随着采煤技术的发展，煤层火灾已成为制约煤炭科技进步的主要障碍之一。封堵漏技术用于灭火时不能直接使煤温降低，需要和其它灭火技术配合使用。井下自燃火灾通常处于工作面或巷道顶部比较高的部位，用泥浆灭火时，不能滞留在发火部位；水对煤的自燃有一定的促进作用，造成水煤气爆炸的威胁。惰气泡沫防灭火技术在碎煤中压注时，发泡性能差、成本高。阻化剂防灭火材料在温度升高时其吸收的水分会蒸发，阻化作用消失。胶体防灭火技术集堵漏、阻化等性能于一体，克服了上述传统防灭火技术存在的水泄露等问题。本论文在传统胶体防灭火技术的基础上，针对其使用后释放出氨气及其它防灭火技术目前普遍存在的问题，分别对复合胶体、稠化胶体进行改性研究，进一步推进其在煤层防灭火方面的应用。本论文获得了以下成果：　　 采用正交实验法获得了新型复合胶体防灭火材料，该胶体具有良好的阻化性能、使用后没有氨气产生、未溃散、无毒以及使用卫生安全等性能。通过研究基料、促凝剂、骨料的含量与成胶时间、胶体强度、保水率、体积收缩率之间的关系，确定了复合胶体的最佳配方，最终实现复合胶体成胶时间0～30 min可控、保水率大于80％、强度大于400 kPa、体积收缩率小于10％。复合胶体在未成胶前具有良好的渗透性，经胶体溶液流过的地方最终会形成一层胶体膜，表明该胶体与煤体表面之间具有良好的润湿性，且它们之间的附着力也很强。相比于目前几种胶体材料而言，复合胶体的成本降低了20％以上，为其大面积推广和使用奠定了市场基础。在实验室对复合胶体大量试验研究的基础上，在山西朔州兴陶煤业有限公司兴陶煤矿进行了井下工业性试验，CO浓度显著下降，证明该技术能够起到降温、阻燃、隔氧的作用，具有较好的防灭火效果，可以广泛推广和应用。　　 本论文为了获得性能稳定的稠化胶体，首先制备了吸水性能良好的高吸水树脂稠化剂。采用水溶液聚合法制备了高吸水树脂，以丙烯酸和丙烯酰胺为单体，N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸钾为引发剂。通过正交实验法研究了单体浓度、丙烯酸中和度、引发剂和交联剂用量与树脂吸水倍率、吸水速度、保水率以及重复吸水倍率之间的关系。最终获得了在蒸馏水中的吸水倍率高达3114 g/g，在0.9 wt.％ NaCl溶液中的吸水倍率达157 g/g的高吸水树脂。　　 以实验室自制的高吸水树脂作为稠化剂，采用共混法获得了无味、无毒、无腐蚀性、悬浮性、分散性以及热稳定性良好的稠化胶体。通过对喷涂了稠化胶体的破碎煤体观察可知胶体与煤体表面的润湿性很好，粘附力很大，即使将煤样旋转至垂直于地面时，稠化胶体也不会脱落。另外，稠化胶体具有较大的内聚力，因而容易在煤体表面形成一层较厚的液膜，更有利于灭火。并对稠化胶体的热稳定性进行了表征，当温度为60℃时，稠化胶体的失水率在2～14％，随着基料浓度的升高，失水率变化不明显。稠化胶体静置48 h后未出现絮凝和分层现象，说明悬浮性、分散性及稳定性很好，适用于煤层小面积火灾使用，随时配制随时使用，灵活方便。　　 总之，本论文着眼于目前煤层用防灭火技术存在的主要问题，提出解决传统防灭火技术存在的水泄露等问题的思路和方案。首先，制备了适用于防治煤矿大面积火灾使用的复合胶体；其次，以实验室自制的高吸水树脂作为稠化剂，采用共混法制备了稠化胶体。在实际应用中，采用复合胶体“地面固定”和稠化胶体“井下移动”相结合的灭火工艺，提高了矿井煤层自燃灾害有效防治的可保障性，以达到彻底扑灭煤层火灾的目的。