防治采空区自燃发火设计方案及措施

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1、防治采空区自燃发火设计方案及措施一、采面生产衔接情况：我矿正常生产时有1个回采工作面，4201综采工作面预计2014年7月初结束回采。4202综采工作面预计2014年7月上旬正式开始回采，预计2015年7月份底回采完毕。二、采空区发火重点预防区域工作面和下列地段有煤层自燃发火的可能：1、4202综采工作面2014年7月份投产，计划2015年7月份采完，如果采空区浮煤清理不干净，再者工作面推进速度缓慢，采空区封闭不严实，工作面采空区就有可能发送自燃发火。2、4201工作面采空区也存在有自燃发火的可能。三、防治采

2、空区自燃发火设计方案（一）、概况：现我矿主采4#煤层，自燃等级Ⅱ级，属自燃煤层，矿井采煤工作面采空区采用以喷洒阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶为防灭火方法，以及束管监测预报系统、传感器监测系统和人工检测的防灭火系统。（二）、黄泥灌浆防灭火灌浆防灭火技术已在我国有自燃发火危险的矿井中得到普遍应用，也取得了良好的效果。灌入的泥浆能够吸热降温，对煤体有包裹作用，起到隔氧降温目的，同时能胶结顶板、降低采空区空隙率、增加漏风阻力。1、灌浆防灭火特点灌浆就是将水和浆材按适当的比例混合，制成一定浓度的浆液，沿输浆管路借助于自然压差

3、或泥浆泵输送到井下，然后通过钻孔或专门的灌浆引管向可能或已经发生自燃的区域灌注，以防止自燃火灾的发生或治理火区。其主要作用是（1）利用浆液的渗透作用和粘着力可使浆液覆盖在煤体表面，其中的固体物沉淀后可充填于浮煤缝隙之间，包裹浮煤，从而隔绝氧气与煤体的接触，防止氧化；（2）浆液中的水分有助于增加煤的外在水分，抑制煤自热氧化的发展，同时有利于已经自热煤体的散热。灌浆防灭火技术在我国具有自燃发火危险的矿井得到了普遍应用，并取得了较好的防灭火效果，由于综放工作面开采的4-1号煤层为自燃煤层，设计采用灌浆防灭火技术。2

4、、采用灌浆防灭火的适用条件1、煤层为自燃-容易自然煤层。2、煤层采用仰斜开采的方法。由于综放工作面煤层为自燃煤层，开采方式也是仰斜开采，故该方法适用于本矿。但由于这种方法具有以下缺点：(1)浆体只流向地势低处，不能向高处堆积，对高位火作用有限；(2)不能均匀覆盖浮煤，容易形成“拉沟”现象；(3)易跑浆和溃浆，恶化工作环境，影响煤质。故综放工作面在使用时应与其他防灭火方法配合使用。灌浆防灭火方法主要注重于“灭”，即煤层出现自燃发火征兆时而使用，若煤层无自燃发火征兆时，主要以喷洒阻化剂方法为主，但灌浆系统应每隔7

5、-10运行一次，以保证该系统的可靠性。3、灌浆材料选择灌浆材料必须满足以下要求：1、不含可燃物或助燃物；2、粒径直径小于2mm，细小粒子（粒径直径小于1mm）占75%；3、主要物理性能指标：比重2.4～2.8，塑性指数9～14，胶体混合物25～30%，含砂量25～30%；4、易脱水，又具有一定的稳定性；5、具有能与较少的水混合成浆液的能力，运输时不堵塞管路或泥浆池；6、便于开采、运输和制备，来源广，成本低。目前煤矿常用的灌浆材料主要有：黄土、电厂粉煤灰、煤矸石粉、页岩、尾矿等。由于西易党新煤矿地表大面积黄土覆

6、盖，取土较为方便，因此，灌浆材料选用黄土，就地取材，挖掘机运抵制浆站，能保证灌浆工作的连续性，水源利用处理后的井下排水。4、主要灌浆参数1）灌浆系数灌浆系数指泥浆的固体材料体积与需要灌浆的采空区空间容积之比，《煤矿注浆防灭火技术规范，MT/T702—1997》规定：对于预防性灌浆一般取3％～12％，灭火灌浆时系数相应加大。因此，综放工作面灌浆系数暂取5%，并根据实际灌浆效果实时调整。2）土水比浆液的土水比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆中土与水的体积之比，土水比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送。泥浆的土水比大

7、，则泥浆浓度大，隔绝和包裹效果好，但流动性差，输送困难，泥浆输送的沿程阻力大，泥浆在管道中的流速降低，泥浆中的固体颗粒容易沉降，造成堵管事故。土水比小，则输送相同体积的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不好。《煤矿注浆防灭火技术规范》（MT/T702—1997）规定：矿井防灭火注浆浆液的土水比应为1:2～1:5。在回采工作面洒浆防火时，土水比应为1:2～1:3。根据综放工作面灌浆的输送距离、煤层倾角、灌浆方式及灌浆材料，综放工作面泥浆土水比暂定为1:5，并在此基础上根据实际效果进行调整。5、灌浆方法我国煤矿现在使

8、用的预防性灌浆方法有：采前预灌、随采随灌和采后灌浆三种。采前预灌就是在煤未开采之前即对煤层进行灌浆，适用于老空区过多、自燃发火严重的矿井；随采随灌就是随着采煤工作面推进的同时向采空区灌浆，主要有钻孔灌浆、埋管灌浆和洒浆，能及时将顶板冒落后的采空区进行灌浆处理，防火效果较好；采后灌浆是等回采结束后，将整个采空区封闭起来后进行灌浆。根据综放工作面自燃发火的实际情况，设计采用埋管灌浆、洒浆结合的采后灌浆方