全是土壤或岩层中的氡，测量所得的氡值反映的是处于土壤（岩层）和大气的中间介质层氡气含量和运移状态。因此，这些实验所得结论与3.2.2节所得结论完全吻合。
同时，在进行同位素测氡法探测地下火区后，作火区划分时还应进行下列情况的处理：一，在有地质构造的地表测量，发现异常时，应考虑构造因素，进行相关处理；二，在山区测量所得数据，视山势变化，对数据做裂缝情况的相应处理，尤其在悬崖边布置的测点数据；三，在水域附近，由于水气影响会使得测量数据偏高或出现异常高的错误情况；四，需要准确收集该地区地表氡的普遍含量；五，地表湿度过大（采用CD-1α杯测量仪时水气会影响仪器正常工作，且形成烂泥时，氡气析出速度将明显减慢）和极度干旱（极度干旱大部分在沙漠等特殊环境中，地表空隙率比较高，地表蓄水少或无法蓄水），所测值不能准确反映地下火区情况；六，在地表为煤、沙子等松散介质时，应根据情况加大埋杯深度；七，目前由实验所得测量深度为500m时，测量结果准确可靠，对于更深的地下火区，氡运移的情况还有待分析和试验。
第四章 胶体防灭火的特性研究
4.1 胶体防灭火材料类型
煤矿防灭火材料的胶体不同于化学中的胶体体系。化学中的胶体体系指微小颗粒的分散体系，而矿井防灭火所用的胶体主要指水的凝胶、假凝胶、或较浓的泥浆等形成的类似凝胶的体系。一定浓度的溶胶、大分子混合物的真溶液或其它分散体系自动形成凝胶的过程称为胶凝。在胶体灭火材料中，大量水被机械地包藏于具有多孔结构的凝胶孔洞中、吸水性粘土矿物的层间或高分子材料的链段结构中，呈半固体状且难以流动。胶体灭火材料有一定强度，具有固体的某些特征，但它又不同于固体，是由固、液两相组成。根据材料性质和成胶原料的特点，胶体防灭火材料可分为凝胶类、稠化胶体类和复合胶体类三种类型：
(1)凝胶类：它包括溶胶或真溶液通过化学反应形成一种不能流动且具有一定几何形状的材料，吸水性粘土矿物或吸水性树脂等吸水后形成的凝胶颗粒堆积而成的假凝胶。
(2)稠化胶体类：向黄土、粉煤灰、细砂和矿粉等浆液中加入少量某些材料(基料)，使浆液粘稠度增加，宏观上更加均匀，具有良好的触变性，管道流动性好。流动中不易沉降。稠化胶体与煤壁附着性较好，一定程度上能充填煤中的裂隙。
(3)复合胶体类：从成因上看，复合胶体分为三类：①向泥砂或粉煤灰的浆液中加入少量高分子添加剂，由于高分子材料的架桥作用，使浆液形成几乎不能流动的复合胶体：②泥砂、粉煤灰等浆液中加入某些胶凝原料，通过化学反应使其失去流动性而形成复合胶体，这类复合胶体中的固体颗粒仅起充填作用，不参与网状骨架结构：③泥浆中加入较多吸水性材料(如吸水性粘土矿物、吸水树脂等)，吸水材料吸附了大量水分，使浆液失去流动性，制成复合胶体。
凝胶显示出固体的某些特点，如有一定的几何外形、有一定的强度、具有弹性和屈服值等。但是，从内部结构看，凝胶和固体又不一样，它由网状结构和分散介质两相组成。在新形成的水凝胶中，不仅搭成的网络结构是连续相，分散介质也是连续相，这是凝胶的主要特征。假凝胶是浓度很高且难以流动的悬浮体。在假凝胶中，由于分散相(基料)所占比例很高，控制着大量溶剂而形成高浓度、失去流动性的悬浮体。在外力作用下，悬浮体颗粒间可发生相对滑移，但不会破
坏化学键，因而其性质不变。复合胶体和稠化胶体中都加入了一定量的粉煤灰、黄土、细砂或岩粉等颗粒物，称之为骨料。骨料的加入不但可提高胶体的强度和耐高温性，而且可以降低基料的用量。
稠化胶体、复合胶体和凝胶都具有优良的防灭火性能，但在矿井防灭火中又有各自独特的性质。因而在火灾处理过程中经常需要根据不同的矿井条件和发火特点，选择不同类型的防灭火材料。
4.2 成胶时间及影响因素
矿井灭火一般选择成胶时间在几十秒至十分钟之间的成胶原料。根据不同的使用条州，要求胶体有不同的成胶时间。用于封闭堵漏和扑灭高温火源，成胶时间应控制在混合液体流出注胶口30秒内，用于阻化浮煤自燃，成胶时间应以混合液体喷出注胶口5～10分钟为宜。成胶时间对胶体灭火工艺影响很大，有时需要根据胶体材料的成胶时间选择注胶灭火工艺，有时则需要根据工艺要求来选择成胶材料或控制成胶时间。
成胶是一个从初凝到终凝的渐变过程，成胶时间就是终凝时间，即从基料和促凝剂的水溶液混合开始到胶凝结束为止的时间。在化学反应形成凝胶的过程中，通常溶液的透光率逐渐减小，形成凝胶后，透光率趋于极小值。从初凝到终凝渐变过程透光率变化曲线如图4-1所示，因而可用光电法来确定成胶时间。
A透明度对于复合胶体和高分子凝胶，前者是在泥浆里配制的，透光率始终很低，而高分子凝胶成胶过程中体系一直是透明的，其成胶时间都不能用光电法来测
（t0tT(时间)
图4-1 成胶时间与胶体透明度曲线图
）定。复合胶体和高分子胶体在制备过程中流动阻力增加明显，成胶前材料粘度最小，成胶过程中逐渐加大，最后趋于某一极限值，可以通过测定成胶过程中体系流动—阻力曲线来确定胶凝时间。
4.3防灭火胶体材料的选择
能成为胶体的材料众多，但并非每种材料都适用于煤矿井下煤层自然发火防治。根据煤矿火灾特点，矿井灭火用胶体材料必须具各以下特点：(1)无毒无害，对井下设备无腐蚀，对环境无污染；(2)渗透性好，能进入松散煤体内部；(3 }具有良好的耐高温性，在高温下不会迅速汽化，且吸热降温性能好；(4)有一定的堵漏性和阻化性，阻止煤再次氧化而复燃；(5)成本低廉，成胶工艺简单，便于现场应用，符合煤矿井下煤层自然火灾防治要求。
根据上述要求，在众多胶体材料中选择适合煤层防灭火的胶体材料。 4.3.1 稠化胶体和复合胶体材料的选择
复合胶体和稠化胶体都是泥浆和少量基料混合制成的。由于二者形态不同，所用基料既有相同之处也有不同之处。泥浆中含有大量离子，即其盐度较高。故生成复合胶体的基料要有一定耐盐性。一般情况下，有一定的耐盐性且能在水中制备凝胶的原料都能在泥浆中生成复合胶体，胶体中泥浆颗粒充填在网状胶体结构之间，一般仅起充填和增强作用。 (1)无机矿物类基料
吸水性粘土或交联的吸水树脂为基料形成的复合胶体或稠化胶体，是由于吸水材料吸收了大量水分体积膨胀的结果。一般情况下，吸水粘土对含有一些盐分的泥浆水也有较强的吸收能力，水质对其吸水性影响不大。因此，吸水性好的粘土矿物物通常可用作复合胶体或稠化胶体的基料。与粘土矿物相比，交联的吸水树脂具有更强的吸水能力。一些由一种单体聚合生成的吸水树脂对蒸馏水的吸收性很好，但其吸水性受介质条件影响很大，在含有大量离子的泥浆中，吸水性下降很明显，因而制备复合胶体的效果不很理想。因此，多种单体共聚，形成含有多种亲水官能的吸水高分子材料以及有机-无机材料形成的复合型吸水材料是理想的复合胶体基料。
(2)线性高分子基料
线性高分子为基料的复合胶体是由于线性高分子链段控制了大量水分子，并且高分子链段与泥浆颗粒间发生架桥作用的结果。一般来说，嵌段共聚物和接枝共聚物对形成稠化胶体是有利的。高聚物吸附层厚度越大通常越稳定。水对高分子材料的溶解性或亲合性越好，分散性通常越好。鉴于这些原因，稠化胶体基料通常选择亲水性好的嵌段共聚物或接枝共聚物，这些聚合物能够吸附在泥浆中的固体颗粒表面。吸水倍数较高的吸水矿物和高吸水性树脂通常是较理想的复合胶体基料。例如，FHJ16复合胶体添加剂用量仅为0.03 %～0. 05%。即可使较浓的泥浆成为不可流动的复合胶体。 (3)稠化胶体的基料
为了实现远距离管道输送并提高浆液的防灭火性能，需要防止泥浆沉降和对其进行增稠。复合胶体通常也需要将一定浓度的泥浆(或粉煤灰浆)自地面灌浆系统输送到井下发火点，然后再用设备添加胶凝剂使之胶凝。这种注胶工艺要求浆液有较好的流动性，且在输送过程中不堵塞管路，稠化胶体的基料就能实现这一功能。
向浆液中加入少量具有悬浮分散作用的添加剂可以改善浆液的流动性。分散剂一般都是亲水性较强的表面活性剂，其疏水链多为较长的碳链或成平面结构，如带有苯环或萘环，这种平面结构易作为吸附基吸附于具有低能表面的有机固体粒子表面而以亲水基伸入水相，将原来亲油的低能表面变为亲水的表面。对于离子型表面活性剂还可使固体粒子在接近时，产生电斥力而使使固体粒子分散。对于亲水的非离子表面活性剂可以通过长的柔顺的聚氧乙烯链形成的水化膜来阻止固体粒子的絮凝而使其分散稳定。分散剂还有改善浆液流动性的作用，能够降低流动阻力，因而有利于管道输送。
稠化胶体添加剂一般都具有表面活性剂的性质，在粉煤灰和黄土的浆液中加入稠化胶体添加剂后，由于其中的亲水和亲油基团可显著地改变液-固界面性质，引起表面张力降低，因而分散系更加稳定；FCXF12型稠化剂实质上是一种流变助剂，加入后能使溶液增稠，改变和调节粘度，防止沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，控制施工过程中的流变性，从而能改善复合胶体灭火工艺。