博胜煤矿自燃发火综合防治技术研究

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1、博胜煤矿自燃发火综合防治技术研究摘要：本文根据博胜煤矿易自燃煤层特点，取了以黄泥灌浆和氮气防灭火为主，喷洒阻化剂为辅的综合防灭火措施。经现场实践，效果显著，可供类似矿井借鉴。关键词：自燃发火；灌浆防灭火；注氮；喷洒阻化剂一、矿井概况博胜煤矿设计生产能力0.90Mt/a，矿井采用主、副斜井开拓，全井田划分为二个水平4个采区上山开采，采煤工艺为采用综合机械化一次采全高开采。根据矿井开拓方式，矿井通风方式为机械抽出式，通风系统为分列式通风，由主、副斜井进风，斜风井回风。井田内可采煤层7层，根据勘探报告提供的煤的燃点及自燃趋势等级鉴定成果，各煤层均属易自燃煤层。二、博胜煤矿自燃发火?C合防治技术

2、方案1、灌浆防灭火本矿井开采煤层有自然发火倾向，为预防采空区自然发火，确保安全生产，设计采用预防性灌浆，灌浆采用随采随灌的方式。由于矿井产量较大，灌浆量大，为便于管理和提高效率，确定采用集中灌浆系统。1.1灌浆系统的选择随着采煤工作面向前推进，在采空区随采随灌浆。设计采用集中灌浆系统，管路从斜风井敷设，在工业场地内设有制浆站及储土场，通过自卸汽车将黄土运至储土场备用，采用制浆机制浆，制成的泥浆自流至泥浆池搅拌，再自流至井下进行灌浆作业。1.2灌浆方法的选择由于一个工作面的回采时间较长，为防止煤的氧化发火，宜采用随采随灌的工作模式，埋管灌浆的方法。从回风顺槽向工作面采空区灌浆。在灌浆前应将

3、灌浆区积水排出，以保证泥浆有很好的附着力，并保留足够的隔离煤柱以防止溃浆、透水。1.3灌浆参数计算及选择灌浆站工作制度与煤矿工作制度一致。采用预防性灌浆措施，井下灌浆有关参数计算如下：(1)日灌浆所需土量:Q±1=K(G八)=206.59m3/d，式中：G—矿井日产量，G=2727t；K一灌浆取土系数，K=0.1；r一煤的容重,r=1.32t/m3o(2)口灌浆实际开采土量：Q±2=ci?Q±l=l.lX206.59=227.25m3/d,式中：a_取土系数。(3)灌浆泥水的确定：根据国内类似矿井的经验数据，取为1:4。伹是，根据该矿井实际情况调整灌浆泥水的比例。(2)每日制浆用水量：Q

4、水1=Q±2?5=227.25X4=909.00m3/d,式中：S-灌浆泥水比的倒数，S=4。(3)每日灌浆实际用水量：Q水2=CUKlXK水=909.00X1.2=1090.80m3/d,式中：K水一用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数。(4)毎口灌浆量：(^浆=(Q水1+Q±2)XM=(909.00+227.25)X0.91=1033.99m3/d,式中：M_泥浆制成率，M=0.91。(5)灌浆材料要求：颗粒小于2mm,粘土占60%〜70%,塑性指数为9〜11，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。(6)灌浆介质及灌浆量：设计就近选用黄土

5、作为井下防火灌浆的介质。防火灌浆年工作日330天，采取随采随灌的措施。灌浆站每日灌浆用水量：1090.80m3/d；曰灌浆所需黄土量:227.25m3/d；每口灌浆量：1033.99m3/do(7)制浆工艺本设计采用地面固定式灌浆注胶防灭火系统，由浆料储存场地、浆料输送、连续式定量制浆、过滤搅拌、计量、输浆及管网系统和外加剂添加等部分组成。设计在工业场地建设一座多功能胶体防灭火制浆站，制浆量2X60m3/h，制浆用水以处理后的矿井水作为水源，由两台灌浆给水泵(Q=120m3/h、H=17m、N=llkW)压力供水至制浆设备，泥浆依靠重力向井下灌浆。(10)灌浆管路井下黄泥灌浆管路自成体系

6、，采用常高压灌浆系统，从斜风井引入井下工作面。井下黄泥灌浆管道采用小219X6.0无缝钢管，管道外壁做相应的防腐措施，连接方式为卡箍连接，便于在回采工作面装配。2、氮气防灭火2.1注氮量计算本矿井为瓦斯矿井，煤尘有爆炸性危险且煤层属很易自然性煤。本着预防为主的方针，根据《煤矿安全规程》的要求，将拖管、间歇式注氮系统作为矿井防灭火的一种重要措施，并在井上下建立相应的防灭火安全监测、监控系统。本矿井注氮量主要考虑防火和矿井灭火，防火按下列方法计算，取其最大值。注氮量计算按以下3种方法计算，并取其中最大值：(1)按产量计算：QN=[A/(1440Ptnln2)]X(C1/C2-1)=3.93m

7、3/min,式中：QN—注氮流量，m3/min;A_矿井年产量，0.9Mt/a;t_矿井年工作日，330d；P一煤的密度，1.32t/m3；nl—管路输氮效率，取80%;n2—采空区注氮效率，取90%;C1—空气中的氧浓度，取20.8%;C2—采空区防火惰化指标，取7%。(2)按吨煤注氮量计算：QN=5AK/300X60X24=8.52m3/min,式中:A—矿井年产量,900000t；K-工作面回采率，取0.9。(3)按瓦斯涌出量