浅埋藏自燃煤层火灾防治技术应用.pdf

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1、煤矿现代化2013-r第4期总第115期浅埋藏自燃煤层火灾防治技术应用朱钰(山西煤炭运销集团生产技术部，山西太原030024)摘要为防止煤炭自然发火，根据黄山煤业15号煤层自燃特性，采用了黄泥灌浆、注凝胶和阻化剂综合防灭火技术应用于回采工作面，取得了良好的效果和显著地效益。关键词自然发火；黄泥灌浆；凝胶；阻化剂中图分类号：TD75~．2文献标志码：B文章编号：1009—0797(2013)04—0057—03在矿井灾害中，火灾占了相大的比例，它严重影矿灌浆服务，灌浆方法采用随采随灌，即随采煤工作响着煤矿的安全生产，使大量的煤炭资源冻结或者面推进的同时向采空区灌注泥浆。在灌浆工作中，灌丢

2、失，给国家造成了巨大的经济损失。我国煤矿自然浆与回采保持有适当距离，以免灌浆影响回采工作。发火非常严重，据不完全统计，我国国有煤矿自然发2．2灌浆方法火危险矿井已占60％，由于煤炭自燃导致损失的优采用埋管灌浆法，在地面设置灌浆站，灌浆管路质煤损失量达到42亿t以上【l_2]。因此，适用且有效沿副斜井敷设，在井底落底后沿辅运大巷至回风顺矿井火灾防治技术极为重要。槽，在回采沿回风顺槽在采空区预先铺好灌浆管f一般预埋5—8m钢管)，预埋管一端通采空区，一端接1概况胶管，胶管长一般为20～30m，灌浆随工作面的推山西煤炭运销集团黄山煤业有限公司井田位于进，用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离

3、灌一沁水煤田东南边缘，太行隆起之西翼，晋获褶断带南次浆，要求工作面采空区能灌到足够的泥浆。部东侧；区域大型断裂较发育：有近北东东向的庄头2．2．1灌浆参数的选择正断层等，北北东向的长治正断层、高庙山正断层、高灌浆工作是与回采工作紧密配合进行。灌浆设平正断层等。区域地层总体走向近北北东向、向西倾计为三班灌浆，每天灌浆时间为10h，若矿井自燃发的单斜构造，同时发育有宽缓的次级褶曲。井田批采火严重，且所需灌浆的工作面较多，宜采用四班灌的15号煤层为低灰一中灰、中高硫、中热值一特高浆，每天灌浆时间为15h。热值贫煤。瓦斯相对涌出量为1．02m3／t，绝对涌出量(1)灌浆所需土量。0．36m3／

4、min，二氧化碳相对涌出量为2．64m3／t，绝对涌日灌浆所需土量按下式计算：出量0．92m3／min，属低瓦斯矿井。煤吸氧量为0．8Q土=K·G／煤om3／g，自燃等级为Ⅱ，自燃倾向性为自燃，而且井田式中：Q+为日灌浆所需土量，m3／d；G为矿井日产量，煤层埋藏较浅，煤层容易氧化，从而导致自然发火。根据设计，日产量为2727．3t；^y煤为煤的容重，根据地质报告，煤层容重为1．35t／m，；K为灌浆系数，为灌2灌浆防灭火浆材料的固体体积与需要灌浆的采空区容积之比，灌浆防灭火技术主要是针对本矿采空区进行灌取0．15。浆。则：Q士=O．15X2727．3／1．35=303．o(t)2．1

5、灌浆系统(2)日灌浆所需实际开采土量。Q=dQ土式中：Q为日灌浆所需实际开采土量，m3／d；d为取土系数(考虑土壤含一定杂质和开采，运输过程中的损失)；取1．1。开Q=Q土=1．1X303．0=333．3(t)切限(3)灌浆泥水比的确定。灌浆泥水比应根据泥浆的输送距离，煤层倾角，灌浆方式及灌浆材料和季节等因素通过试验确定，图1采空区布置图一般情况下为1：5，冬季时为l：6。本次设计在地面工业场地设集中灌浆站，为全(4)每日制泥浆用水量·57·煤矿现代化2013年第4期总第115期每日泥浆用水量按下式计算：量为45t，促凝剂量为18t；Q水1=Q土。8(2)基料的泥浆泵两台，流量为3m3

6、／h。并铺设输式中：Qk，为制备泥浆用水量，m／d；8为泥水比的送基料的管路。倒数，取5。则：Qk】=333_3×5=1666．7(m3／d)(5)每日灌浆用水量。每日泥浆用水量按下式计算：Q水2=K水‘Q水l式中：Q水为灌浆用水量，rn3／d；K水为用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数，取1．1。图2注胶连接图贝0：Q水2=1．1×1666．7=1833．4(m3／d)2．3．4注胶顺序(6)每日灌浆量。先注终孔位置较低的钻孔，再注终孔位置较高Q浆l=(Q水1+Q上)M的钻孑L，防止因注高位孔时，堵塞低位孑L。式中：Q浆。为日灌浆量，m3／d；M为泥浆制成率，取2．4阻化剂灭火0．93

7、2．4．1选择阻化剂，应综合考虑以下几个方面其余符号同前。来源广泛，货源充足，购置方便、价格价宜；阻化则：Q浆l=(1666．7+303)×0．93=1969．7(m3／d)率高，阻化寿命长；配制容易，井下使用操作方便，工2-3井下注凝胶灭火工艺艺过程简单；对井下设备和金属构件腐蚀性小，对人凝胶防灭火技术是近几年发展起来的新型防灭体无害。火技术，该技术集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于阻化剂选择的原则：阻化防火效果好，来源广一体，较好地解决了灌