呼和乌素煤矿灌浆防灭火系统.pdf

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1、总第164期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2013．04．010呼和乌素煤矿灌浆防灭火系统张金山，王浩，宫玉成，李晨(内蒙古科技大学矿业s-程学院，内蒙古包头014010)摘要：根据呼和乌素煤矿地质条件及可能存在的自燃发火情况，提出采用灌浆防灭火系统和阻化剂防灭火系统。方案以灌浆防灭火系统为主，阻化剂防灭火系统为辅，并确定了合理的灌浆参数。关键词：自燃倾向性；灌浆；防灭火中图分类号：TD752文献标识码：B文章编号：1005—2798(2013)04-0027—02该矿各煤层属不粘煤变质阶段。煤岩类型为半工作面推进的同时向采空区灌注泥浆，在灌浆工作暗型和半亮型，煤岩

2、成分以亮煤、暗煤、镜煤、丝炭为中，灌浆与回采保持适当距离，以免灌浆影响回采工主。各煤层有机显微组分中镜质组一般为42．1％～作叫。65．8％，半镜质组5．6％～16．4％，丝质组24．4％一由于该井田煤层自燃发火期较短，故本设计选39．0％，稳定组0．21％一3．2％，有机质总量择的灌浆方法为随采随灌J，在采空区上方埋管注91．3％～98．8％。各可采煤层原煤全硫平均在浆和采空区洒浆，要求灌浆后能在采空区底板形成0．21％一1．46％之间，且煤层裂隙中含有黄铁矿结5cm左右的泥浆层，即可防止浮煤发火，对工作面核或薄膜，易与空气中的氧发生作用使煤层自燃。进行预防性灌浆。井田各煤层结构简单，煤层属

3、中厚煤层，不含夹矸，3灌浆参数计算及选择厚度较稳定。顶板岩性主要为深灰色砂质泥岩、细粒砂岩及岩泥岩，底板岩性主要为砂质泥岩，次为粉1)灌浆站工作制度。灌浆站工作制度与矿砂岩及泥岩。根据调查，东胜煤田各煤层的自燃发井工作制度相同，每天纯灌浆时间为10h，灌浆工作火期为40～60d，该矿煤层自燃发火期暂按40—应与回采工作紧密配合。60d考虑。2)日灌浆所需土量。Q1：KmlHC=0．03x3．5x3．8×240×0．951防灭火方法选择=90．9m／d根据《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工式中：Q为日灌浆所需土量，m／d；K为灌浆系验收规范》(AQ1055—2008)第3．6．6．2条规定：数

4、，参照类似矿井取为0．03；m为煤层采高，3．5m；“开采容易自燃或采用放顶煤开采自燃煤层的矿f为工作面日推进度，3．8m；H为灌浆区倾斜长度，井，必须设计以灌浆为主的两种以上综合防灭火措240m；C为采煤回收率，95％。施。”因此，本次设计采用灌浆防灭火系统和阻化剂3)日灌浆实际所需土开采量。防灭火系统，其中以灌浆防灭火系统为主，配备阻化Q=Ql=1．1×90．9=100．0m／d剂防灭火系统作为辅助防灭火措施ll。式中：Q为日灌浆实际所需土开采量，1"／1／d；灌浆系统为：灌浆管路由灌浆站通过主斜井至ot为取土系数，取1．1。井底4号煤层，井下主管路沿胶带大巷布置J。4)灌浆泥水比。该地区

5、无灌浆实际经验，从至工作面位置后，通过联络巷从工作面运输巷，到达我国部分矿井实际生产情况看，泥水比多在1：3～4号煤层综采工作面。1：7，考虑到该井田煤层埋藏较浅且灌浆管路较长，灌浆泥水比取为1：6。2灌浆方法5)每日制泥浆水量。我国煤矿现在使用的预防性灌浆方法有随采随Q。1=Qt2=100．0×6=600m／d灌和采后灌浆两种。随采随灌是指灌浆系统随采煤式中：Q为每日制浆用水量，ITI。／d；6为灌浆泥收稿日期：2012-05-25作者简介：张金山(1959一)，男，河南焦作人，教授，研究方向为矿业系统工程方面。272013年4月张金山等：呼和乌素煤矿灌浆防灭火系统第22卷第4期水比的倒数，

6、6。水事故的风险。6)每13灌浆用水量。3)工作面巷道中配备足够的小水泵，及时疏Qs2=KQl=1．15×600=690m／d通浆体解析水中无法外流的部分。式中：Q：为灌浆用水量，1TI／d；K为用于冲洗4)工作面下巷道中设小水沟，以使浆体解析管路防止堵塞的水量备用系数，取1．15。水能尽量流出采空区。考虑到制浆工艺，制浆用水量考虑20％备用，5)用于制浆材料固体粒度应小于2mm，以加则每日实际制浆用水量为828m／d，取860。强渗入性，且应具有一定的稳定性。7)每13灌浆量。7阻化剂防灭火QI1=(Q。+Q1)M=(600+90．9)×0．94：694．4m／d1)阻化剂选择。阻化剂的选择

7、应考虑其对式中：Qj。为日灌浆量，In／d；M为泥浆制成率，金属的腐蚀性，对人体的呼吸器官、视觉系统及皮肤取0．94。等的影响，以确定合适的喷注工艺和合理的浓度。另考虑到货源充足、价格便宜、运贮方便、阻化率高4泥浆的制备等因素，阻化剂选用工业氯化钙(CaC1·5H：0)。1)取土方式。本设计采用水力取土方式，从2)喷洒压注工艺系统。阻化剂防灭火分为取土场直接利用高压水枪冲刷黄土取土制浆。半永久性和