井下移动式胶体注浆防灭火系统在紫金矿应用.pdf

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1、98能源技术与管理2012年第2期doi：10．39690．issn．1672-9943．2012．02．040井下移动式胶俸凌浆防灭火系统在紫金矿应用张建峰(山西汾西紫金煤业有限责任公司，山西灵石031304)[摘要]煤自燃火灾严重地影响和威胁着煤矿的安全生产。传统的防灭火材料及手段缺点较为明显，随着新材料新工艺的广泛应用，研究建立紫金矿井下移动式灌浆注胶防灭火系统对于煤层自燃防治具有重要的意义。[关键词]井下移动式；灌浆注胶：防灭火[中图分类号]TD752．2[文献标识码]B[文章编号]1672-9943f2012)02098_()2周期来压步

2、距14．15m。1203工作面采用走向长0前言壁后退式采煤法，综合机械化采煤工艺，一次采全煤自燃火灾严重地影响和威胁着煤矿的安全高2．46m，自然垮落法管理顶板。工作面采用u生产。传统的防灭火手段主要有黄泥灌浆、注水和型通风方式，即运输巷进风，经工作面后材料巷回喷洒阻化剂等。这些防灭火技术手段的缺点较为风，材料巷断面为矩形，宽为3．9m，高2．8m。运输明显。黄泥灌浆防灭火时，泥浆流失量大，灌浆效巷断面为矩形，宽为3．9rn，高2．7m。工作面风量为率低，不能有效覆盖遗煤，容易溃浆；注水等方式785．1m3／min。1203工作面通风系统如图1所示

3、。处理煤层自燃高温点时，浆液渗透范围小、不能存积、容易复燃；注氮防灭火则要求火区空间密闭性好，火区扑灭时间长等。而胶体自燃防治技术能起到裂隙封堵、降低氧化区域煤体温度的良好效果，是目前煤层自燃防治的重要技术手段。因此，研究建立井下移动式胶体压注系统对于煤层自燃防治具有重要的意义。1试验工作面概况图11203工作面通风系统紫金矿为设计生产能力900kt／a的高瓦斯矿2胶体浆液防灭火机理井。1203工作面为紫金矿一采区北翼第二个工作面，南邻1204工作面，尚未开掘；西邻已采1201目前煤矿使用的防灭火胶体材料的组成主要工作面，北面为井田边界，东靠尚未开

4、掘的1205以水作为载体输送并起到降温吸热作用。粉煤灰工作面。地面标高1121～1056m。因工作面煤层或黄土作为主要填充物，能够覆盖采空区遗煤，阻倾角在8017。之间，倾角大，两巷高差在37～52m止煤和氧气的接触，促进再生顶板的形成。胶体防之间，故切眼设计为伪倾斜状，工作面由北向南推灭火具有保水、吸热、堵漏、阻化的性能，用以灭火进。工作面标高690～870m。工作面走向长度具有速度快、安全性好、有效期长、火区不易复燃1214m，倾斜长169m。等特点。工作面所采煤田属霍西煤田，2煤层，煤厚首先，胶体材料具有固水降温陛，易于流动的2．3～2．65

5、m，均厚2．46m，属中厚煤层，含有两层夹水被固结起来，起到降温吸热的作用。材料被压注矸，厚0．05～0．4m，煤层普氏系数1．4，夹矸普氏系到煤体裂隙中，封堵了漏风通道。另外，胶体材料数4～5。煤层起伏较大，煤层倾角8。～17。，平均13。具有阻化性，良好的热稳定性，高温下不熔化、不左右，属缓倾斜煤层。煤层自燃倾向等级为Ⅱ类。破裂。在添加黄土或粉煤灰后，可对高冒空顶区进自燃发火期为6个月。煤层顶板稳定，直接顶为砂行充填。胶体的有效作用期长，成胶时间可控。灭质页岩，厚度2．3m。老顶为K砂岩，厚度3．8m。火安全、速度快，当用于煤层灭火时，不会产生

6、大2012年第2期张建峰井下移动式胶体注浆防灭火系统在紫金矿应用99量的水煤气，从而减少了中毒和爆炸事故的发生。经计算pl54．6m／d利用胶体材料处理局部区域火灾所需时间短，仅3．2．4灌浆材料的选择为几个小时即可。处理采空区等较大区域明火也本地区缺乏黄土，同时为保护地表植被，因此只需几天。通过胶体剂的添加，改进了粉煤灰或黄尽量少利用黄土，附近电厂可为本矿井提供充足土浆液的性能，避免了采空区溃浆、拉沟现象。综的粉煤灰，设计灌浆材料为粉煤灰。合比较下，胶体相比传统灭火材料具有更加良好设计采用矿用移动式防灭火注浆装置的性能。ZHJ一12／4(含泥浆泵

7、)，制浆量12m；胶体添加剂添加装置采用矿用移动式防灭火注浆装置3井下移动式胶体泥浆防灭火系统设计ZHJ一5／1．8G，流量5m。经混合后注入防灭火区3．1注浆系统选型域，设计满足灌浆量需要。灌浆防灭火系统主要分地面式和井下式。设4井下移动式胶体防灭火工艺计采用井下移动式注浆系统，它具有投资小、灭火时反应快、系统所需空间小的特点。系统将水、黄4．1注浆方法土或粉煤灰等材料按比例混合好后，用矿用移动注浆方法采用踏步式埋管灌浆，即随着回采式防灭火注浆装置，注人防灭火位置。工作面推进向采空区内埋设管道进行注浆，以充井下移动式胶体注浆系统由机械搅拌制浆系填

8、采空区空隙，覆盖采空区遗煤，防止采空区发生统、过滤系统、加压输浆系统、胶体剂添加系统以自燃。灌浆管应埋入采空区内1520m