建立黄泥灌将防灭火系统.doc

⑩ 建立黄泥灌将防灭火系统。 〈煤矿安全规程第232条规定“开采容易自燃和自燃的煤层时，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采取预防性灌浆等措施，编制相应的防灭火设计，防止自燃发火。”预防性灌浆是防止自燃发火最有效、应最广泛的一项措施。 根据我国各矿区使用的灌浆系统，基本上可归为两类集中灌浆、分散灌浆。使用的预防性灌浆方法有采前预灌、随采随灌和采后灌浆3种。 A. 灌浆系统及方法的确定 根据该矿煤层自燃的特点及采煤方法，为保证防火效果，本设计采用集中灌浆系统和随采随灌埋管灌浆的灌浆方案。即在回采前沿回风巷道采空区预先埋好灌浆管（一般预埋5～8m钢管，钻孔直径一般为75mm或100mm），预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为20～30m，放顶后立即开始灌浆。随工作面的推进，按放顶步距用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆。工作面停采前一般实行“多轮适量，间隔进行”，停采后实行“连续足量，充分灌注”。管理布置示意图如下 B. 灌浆参数设计 1）灌浆材料的选择 对灌浆材料要求如下 ① 颗粒要小于2mm，而且细小颗粒（粘土≤0．005mm者应占60～70％）。 ② 密度为2.4～2.8； 塑性指数为9～11（亚粘土）； 胶体混合物（按Mgo含量计）为25％～30％； 含砂量为25％－30％（粒径为0.5～0.25mm以下）； 容易脱水和具有一定的稳定性。 ③ 不含有（或少含有）可燃物。 在煤矿里，传统的灌浆材料是含砂量不超过25～30％的地表黄土。根据实际需要，也可就地取材采用适当的代用材料，如砂土、粉煤灰等。故本设计灌浆材料选用粉煤灰作为灌浆材料。灌注浆灰水比详见表6－3－1。 表6－3－1 灌 注 浆 灰 水 比 时间 一般 夏季 冬季 比例 12～13 11.5～12 13～14 2）地面制浆工艺流程 常用的制浆工艺主要有两种水力取土机械制浆法和机械搅拌制浆。水力取土机械制浆法，多采用于制备黄泥浆，可就地取材；机械搅拌制浆常用于制浆材料距生产源距矿井较远的材料。本设计采用机械搅拌制浆工艺。工艺流程如下 粉煤灰的采集→泥浆搅拌池（搅拌机）→沉淀池（滤网）→注浆池（砂浆泵）→灌浆管。 ① 主要设备 该系统主要有搅拌池、减速器、搅拌器、沉淀池、滤网、下液式泥浆泵等设备组成。 ② 系统参数及性能指标 a. 制浆料输送量20t/h； b. 水量＞30m3/h； c. 灰水比13～110； d. 搅拌泵BLD2－43－3kW； e. 离心式液下泥砂泵80NYL60－9GE，流量为60m m3/h； f. 搅拌器焊接件； g. 减速器 XL.XLD1－12/3kW。 ③ 灌浆参数 地面灌浆站在正常情况下与矿井工作制度一致，年工作日为330d，每天2班灌浆，1班准备，每班纯灌浆时间为5h，每天纯灌浆时间为10h。 a. 日灌浆所需材料量 Qt2＝KmLHC 式中 Qt2日灌浆所需土量，m3/d； m煤层采高，m， 10号煤层平均厚5.06m； L工作面日推时度，m/d，L＝1.8m； H灌浆区的倾斜长度，m，80m； C采煤回收率，95％； K灌浆系数，为灌浆、材料的固体积与需要灌浆的采空区容积之比，取0.07。 10号煤1个回采面日需材料量为 Qt2＝0.075.061.8800.95＝48.45（m3/d） b. 日灌浆所需实际土量 Qt3＝αQt2 式中 Qt3日灌浆所需实际土量， α取材料系数（考虑杂质和开采运输损失，取α＝1.1）； Qt2意义同上。 Qt3＝l.1Qt2＝l.148.45＝53.3（m3/d） c. 每日制浆用水量 Qs1＝Qt2δ 式中 Qs1制备泥浆用水量，m /d △泥水比的倒数，根据经验泥水或浆灰水的比取13，则δ＝3；泥浆密度为γj＝1.20； Qs1＝Qt2δ＝48.453＝145.36（m3/d） d. 每日灌浆用水量 Qs2＝KsQt2δ 式中 Qs2灌浆用水量，m3/d； Ks用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数，取1.10； Qs2＝1.148.453＝159.9（m3/d） e. 每日灌浆量 Qj1＝（Qs1＋Qt2）M 式中 Qj1日灌浆量，m3/d； M泥浆制成率，取0.880； Qj1＝（145.36＋48.45）0.880＝170.55（m3/d） f. 每小时灌浆量 Qj2＝Qj1/nt 式中 Qj2每小时灌浆量，m3/h； n每日灌浆班数，班/d，n＝2班/d； t每班纯灌浆时间，h/班，t＝5h/班； Qj2＝170.55/210＝8.5（m3/h） g. 每小时最大灌浆量 考虑到今后生产规模扩大和煤层发火不确定等因素，灌浆主管路按目前所需能力的1.5倍设计，则每小时候最大灌浆量为 Qjmax＝1.5Qj2＝1.58.5＝12.79（m3/h） 式中 Qjmax每小时最大灌浆量，m3/h。 特别需要说明的是灌浆系统的灌浆系数、泥水比等各项参数在实际生产中必须根据煤层发火情况、输送距离、煤层倾角、灌浆方式及灌浆材料和季节等因素通过实验确定，以确保灌浆效果和生产的安全。 C. 灌浆设备选型 设计选用80NYL60－9GE型离心式液下泥砂泵2台，1台工作l台备用，该泵流量60m3/h。灌浆管路选用Φl00mm无缝钢管，支管选用Φ75mm无缝钢管，工作面管道直径选用Φ50mn无缝钢管。 D. 灌浆管理 为了使灌浆防灭火工作取得预期的效果，加强管理是不可缺少的重要环节。 1 编制灌浆设计 灌浆区域在进行灌浆之前应编制灌浆设计，设计内容包括灌浆区概况、防火墙要求、钻孔布置、灌浆数量、水土比例、各钻孔灌浆量的分布、灌浆顺序、灌浆期限及安全措施等。施工区要严格按照设计的要求及安全技术措施进行灌浆施工。 2 合理确定灌浆量 灌浆质量的主要标志是泥浆的灌浆数量，应根据灌浆参数计算区域灌浆量及土量，各个钻孔的灌浆量要求分配均匀合理。 3 加强对灌浆水灰比的控制 提高灌浆效果，就必须保持合适的泥浆浓度。在灌浆期间要随时测量泥浆浓度（波美度），埋管灌浆的泥浆浓度以注浆管的出浆口到采煤地工作面的距离确定，原则是距离小浓度大，反之要小些。 4 加强气体采样分析和温度检测 5 建立健全灌浆记录台帐 各项记录各帐是灌浆管理工作中的关键的原始资料，是分析灌浆工作的基础。其中包括钻孔工程记录台帐；灌浆工程记录台帐；防火墙工程记录台帐；气体分析记录台帐等。 Ⅱ）建立火灾预报束管监测系统 矿井配备DMH型胶带机硐室自动灭火系统，系统通过地面总站，对接收到的井下数据进行处理，显示测点报警信息。从而对主要运输大巷的胶带机发火进行不同阶段监测预报。