灌浆注胶防灭火设计

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1、灌浆注胶防灭火设计新疆西科森兰矿业安全技术有限公司西安森兰科贸有限责任公司西安科技大学13999934469，张荣16灌浆、注胶防灭火黄泥灌浆是煤矿重要的防灭火手段之一，泥浆中的水份吸收大量热，起到灭火降温的作用，黄土包裹浮煤表面，起隔氧阻止氧化的作用。灌浆防灭火时，泥浆浓度对注浆防灭火的效果影响很大，泥浆浓度越大效果越好，现在灌浆的水土比通常在5:1左右，灌浆效率低，浆液流失量大，脱水时间长，灌浆时浆液流动不可控，容易发生“溃浆”事故。为了更好地利用泥浆的吸热、阻化及充填性能，同时又能克服泥浆的脱水、流失、溃浆以及灌浆的不可控，目前已研制成功了一种新型材料FCJ1

2、2胶凝剂，可以使泥浆实现液固转化，使泥浆形成一种像胶牙膏一样的柔性胶体，彻底解决了泥浆的缺点，又充分利用了泥浆的优点，这种“灌浆注胶防灭火技术”在国内、外得到了广泛的应用，在新疆也有较多应用，如兖矿硫磺沟矿、吉新矿、新汶伊犁一矿、轮台宝山矿、兵团大黄山矿、金川矿业等，在井下防火、灭火均取得了良好的效果，特别适用于倾角20～90度煤层开采时的防灭火，扑灭大黄山煤矿火灾时荣获了兵团科技进步一等奖、国家科技进步二等奖等奖励。采用这种新技术需使用相应的设备及方法，在地面使用制浆系统把水和土制成一定比例（1：1～3）的泥浆，通过管路输送至井下注浆地点附近时，用一台专用的设备把

3、胶凝剂加入到输浆管路中，泥浆和胶凝剂在管路中反应，在管路出口处形成牙膏状胶体，对漏风通道进行封堵，同时对煤体进行降温、包裹煤体。一、灌浆、注胶方法：1.钻孔灌浆、注胶1）无法埋管或当需要对特定地点灌浆时，需从井下巷道或钻场向注浆区域打注浆钻孔，施工钻孔时可采用“防灭火一次成孔钻具”（钻孔施工完成后，可直接进行连接管路灌浆、注胶，无需抽出钻杆后再下套管，减少了施工工序，避免了塌孔，注浆结束后钻杆和钻头可回收），封孔要严密，可采用钻孔封孔器，钻孔与输浆管路的连接要牢固，并能承受最大的注浆压力；2)从地面直接向注浆区域打注浆钻孔，钻孔孔径应不小于108mm，钻孔内应全长度

4、下套管。2．埋管灌浆、注胶选择一种23随着回采工作面推进向采空区内埋设管道进行注浆，出浆口距工作面的距离应不小于15m。3.拖管灌浆、注胶工作面采空区随采随灌时，在工作面上隅角埋入6-8米的无缝钢管（直径φ89*12mm），与顺槽灌浆管路用软管连接，工作面推进时灌浆，每隔10米左右灌一次胶体，随着工作面的推进，按放顶步距用绞车逐渐牵引灌浆管进行下一次灌浆；4.密闭墙插管灌浆、注胶工作面回采后从密闭墙上方的注浆管向采空区注浆。此时，密闭墙的强度应满足注浆的要求，注浆时应派专人监护，一旦发现有溃浆征兆时，应立即停止注浆。5.洒浆在回采工作面由输浆管路上接出耐压胶管，向采

5、空区均匀地洒上一层浆液。洒浆时，浆液出口压力应不大于0．3MPa。6．其它方式的灌浆、注胶充填空间、高冒区、浇筑巷道壁空间及采空区空洞等防灭火均可采用“防灭火一次成孔钻具”及“灌浆注胶防灭火技术”进行充填处理。二、灌浆、注胶量计算1.灌浆工作制度每天三班工作，每班纯灌浆时间为5h。2.泥水比根据《煤矿注浆防灭火技术规范MT/T702—1997》中规定和灌浆经验以及实际灌浆效果，确定泥水比为1：3。3.矿井灌浆、注胶量的确定《煤矿注浆防灭火技术规范MT/T702—1997》中规定：矿井注浆量按式(1)计算：kGδQw=——————………………………………(1)Mrct

6、式中：Qw——矿井注浆量，m3／h；     k——灌浆系数，取5%；土取3%～12%，粉煤灰取5%～15%；23     G——矿井日产煤量，1818t；     δ——土水比的倒数；3     M——浆液制成率，取0.95；     rc——煤的密度，1.34t／m3；     t——矿井日注浆时间，15h。把各取值参数代入上式得：kGδQw=—————=14.4m3／hMrct4.每日灌浆用水量Qs2=Ks·Qw=1.2×14.4*15*0.75=194.4m3/d式中：Ks—用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数，取1.2。5．灌浆材料：黄土、砂土、粉煤灰等。三

7、、泥浆的制备1．取土方式矿井灌浆用黄土采用就地取材，可存放在灌浆站附近储土场内。灌浆站内采用LW521F型5t轮式装载机进行机械取土。2．灌浆、注胶站综合灌浆注胶站布置在风井工业场地内。3.灌浆、注胶防灭火系统灌浆、注胶防灭火系统类型主要分为：地面固定式；地面移动式；井下移动式三种，这些系统使用所须的条件及其应用时的优缺点如下表。系统名称地面固定式注胶防灭火系统地面移动式注胶防灭火系统井下移动式注胶防灭火系统型号MDZ-60/120MYZ-30/60ZHJ-15/3023工艺流程地面：系统将水、黄土等用量大的材料，以及需添加的胶体外加剂按比例混合好后，通过灌浆管