矿井胶体防灭火系统初步设计

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1、XX矿胶体防灭火系统设计说明书XX矿1目录1前言………………………………………………………12矿井概况…………………………………………………23胶体防灭火技术简介……………………………………34胶体防灭火系统的功能特点及构成……………………65XX矿胶体防灭火系统设计…………………………116首采面注胶防灭火设计………………………………157能源和材料……………………………………………198土建……………………………………………………199设备选型及经费概算…………………………………1910附件：注胶灭火钻孔

2、快速施工技术及装备…………2011附图……………………………………………………211XX矿胶体防灭火系统设计说明书1前言在发现煤层自燃高温点时，采用常规的注水、灌浆和喷阻化剂时，由于重力作用，浆液流往低处，不能在高处积存、渗流范围很小，难以扑灭高处大面积火源；浆液往低处流，冲出水沟，不能有效降低块煤内部温度，停止注浆后，风流渗透流畅，复燃很快，且用水或灌浆控制火势时，将迅速产生大量水蒸汽，反而会促进煤层自燃火势发展，恶化工作环境，并有产生水煤汽爆炸的危险。采用注氮、注惰性泡沫灭火时，需封闭性严，且气体热容小，

3、能带走高温区的热量有限，灭火周期很长，火区复燃概率高。灌浆防灭火技术在我国有自然发火危险的矿井中用得较普遍，泥浆能够吸热降温，对煤体还有包裹作用，达到隔氧的目的，对于采空区的防灭火效果显著，已成为与井下内因火灾斗争的主要措施之一，但其仍存在以下不足之处：1）浆液浓度较低，井下流失量大，效率低；2）若提高浆液浓度，制浆材料容易在管路中沉降，出现堵塞管路的问题；3）泥浆不能滞留在位置较高的易发火部位，且易形成固定流动通道而流失；4）用于灭火时，有水煤气爆炸的危险，给井下灭火队员构成极大威胁。胶体防灭火材料集堵漏、

4、降温、阻化、固结水等性能于一体，较好地解决了灌浆、注水的泄漏流失问题，成功地扑灭了上百起煤层火灾，防灭火效果极佳，已成为煤层自燃火灾治理的主要技术手段之一。为了对矿井火灾进行有效地预防和在紧急情况下快速反应，迅速控制火灾，减少灾害损失，有必要建立一套灌浆注胶防灭火系统，使其能够实现灌浆材料的就地取材和大流量压注胶体等新型防灭火材料。为了有效预防和治理XX矿即将开采的XX采区XX煤层自然发火，特委托XX有限责任公司和XX科技大学能源学院制定《XX矿胶体防灭火系统设计》。编制本设计总的指导思想是“21技术先进、因

5、地制宜、合理选材、优化配置、易于操作、节约资”。编制本设计的依据如下：1）煤矿安全规程。2）XX矿矿井设计说明书。3）XX采区自燃煤层开采自燃防灭火方案设计说明书。4）XX煤层最短自然发火期实验报告和自燃倾向等级鉴定报告。5）XX采区XX煤层规划图。6）XX采区地形地貌图。7）煤矿安全工程设计和其它相关的设计规范和规定。8）XX矿其它相关技术资料。2矿井概况XX矿井是XX煤电(集团)公司正在建设的一座新矿井，年设计生产能力为180万吨。矿井采用分区抽出式通风，采煤方法为走向长壁后退式回采，全部冒落法管理顶板。

6、矿井井田由原勘探的XX井田和XX井田合并而成，XX井田在主平峒北翼。在XX区，第一水平设计有一、二、三三个采区。已建成投产的XX采区紧靠主平峒，XX采区井口在三道河附近，有回风斜井、轨道上山和提前出煤平峒通至地表，轨道上山和提前出煤平峒共用一个工业场地。井田含煤地层为二迭系上统龙潭组，含煤27至44层，其中可采煤层15层，可采煤层平均总厚21.86m。矿井开采的主要可采煤层有1#、3#、7#、XX、10#、17#六层。煤层倾角18至25度，平均22度。XX矿井煤质牌号以贫煤为主，其次为瘦煤、无烟煤。原煤灰分以

7、中灰为主，一般在15%至25%之间，硫分以特低硫为主，一般在1.19%以下，但主要可采煤层XX、10#含硫较高。根据地质报告提供的资料，XX矿井属高瓦斯矿井，而且除10#、13#层外，矿井各煤层均属有爆炸危险性煤层。矿井主要可采煤层属自燃和可能自燃煤层，自燃倾向等级划分为Ⅱ～Ⅲ级。在矿井初步设计中，设计根据地质报告提供的煤层自燃等级鉴定结果，并考虑到XX21矿区邻近矿井从未发生过自燃现象的实际，预测XX矿井煤层自燃性较弱，因此，并未在初步设计中作专门的预防自燃发火设计，仅仅提及利用10%至15%的CaCl2或

8、MgCl2溶液作为阻化材料，喷洒回采工作浮煤、采空区及煤柱表面，以抑制煤层自燃。根据地质报告提供的鉴定结果，XX矿井的自燃煤层有XX、10#和24#层，24#层由于设计修改，已排除在矿井开采范围之外，而XX、10#煤层全井田均较为稳定，是XX矿井的主要可采煤层。XX煤层是XX矿井较稳定的主要可采煤层（煤层开采规划如图1），全井田平均厚度1.97m，在XX区可采厚度2.33m，两极值0.72至6.52