泡沫混凝土在矿井中的运用

我国是煤炭生产及消费大国。但长期煤炭开采，形成的大面积的沉陷区，据不完全统计，至2005年全国的沉陷面积已达70万公顷。开采沉陷导致大量农田弃耕，地表水系破坏，造成严重的生态灾难。而采空区回填是根治地表沉陷及采动损害的最直接、最有效的方法。煤矿采空区回填是一项世界性的难题。长期以来，国内外主要采用的技术包括干式充填、水砂充填以及胶结充填三种方法。泡沫混凝土具有输送方便、流动性好、价格便宜，利用不同级配的尾矿矿粉和水泥进行配比，可以保持一定的强度，完全可以作为一种新型的充填体在煤矿采空区回填中使用。掘工作面顶板冒顶后会形成一定范围和高度的空洞，若不及时处理及充填，将会造成支护体无法发挥其支撑作用，可能造成更大范围的顶板事故及经济损失，也可能造成瓦斯积聚。传统的处理这些冒顶空洞的方法是用人工搭设木垛或采用聚胺脂类材料化学加固。木垛施工速度慢，材料消耗大，木垛与顶板接触面小，控制作用差，且作业十分危险。化学加固存在成本高、易发热着火等弊端。采用泡沫混凝土充填冒顶空洞可克服这些缺点.随着我国煤矿巷道跨度的增加，以及采掘系统的优化，罐型墩柱会在动压巷道、大跨度切巷、停采维护、瓦排巷道、窄煤柱巷道、沿空巷道等软岩和动压巷道的支护中得到进一步的应用。注浆堵水是矿井水防治的重要技术。目前煤矿井巷堵水注浆材料大都选用水泥类浆材或水泥-水玻璃类浆体。其主要优点是成本低、材料来源广，但由于其硬化后易收缩而产生细小裂隙，在水力冲刷下裂隙逐渐扩大，堵水效果不理想。采用泡沫混凝土作为堵水材料，由于不受收缩变形的影响，闭孔结构可以有效吸收收缩变形和增加水流路径，达到止水的目的。胜利油田采用泡沫水泥堵水取得了一定效果，平均有效期为12.5个月。

泡沫混凝土在我国已经有几十年的生产历史，但主要在建筑行业的应用研究较多，在煤矿领域的应用不够广泛。今后要在发泡材料、施工工艺以及施工设备配套上加强研发工作，适应我国矿井的使用要求，为我国矿山安全、高效生产发挥更大的作用。