现代化智能灌浆注胶防灭火系统在宁东矿区的应用

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1、现代化智能灌浆注胶防灭火系统在宁东矿区的应用陈学玲翟小伟(1．神华宁夏煤业集团物资公司；2．西安科技大学)摘要：根据宁东矿区煤极易自燃发火和生产规模大的特点，从煤自燃的防治技术角度出发，阐述了建立现代化智能灌浆注胶防灭火系统的必要。介绍了防灭火系统的构成、自动控制系统原理，并根据不同的防灭火材料阐述了系统的功能实现方法。通过现场应用证明了系统的功能可靠及优点。关键词：煤自燃灌浆注胶防灭火系统0引言宁东矿区位于毛乌素沙漠的边缘，地表沙丘密布，矿区煤炭资源丰富，是我国未来重要的能源重化工基地，整个矿区属

2、于宁东煤田。宁东矿区所开采的各个煤层均为低瓦斯，煤尘有爆炸倾向，煤层极易自燃。煤层实际最短自然发火期为23天。多数矿井都发生过煤层自然发火，对安全生产影响很大。多年以来，宁东矿区各煤层开采过程中，80％以上的工作面上隅角出现CO浓度异常超限的特点。图2地面固定式灌浆注胶防灭火系统工艺流程图作为神华集团的主要煤炭工业基地，宁东矿区煤层开采共分为1．2．1制浆原料：粉煤灰、砂土；三期进行，将要突破每年亿吨的产量，因此作为现代化的矿井，针对1-2．2动力：系统设备总功率110kw；其主要的矿井隐患煤自燃火

3、灾，必须建立配套的现代防灭火系统。1-2．3供水：大于5Om3／h，水压大于0．4Mpa，要求水中无不溶1智能化灌浆注胶防灭火系统构成性杂物：黄泥灌浆是煤矿最主要的防灭火手段之一，其原理是泥浆中的1．2．4水灰比：3～1：1；水份吸收大量热，起到灭火降温的作用，黄土覆盖浮煤表面，起隔氧1_2_5制浆料用量：<40m3／h；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1．2．6注浆量：6Om3／h：很大，泥浆浓度越大效果越好。现有灌浆防灭火系统的水土比通常在1_2_7悬浮剂使用量：>0

4、．1％(稠化胶体)；5：1左右，浆液流失量大，灌浆效率低，而且，灌注黄泥浆时还存在严1．2．8胶凝剂使用量：>006％(复合胶体)重的“拉沟”现象，在较大空间内不能有效地堆积，下部煤层开采时还1_2．9灭火剂使用量>0-8％(高分子胶体)；容易发生“溃浆”事故。2自动监控系统在发现煤层自燃高温点时，采用常规的注水、灌浆和喷阻化剂自动监控系统，可根据实际需要实现设备的开停控制，调节系统时，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，流量，并自动地调节各种物料的配比，监控整个系统运行，如图

5、3。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r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．．I．一蹙啦I展，恶化工作环境，并有产生水煤汽爆炸的危险。采用注氨、注惰性泡制器f沫灭火时，需封闭性严，且气体热容小，能带走高温区的热量有限，灭火周期很长，火区复燃概率高。而胶体防灭火技术集堵漏、降温于一-『I鳓体，防灭火效果佳，已成为煤层自燃火灾治理的主要技术手段之一。鎏。西安森兰科贸有限责任公司生产的(西安科技

6、大学矿山应用技互一⋯-比工泵’术所监制)MDZ～60地面固定式胶体防灭火系统就是在以上防灭火／／理论的基础上研发，根据矿井的防灭火需要，能够实现多种防灭火材料的压注功能，根据火灾的发生程度进行灵活处理。j圃1．1系统构成MDZ一60地面固定式胶体防灭火系统由浆料储静l存场地、浆料输送、连续式定量制浆、过滤搅拌、计量、输浆及管网系图3多功能灌浆防灭火系统监控流程示意图统和外加剂添加设备等部分构成，见图1和图2。2．1主要监控内容灌浆注胶的防灭火系统的监控系统设计，主要实现灌浆注胶监控内容包括以下几个方

7、面：1)浆液流量2)浆液浓度3)管路压力4)系统运行工况2．2测控原理2-2．1泥浆输送泵流量的检测和控制构成：液位器两个(高位和低位)，电磁流量计1个，变频控制器1个：检测控制方法：流量检测由电磁流量计实现。液位低于下限控制值时，调节变频控制器，降低泥浆泵转速，流量减少10m3／h；液位高于上限控制值时，调节变频控制器，增大泥浆泵转速，流量增加1Om3／h。2-2．2悬浮剂添加量的控制构成流量传感器1个，3kw变频控制器1个；检测控制方法：悬浮剂添加量与变频器输出频率成正比，可由变频器面板读数窗直

8、接读出。浆液流量每变化1Om3／h，进行一次调节，调节变频控制器，按比例添加相应量的悬浮剂。图1地面固定式灌浆注胶防灭火系统流程框图2_2．3粉煤灰(黄土)添加量的控制构成：密度传感器1个，水1．2系统设计参数流量传感器1个，浆流量传感器1个，11kw变频控制器1个；193任楼煤矿724O(上)工作面含水层下开采技术可行性分析李论胡应旭赵超(皖北煤电集团任楼煤矿’摘要：充分利用该矿现有采区生产系统，对7=40(上)工作面含水层下储量39．7万吨，可采储量35．7万吨。