胀倍率对比罗克休泡沫膨胀体积为原体积的25-30倍，显著高于传统防火材料，大幅降低充填用量。硬化速度对比罗克休泡沫在气温30℃时30s即可反应，20min内硬化；传统材料通常需数小时至数天，应急响应更快。抗压性能对比罗克休泡沫抗压力量达0.2Mpa左右，能承受岩层运行；传统材料如黄泥、砂浆等抗压强度普遍低于0.15Mpa。施工效率对比罗克休泡沫无需防漏支架，多孔换位压注工艺便捷，单处高冒区处理时间较传统砌碹或注浆缩短50%以上。03施工工艺与操作规范施工工艺流程详解

原料混合与输送使用专用气动泵将树脂和催化剂以4：1的比例送入压枪后喷出，两种原料混合后迅速发泡硬化。

材料用量计算计算公式为Q=V(1+i)/(n×25)，其中Q为材料用量（桶），V为空洞体积（m³），i为施工误差系数（取10%），n为发泡倍数（25-30），25为每桶容量（L）。

多孔换位压注步骤当压力上升到10Mpa时需换孔，步骤依次为：关闭气泵并卸载催化剂管路，用树脂冲洗管路和枪，换孔后关闭卸载阀继续压注，循环操作，完成后用清洗剂清洗管路与枪。材料用量计算方法计算公式及参数说明材料用量计算公式为Q=V(1+i)/(n×25)，其中Q为材料用量（桶），V为空洞体积（m³），i为施工误差系数（取10%），n为发泡倍数（25-30），25为每桶容量（L）。多孔换位压注判断标准多孔换位压注时，当压力上升到10Mpa时，表明该孔已压注饱满，需进行换孔操作以确保充填效果。换孔压注操作步骤换孔压注需依次执行关闭气泵、卸载回流、树脂冲洗管路、换孔后重新压注等步骤，全部孔完成后需用清洗剂清洗管路与枪体。多孔换位压注操作步骤

01压力判断与换孔时机当多孔压注过程中压力上升至10MPa时，表明当前孔已压注饱满，需立即停止并转换压注孔位。

02卸载与管路准备关闭气泵，打开催化剂管路卸载阀回流卸载，关闭压注枪截止阀；开泵用树脂冲洗管路和枪后关泵，完成换孔前准备。

03换孔压注流程更换至新压注孔位，关闭卸载阀，开启截止阀并启动气泵，继续进行压注作业，循环执行卸载、冲洗、换孔步骤直至所有孔位完成。

04压注完毕后清洗处理全部孔压注完成后，关闭气泵，更换清洗剂，拆卸枪与压注管接口，开泵清洗管路与压枪，确保设备无残留堵塞。施工安全注意事项压注设备与管路安全要求

压注枪出口软管长度一般不超过6m，直径选用DN10-DN13软管，避免大直径管路；气温超过30℃时直接使用压枪，不接压注管，防止管路堵塞影响施工安全。原料准备与处理规范

压注前需用静力将树脂摇晃均匀，确保混合效果；施工时备足原料，防止吸空损坏活塞或堵塞管路，保障设备正常运行和施工连续性。人员防护与操作安全

催化剂具有腐蚀性，施工人员必须佩戴防护眼镜和橡胶手套；多孔换位压注时，严格按照关闭气泵、卸载回流、冲洗管路等步骤操作，避免压力异常引发安全事故。环境温度与施工调整

气温低于10-15℃时加快压注速度，确保材料反应硬化效率；全部孔压注完毕后，及时更换清洗剂清洗管路与枪，防止残留原料堵塞设备，保障下次使用安全。04高冒充填应用案例高冒自燃隐患特点分析

高冒区形成原因新集矿主采13#煤层，煤质松软，在掘进和巷修过程中易形成冒顶，从而产生高冒区。

自燃风险高发因素高冒区具备自燃条件，矿井自投产以来，高冒自然发火11起，占自然发火总数的64.7%。现场施工方案设计

施工工艺流程使用专用气动泵将树脂和催化剂以4：1的比例送入压枪后喷出，两种原料混合后迅速发泡硬化。材料用量计算公式为Q=V(1+i)/(n×25)，其中Q为材料用量（桶），V为空洞体积（m³），i为施工误差系数（取10%），n为发泡倍数（25-30），25为每桶容量（L）。

多孔换位压注步骤当压注压力上升到10Mpa时需换孔，步骤为：关闭气泵并打开催化剂管路卸载阀回流卸载，关闭压注枪截止阀；开泵用树脂冲洗管路和枪后关泵；换孔后关闭卸载阀、开截止阀并继续压注；循环操作直至所有孔压注完毕，最后用清洗剂清洗管路与枪。

施工注意事项压注枪出口软管长度不超过6m，直径选用DN10-DN13；压注前需静力摇晃树脂使其均匀；备足原料避免吸空；施工时佩戴防护眼镜和橡胶手套以防催化剂腐蚀；气温超过30℃时直接用枪，低温时加快压注速度。应用效果监测数据

高冒充填效果数据对1305C、241303外段联巷等高冒隐患点监测显示，CO浓度从处理前的300×10<-6>-700×10<-6>降至0，温度从50-60℃降到30℃以下，并长期稳定。

密闭墙封堵效果数据2002年对5个采空区11道密闭墙采用罗克休泡沫充填处理后，所有采空区均未出现自燃迹象，有效解决了停采线漏风导致的自燃问题。

火区封闭效率数据241301综放工作面停采线自燃火灾处理中，采用罗克休泡沫快速封闭技术，仅用4小时完成封闭作业，成功控制火灾蔓延，为后续灭火赢得时间。典型高冒点处理案例

1305C工作面高冒点新集矿1305C工作面存在高冒隐患，采用罗克休泡沫充填处理后，预先埋设的测温热电偶和观察孔监测显示，CO浓度从处理前的300×10<-6>-700×10<-6>降至0，温度从50-60℃降到30℃以下，并长期稳定。

241303下机巷高冒点241303下机巷高冒点经罗克休泡沫充填处理，有效消除了自燃隐患。该高冒点作为代表性隐患点之一，处理后各项安全指标均恢复正常，验证了材料在巷修工程中的适用性。

241303外段联巷高冒点241303外段联巷的高冒点采用罗克休泡沫充填技术后，通过长期观察，其CO浓度和温度均稳定控制在安全范围内，表明该材料能有效封堵高冒空间，杜绝自燃条件。

高冒处理总体成效新集矿先后对1305C、241303下机巷、241303外段联巷等53个高冒隐患点进行处理，共充填罗克休泡沫1560m³，从根本上消除了高冒自燃隐患，显著降低了矿井火灾风险。05密闭墙封堵与火区封闭应用双墙泡沫充填技术创新01传统密闭墙的不足传统双瓦石单墙封闭不实，长期存在漏风，导致停采线自然发火。新集矿自投产以来，因停采线自燃火灾占总数的23.5%，自然发火采空区占采区总数的33.3%。02双墙结构设计优化将传统双瓦石单墙改为双瓦石双墙，墙间留200mm间距，在外墙上、中、下3个位置留设措施孔，向两墙中间压注罗克休泡沫进行充填，增强密闭性与承压能力。03周边钻孔强化密封在密闭墙四周向帮、顶打钻，利用钻孔压注罗克休泡沫，使密闭墙与帮、顶连成整体，杜绝漏风通道，进一步提升封堵效果。04应用效果显著2002年新集矿采用该技术处理5个采空区共11道密闭墙，经处理的采空区均未出现自燃迹象，有效解决了停采线自燃隐患。采空区漏风治理方案

漏风成因分析新集矿采用综采放顶煤无煤柱阶段连续回采技术，导致相邻采空区间相互连通，下阶段开采时向上阶段采空区漏风；停采线及报废巷道因支架回收不佳、顶板冒落不充分，形成漏风通道；煤上山巷道布置及密闭墙封闭不实，加剧漏风问题，引发停采线自燃火灾4起，占比23.5%。

双墙泡沫充填技术将传统双瓦石单墙改进为双瓦石双墙，墙间留200mm间距，在外墙布置上、中、下3个措施孔，向墙间压注罗克休泡沫；同时在墙四周向帮、顶打钻压注泡沫，使密闭墙与围岩形成整体，既杜绝漏风又增强承压能力。

现场应用效果2002年，新集矿应用该方案处理5个采空区共11道密闭墙，通过泡沫充填有效阻断漏风通道，经长期监测，所有处理后的采空区均未出现自燃迹象，显著降低了停采线火灾风险。快速封闭火区实战应用火区概况与应急背景新集矿241301综放工作面因F085断层（H=108m）出水停产，2002年5月9日停采线发生自燃火灾，上风巷CO浓度达1000×10-6并出现烟雾，此时下机巷刚封闭，上风巷回柱不到三分之一。应急处置关键措施首先在回风侧设置3道临时调节风门，使用2台局部通风机向上风巷供风进行均压，控制有毒气体涌出；随后在上巷回柱地点构筑两道木板闭，中间留500mm间距，采用罗克休泡沫快速充填封闭。应用效果与价值采用罗克休泡沫充填封闭作业仅用4小时完成，有效控制了火灾蔓延，为后续打钻注浆、高水充填等彻底灭火措施赢得了宝贵时间，体现了其在紧急火情下的高效封闭能力。密闭墙施工质量控制

双墙结构设计优化将传统双瓦石单墙改为双瓦石双墙结构，墙间预留200mm间距，通过压注罗克休泡沫实现整体密闭，提升抗压力与密封性。

多位置措施孔设置在外墙的上、中、下三个位置留设措施孔，用于向双墙中间压注泡沫；同时在墙四周向帮、顶打钻，确保泡沫与围岩紧密结合。

压注工艺参数控制严格控制树脂与催化剂4:1的混合比例，采用专用气动泵压注；当压注压力升至10Mpa时及时换孔，避免管路堵塞或压力过大。

施工后效果验证2021年新集矿处理5个采空区共11道密闭墙，经泡沫充填后均未出现自燃迹象，有效杜绝漏风通道，保障采空区防火安全。06施工设备与材料管理专用气动泵操作维护气动泵工作原理专用气动泵将树脂和催化剂以4：1的比例送入压枪后喷出，两种原料混合后快速发泡硬化，是罗克休泡沫施工的核心动力设备。启动与停止操作启动前需检查管路连接是否完好，确认无误后启动气泵；停止时，先关闭压注枪截止阀，再关闭气泵，避免原料残留堵塞管路。日常检查要点定期检查泵体密封性、气压稳定性及各阀门开关灵活性，确保无泄漏、无堵塞，保障气动泵在施工时的稳定运行。维护保养要求压注完毕后，需换清洗剂，开泵清洗管路与枪，防止残留原料固化损坏设备；长期停用前应彻底清洁泵体，存放于干燥通风处。压注枪与管路系统配置

压注枪出口软管规格压注枪出口软管长度一般不要超过6m，否则容易堵塞；出口管直径应用DN10-DN13软管，不宜用大直径。

气温对管路使用的影响气温超过30℃时，应不使用压注管而直接用枪；气温低时，应相应加快压注速度。

管路与枪的清洗要求全部孔压注完毕后，关泵，换清洗剂，撤卸枪与压注管接口，开泵清洗管路与枪。材料储存与运输要求

储存环境条件罗克休泡沫材料中的催化剂具有腐蚀性，应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房内，远离火源、热源及incompatible物质，避免阳光直射。

储存期限与检查需定期检查材料的储存状态，关注其保质期，确