采区灌浆防火设计
本采区煤层自然发火期为6个月，煤层自然倾向性为I类属于易自燃煤层，针对这种情况本设计制定专门的瓦斯抽放系统。
第一章采区概况
一、简述采区概况
三零采区位于鹤壁煤电三矿二水平，开采二1煤层。采区北临32采区，南邻31采区。东临鹤壁煤电六矿，西以F8断层为界。采区上边界标高-50m，下部标高-300m。采区走向长2000m，倾斜长1000m，煤层走向N10°W—N25°E，煤层平均厚度4m，倾角15°，容重1.4m3／t，正常涌水量120m3／min。本采区煤层赋存较稳定，全区可采。地面无需保护地物，相邻采空区对本采区开采无影响。
二、煤层特征
该矿开采二1号煤层。矿井北以太行山煤层露头、东以7号断层、南以2水平垂深、西以市区分解线为界。矿井走向长2km，倾斜长0.5km，煤层走向为东西走向，煤层平均厚度为4m，倾角15度，容重1.4t/m3。
矿井瓦斯相对涌出量15m3/t，正常涌水量为4m3/min，煤层自然发火期12个月，煤尘无爆炸性，煤质为优质无烟煤。
主采煤层为顶板为：伪顶为0.5m的页岩，直接顶为2m的砂岩，老顶为6m的砂质砾岩。
三、矿井开拓系统与采煤方法概况
矿井采用立井单水平上山分区式开拓。分层开采，全矿共划分为2个采区，主、副井布置在井田的中央，通过主石门与东西向的运输大巷相连通。形成两翼对角式通风系统。
工作面倾斜长为150m，采高4m，日推进度4.8m，采出率80%，采用全部垮落法管理顶板，最大空顶距为4.3m，最小空顶距为3.7m，最大班工作人数20人。
作业形式为两采一准。每个采区各有两个两个煤巷掘进工作面，采用打眼放炮破煤。
四、灌浆参数
灌浆年工作日300天，工作制度”为三八“作业。水土比3 ：1，临界流速1.121m/s，灌浆系数K=12.5，泥浆的制成率为88%，泥浆浓度为1.283t/m3。
第二章灌浆材料与灌浆系统
第一节灌浆材料
一、灌浆材料的选择。
浆材的选取。浆材必须满足下述基本要求：
（1）不含或少含可燃和自燃物质；
（2）不含催化物质；
（3）粒度一般不大于2 mm ，而且细小颗粒应占大部分。粒度小于1 mm 的细小颗粒所占比例要达到75％；
（4）易于加水制成泥浆，易于脱水，同时还具有一定的稳定性；（5）具有能与较少的水混合成泥浆的能力；
（6）收缩量尽可能小，含砂量也不超过30％。
煤矿中应用最多的灌浆材料是黄土；在无土可取时，可采用破碎后的页岩、破碎后的矸石、热电厂的炉灰等作为代用材料，在实践中也取得了很好的防灭火效果。
第二节灌浆系统
一、灌浆站
1、灌浆站的形式有三种，既固定式、分区式、移动式三种。
固定式灌浆站适用于煤层赋存或开采深度较深、需在地面建立永久灌浆站的条件；分区灌浆站适用于煤层赋存或开采深度较浅、灌浆分散，可从地面打钻孔灌浆的条件；移动式灌浆站适用于井夏采区分散、灌浆量小和从地面输送泥浆困难的条件。结合本矿的实际条件及井型、风井分布、和采区布置等综合考虑选用的是以固定式灌浆站为主、结合分区式和移动式的综合灌浆方式。
2、取土方式
从采场取土的方式有以下三种：
（1）人工取土。利用风镐或电钻，人工打眼、装药、爆破的取土方式。
（2）机械取土。利用抓斗、推土机、挖掘机、铲运机等机械装备的取土方式。
（3）水力取土。利用高压水力通过水枪冲刷采土工作面的取土方式。
如遇到坚硬土层，在机械和水力取土中，可预先放炮松动，以提高采土效率。以上三种方式中我国煤矿多采用人工和水力取土方式，其中一水力取土较多。水利取土的优点是：设备简单、投资少、管理方便，且无大型的复杂设备、可就地取材、效率高、劳动强度低、使用人工少，并且一次制成泥浆。缺点是：泥浆浓度难以控制。
二、制浆工艺系统及主要设备
根据灌浆材料的位置及来源选择制浆方法。本矿采用的制浆工艺机械制浆工艺
1、机械制备泥浆工艺
当矿井灌浆量很大、土源较远或受地形限制时，可采用机械取土、泥浆搅拌池制备泥浆的工艺系统。这种制浆系统产浆量大，水土比容易控制，能够保证泥浆的浓度，灌浆防火效果好。
泥浆搅拌池采用料石砌筑，分为两池：一池存土浸泡，一池搅拌，轮流使用。泥浆池的容积根据矿井的最大灌浆量和取土供给能力确定，其低部向出口方向有2%-5%的坡度。黄土在泥浆池浸泡2h-3h后，土质松软既可加水搅拌，浓度由供水管的控制阀调节。两个泥浆池浸泡和搅拌交替进行，泥浆搅拌均匀后，由泥浆池出口通过两层直径分别为15mm和10mm的筛板过滤后流入输浆管，送到井下灌浆地点。
三、 灌浆站的供水及设备
灌浆的水源来自于矿井水，同时部分水来自附近的河水、井水。但任何一种水源都必须保证灌浆站的日用、水量。灌浆用水的水质要求：PH=6～9,不含有毒物质和可燃物质。
图8 机械制备泥浆的灌浆站布置图
1-矿车；2-轨道；3-贮土场及栈桥；4-水枪；5-输水管；6-自流输浆沟； 7-泥浆搅拌池；8-自流输浆管；9-风井；10-水泵房11-绞车房；12-取土场
2
3图7 机械制备泥浆搅拌池布置图
1-泥浆搅拌池；2-窄轨铁路；3-供水管路；4-搅拌机轨道；5-闸板； 6-道岔；7-筛板；8-管子筛；9-电动机；10-胶带轮；11-平板车
第三章 灌浆方法与灌浆参数
第一节 灌浆方法
一、灌浆方法
按与回采的关系分，预防性灌浆有：采前预灌、随采随灌、采后封闭灌浆等三种。本矿主要采用的是工作面随采随灌的方法。
1、采前预灌
所谓采前预灌即是在工作面尚未回采前对其上部的采空区进行灌浆。这种灌浆方法适用于开采老窑多的易自燃、特厚煤层。这种灌浆方法是针对开采煤层特厚，老空过多，极易自燃的矿区发展起来的。采前预灌浆的方法有：利用小窑灌浆、掘进消火道灌
浆，后来发展到布置钻孔灌浆。其目的是充填小窑老空，消灭老空蓄火、降温、除
尘、排出有害气体、粘结碎煤、实现老空复采。
在采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。其形式又分为：钻孔灌浆、小巷道钻孔灌浆、埋管灌浆及洒浆等。
（1）钻孔灌浆。是在开采煤层附近己有的巷道或是专门开凿的灌浆巷道中，每隔10～15m 向采空区打钻孔灌浆，如图2-4-2所示。钻孔直径一般为75 mm 。
（2）小巷钻孔灌浆。是为了减少钻孔深度，沿灌浆巷道每隔20～30m 开一小巷道，在此小巷道内向采
空区打钻孔灌浆，如图2-4-3所示。
（3）埋管灌浆。是在放顶前沿回风
巷道在采空区预先铺好灌浆管，放顶
后立即进行灌浆。随着工作面的推进，
按放顶步距用回柱绞车逐渐向外牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆。
（4）洒浆。是从灌浆管接出一段胶管，沿工作面方向向采空区均匀地洒浆。洒浆量要充足，使采空区新冒落的矸石能被泥浆均匀地包围。洒浆通常作为管道灌浆的一种补充手段，使整个采空区，特别是采空区下半部分也能灌到足够的泥浆。
(5)综采工作面插管灌浆。方法是，注浆主管路沿工作面倾斜铺设在支架的前连杆上，每隔20m 左右预留一个三通接头，并安装分支软管和插管。将插管插入支架掩护梁后面的垮落岩石内灌浆（见图2-4-4），插入深度应不小于0.5m 。工作面每推进两个循环，注浆
一次。
随采随灌法灌浆，能及时将顶板冒落线后的采空区灌足泥浆，防火效果比较好。特别适用于发火期短的煤层。但是缺点是：管理不好会使运输巷道积水，泥浆进入工作面等，恶化工作面环境，影响生产。
2、采后灌浆
采后灌浆，即在工作面采完封闭后进行灌浆。采后灌浆充填封闭的采空区，特别是最易自燃发火的停采线，可防止发生自燃火灾。采后灌浆可以在封闭停采线的上部密闭墙上插管灌浆，也可以由邻近巷道向采空区上、中、下3 段分别打钻灌浆。
采后灌浆适用于发火期较长的煤层，灌浆工作在时间上和空间上都不受回采工作的限制。
第二节灌浆参数计算
一、灌浆站工作制度
地面灌浆站的工作制度应与矿井工作制度相配合，全年工作日数一般为300d。灌浆站每日工作班数应视矿井煤层自然发火的严重程度确定。灌浆工作是与回采工作紧密配合的，若矿井回采为“两采一准”，则灌浆也应考虑两班灌浆，纯灌浆时间为10h；若矿井自然发火严重，且所需灌浆工作面较多，宜用三班灌浆时间15h。
二、灌浆所需土量
日灌浆所需土量
Q土=KmlHC=0.15*2*2*100*0.8=48 m3
式中 Q土——日灌浆所需土量，m3；
m ——煤层采高，m；
l ——工作面日推进度，m；
H ——灌浆区倾斜长度，m；
C ——采区采出率，%；
K ——灌浆系数，该系数应根据各矿的情况而定，我国煤矿的灌浆系数采用5%-15%。取15%。
三、泥浆水土比的确定
我国煤矿灌浆的泥土比一般使用3 ：1`～6 ：1。可根据泥浆的输送距离、煤层倾角、灌浆方式及灌浆材料的物理性质和季节等因素通过实验确定。一般情况下，输送距离越长，泥浆水土比要大；对于洒浆或空隙较大的采空区灌浆，泥浆水土比要小些。泥浆水土比过大，将增加矿井排水量。
四、日灌浆用水量
Q水=K水Q土δ=1.25*48*3=180 m3/d
式中 Q水——灌浆用水量，m3/d；0
K水——用水冲洗管路防止管路堵塞的水量备用系数，一般取1.1-1.25；取1.25。
Q土——日灌浆所需土量，m3；
δ——水土比。3 ：1
五、日灌浆量
Q浆1=（Q水+Q土）M=（180+48）0.88=200.64 m3/d
式中 Q浆1——日灌浆量，m3/d；
Q水——制备泥浆用水量，m3/d；
Q 土 ——日灌浆所需土量，m 3；
M ——泥浆的制成率，可按下表选取。
泥浆的制成率
六、 小时灌浆量
Q 浆
m 3/h
式中 Q 浆1——小时灌浆量，m 3/h ； n ——每日灌浆班数，班/d ； t ——每日灌浆净时间，h/班。 七、 泥浆的密度 泥浆的密度按下式计算
ρ浆= 1.283 t/m
3
式中 ρ浆——泥浆的密度，t/m 3 ；
ρ水——水的密度，t/m 3，取1t/m 3；
ρ土——土的密度，t/m 3黄土取2.70t/m 3其他灌浆材料按其密度取值；
Q 土——单位时间的用水量；m 3/t ， Q 水 ——单位时间的用水量；m 3/h 。
第四章 泥浆输送系统
一、输浆倍线 1、输送压力
输送浆液的压力有两种：一是利用浆液自重及浆液在地面入口与井下出口之间高差形成的静压力进行输送，叫静压输送；二是当静压不能满足要求时，采用加压输送。加压输送多采用PN 型或PS 型泥浆泵。 2、输浆倍线
输浆倍线是指泥浆在输浆管路内流动时，输浆管路的总长度同输浆管路入口与出口处的高差之比，用N 表示。
静压输送时：
N =
加压输送时：
N =
式中N ——输浆倍线；
L ——输浆管路的总长度，m；
H ——泥浆在输送管路内流动时，其入口与出口之高差，m；
H ——泥浆泵的压力，m。
倍线的实质是表示泥浆在输送过程中能量损失的关系，与水土比、土质、井下输浆管路的布置等因素有关。在给定的系统中，将有相应的倍线与一定的水土比相适应，过大或过小都不利。倍线值过大，管路阻力大，容易堵塞，；倍线值过小，泥浆出口压力过大，泥浆分布不均匀，灌浆效果差。根据经验一般情况下倍线值为3~8为宜。二、灌浆管道选型
（一）灌浆管路系统
（二）灌浆管路选型计算
1.管径选型计算
主要灌浆干管直径要根据管内泥浆的流速来选择，管内的实际流速应大于临界流速，这样才不会因流速过小发生管路堵塞。
根据泥浆的流量来初步计算管径：
d临=
=1/30（10.032/3.14*1.121）1/2
=0.0563
式中 d 临——按临界流速初步确定的管道直径，m ；
V 临——管道中临界流速，m/s ； Q 浆——小时灌浆量，m 3/h 。
按上式计算的管径在《管材手册》中选择合适的管道直径，由手册可查管径为89mm ，再按所选的管道直径以下式计算实际流速：
V=
2
=1.448>1.121
式中 v ——管道中的实际流速，m/s ； D ——所选择的管道直径，m 。
管道中的实际流速必须大于临界流速，需重新选择直径，井下灌浆管路多采用无缝钢管。 2.管壁厚度的计算
垂直管道
δ-1 +a 附 +b
=0.5*89{（100102*78452.8+0.0041*4153.071）/（0.0102*7852.8-0.013333*4153.071） -1}+1.5+2 =6
式中δ——管壁厚度，mm；
R Z——许用应力，无缝钢管R Z=78452.8kPa，焊接钢管
Rz=58839.6kPa
d ——管道内径（直径），mm；
P ——管内应力，kPa，P =10.79ρ浆H=4153.071；
ρ浆——泥浆密度，t/m3；
H——井深，m
a 附——考虑管壁厚度不均等的附加厚度，无缝钢管a 附
=1mm~2mm；
b ——考虑垂直管道磨勋量的附加厚度，可在1mm~4mm内选取。水平管道
δ
附 =0.4
式中n——管道质量与壁厚不均的变动+数，n=0.9；
δ、P、d、a附——同前。
四、泥浆泵的选型
如果泥浆站到灌浆点的高差小，应采用泥浆泵加压，若高差大，则不需要加压。
1.泥浆泵的流量
根据不同的取土方式，可分为按单位耗水量或水土比确定泥浆流量。
2.泥浆的总扬程
H浆=h n+h沿程+h局+h吸+h泵站+h剩=266
式中 H 浆——输送泥浆所用的总扬程，kPa ；
h n ——与泥浆提升几何高度相当的水柱高，h n =9.81ρ浆
h 0=9.81*1.283=11.908，kPa
h 0——泥浆提升几何高度，m ；
h 沿程——泥浆管道沿程水头损失，h 沿程=L*i 浆=400*0.349=140kPa ； L ——泥浆管长度，m ；
i 浆——泥浆管道每米长度的水压头损失，i 浆=K* i 水=1.14*0.306=0.349，Kpa ；
i 水——清水状态下的水压头损失，i 水
=0.026*1.448*1.448/2*0.089=0.306 ，Kpa ； λ
水
——清水阻力系数，查表1选取；
v ——泥浆实际流速，m/s ； d ——管道内径，m ；
K ——泥浆阻力系数，可查表；本次设计选取K =1.14（1.135）； h 局——泥浆管路总的局部阻力系数，可取沿程损失的10%，140*0.1=14kPa ；
h 吸——泥浆泵或沙泵的吸程，一般取（39.24~49.05）kPa ；取45； h 泵站——泥浆泵站内管道及零件的水头损失，一般取（19.62~29.43）kPa 取25；
h 剩——剩余水压头，一般取（19.62~49.05）kPa 取30；
表1 钢管的λ水值
根据计算的泥浆流量和需要的总扬程，再泥浆泵技术特征表中选择。应选择同能力的泥浆泵两台，一台工作，一台备用。
第四章劳动组织与技术指标
第一节劳动组织
根据灌浆站的制浆方法、灌浆方法、灌浆班数进行定岗定员，确定劳动定员表和组织形式。灌浆年工作日300天，工作制度”为三八“作业。
第二节灌浆技术指标
技术指标见表2。
河南理工大学高等职业学院《矿井通风与安全》专业
课程设计
题目：焦作某矿采煤工作面采空区灌浆放火设计
系部采矿工程系
专业矿井通风与安全
班级通风06-1
姓名王占军
指导老师李桦
二O O八年七月三日
课程设计成绩评定
总评成绩
指导老师（签名）
年月日
矿井防灭火课程设计
前言 一、矿井防灭火与灌浆系统课程设计概述 1、矿井防灭火与灌浆系统课程设计的目的 进行《矿井防灭火与灌浆系统》课程设计，是学生学习该课程理论学习结束后，进行的一项实践性教学环节，是课程体系的重要组成部分。其目的是通过课程设计加深对《矿井火灾防治理论与技术》和其他课程所学专业理论知识的理解。综合应用理论解决实际问题，培养学生计算、绘图和设计的能力，为毕业设计奠定基础。 2、进行矿井灌浆灭火系统设计的目的和作用 2.1 进行矿井灌浆灭火系统设计的目的： 《煤矿安全规程》第二百三十二条规定：开采容易自燃和自燃的煤层时，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采取预防性灌浆或全部充填、喷洒阻化剂、注阻化泥浆、注凝胶、注惰性气体、均压等措施，编制相应的防灭火设计，防止自然发火。在矿井设计、延伸、新水平、新采区设计时，应同时设计相应的预防性灌浆系统。 2.2进行矿井灌浆灭火系统设计的作用 预防性灌浆：将水与浆材作适当配合制成浆液，借助输浆设备送到可能发生自燃发火的地点，防止煤炭的自燃。泥浆起到三个作用： ⑴包裹煤体，隔绝煤与空气的接触，防止氧化； ⑵加强采空区的致密性，防止漏风；
⑶冷却已发热的煤体与围岩，降低温度。 二、课程设计的任务 根据课程设计大纲的要求，对龙口矿业集团公司梁家煤矿矿井进行预防性灌浆防火设计，具体内容包括： 1、说明防火灌浆设计依据及基础资料 2、确定灌浆系统与灌浆参数 3、防火灌浆设计计算 4、灌浆管道系统设计 5、灌浆泵设计 6、水枪设计 7、灌浆站及主要设施设计 三、设计课题名称 龙口矿业集团公司梁家煤矿——矿井预防性灌浆防火设计
梁家煤矿矿井预防性灌浆防火 课程设计 1 防火灌浆设计依据及基础资料 1.1煤层赋存条件 1.1.1煤系地层及煤层数 龙口矿业集团公司梁家煤矿设计生产能力180万t／a，位于山东省龙口市黄县煤田西北隅，井田范围由国土资源部以国地资矿通字20001130号文批复，由1-41号矿界坐标点顺序圈定，西至龙口渤海，北以1-10号矿界坐标点与梁家煤矿相邻，东北以10-17号矿界坐标点与桑园煤矿分界，至20号勘探线，南以F13、F14，F40，F43、F59，断层及煤2-800m等高线为界。井田面积：东西长约9-9.5km，南北宽约3-6.1km，面积约48km。 烟(台)潍(坊)公路横贯井田中部，西南至潍坊167km，东至烟台1l4.5km，分别与胶济铁路、蓝烟铁路相接，可通达全国各地。井田西端龙口港可通烟台、天津、大连等城市，水陆交通十分便利。 井田内为山前冲积平原，地形平坦，地面标高0～+27m，由西北向东南逐渐增高，地形的自然坡度一般为千分之三左右。 梁家煤矿下第三系煤系地层总厚度为1095m，含煤地层平均总厚
矿井防火灌浆设计
中国矿业大学 矿井火灾防治理论与技术 课程设计 姓名： 学院： 专业： 学号： 班级序号： 指导教师： 日期：
目录 前言-------------------------------------------------------------------------------- 3 1.防火灌浆设计依据及基础资料 ------------------------------------------------- 4 1.1矿井概况 --------------------------------------------------------------------- 4 1.2煤层赋存条件 --------------------------------------------------------------- 5 1.3煤的碳化程度、煤岩成分、自燃倾向性及发火期------------------- 5 1.3.1 煤的碳化程度和煤岩成分 --------------------------------------- 5 1.3.2 自燃倾向性及发火期 --------------------------------------------- 7 1.4开采条件、地温及瓦斯 --------------------------------------------------- 7 1.4.1 开采条件 ------------------------------------------------------------ 7 1.4.2 地温 ------------------------------------------------------------------ 7 1.4.3 瓦斯 ------------------------------------------------------------------ 8 1.5矿井开拓方式和采区采区通风 ------------------------------------------ 8 1.5.1 矿井开拓方式 ------------------------------------------------------ 8 1.5.2 开采情况 ------------------------------------------------------------ 8 1.5.3 通风情况 ------------------------------------------------------------ 9 1.6灌浆站工作制度 ---------------------------------------------------------- 10 1.6.1 日灌浆量和时灌浆量计算 ------------------------------------- 10 2.防火灌浆系统与参数确定 ------------------------------------------------------12 2.1工作面概况 ---------------------------------------------------------------- 12 2.1.1 工作面参数 ------------------------------------------------------- 12 2.1.2 防火灌浆设计基本参数 ---------------------------------------- 13 2.2灌浆系统确定 ------------------------------------------------------------- 14 2.3灌浆材料的选择 ---------------------------------------------------------- 15 2.4地面制浆工艺流程 ------------------------------------------------------- 16 2.5 灌浆方法确定------------------------------------------------------------- 17
移动灌浆防灭火设计
贵州丰联煤业公司晴隆县碧痕镇沙家坪煤矿1202采煤工作面运输巷采用移动 注浆技术 进行防灭火设计 编制单位：通风科 编制日期：2017.9.17
会审综合意见
一、概矿 1、工作面概况 1202采面地面位置位于井筒西翼，工业广场以南地区。地面为中低山丘陵（山地），地面标高+1375m～+1450m。井下位于一采区西翼，向西延伸至井田西翼边界保安煤柱，北面（上帮）为1201采面（已回采完毕），南面（下部）为1203采面（为未采动区），东面为采区下山保安煤柱。从矿井井上下对照图和地面踏勘情况分析，1202采面对应地表为中低山丘陵（高低起伏的山地），地面无公路、铁路、建筑物和大型水体，开采深度120m左右，开采煤层厚度2.0——2.2m，平均2.0m，因此，1202采面回采对地表无影响。 2、注浆点基本情况 本次设计的注浆点在1202采面运输巷，从轨道下山和1202运输巷交岔点往采面方向80m处（见采掘工程平面图），由于在掘进该运输巷时，揭露一断层构造（落差1-2m)，煤层和顶板的完整性遭到到了破坏，因此，巷道在此处出现了局部冒顶，冒顶长度4-5m，高度1-2.5m。在冒顶段，裸露的煤层和断层间冒落的煤岩混合物长期氧化，蓄热升温大，为防治煤层自燃，采取注浆防灭火。 3、注浆区域地质和围岩情况
二、注浆方法的选择、防灭火注浆装置选型及参数 本矿为设计生产能力15万吨/a小型型矿井，采用平硐、斜井联合开拓，结合矿井实际情况，本次设计采用一套 ZJB系列矿用井下移动式防灭火注浆装置（矿在用设备），该装置可在煤矿井下工作面及采空区具有煤炭自燃危险的地点，作为喷注以水为输送介质的泥浆、粉煤灰浆、阻化剂、石灰浆以及化学凝胶等浆液物质（或更高粘稠液体及含有机械杂志和固体颗粒的浓缩粉）的防灭火设备。 根据本次注浆的实际，考虑本井田煤层顶底板岩性多以砂质泥岩、粉砂岩为主，泥浆流动距离可达60m以上，设计位于1202工作面运输巷冒顶段后80m处安设ZJB型井下移动式防灭火注浆装置，采用先向冒顶区域上部帮、顶板打孔后注浆的方式注浆（见注浆孔设计图）。井下移动式防灭火注浆装置主要技术指标见下表。 1、注浆材料的选择原则 （1）、注浆材料的种类：黄土、页岩、矿井矸石、粉煤灰、尾矿等。沙家坪煤矿选用黄土作为注浆材料。 (2)、注浆材料成浆性能指标(0.1mm以下级别的样品)应达到如下规定： ①沉降速度1～10mm／min； ②临界稳定时间为20～60min； ③塑性指数7～14(粉煤灰可小于7)； ③粘度系数(1～2)×10-3Pa．S； ③氧化镁胶体混合物含量20％～35％；
灌浆防灭火灾设计
陇东学院能源工程学院 矿井灾害防治课程设计 设计题目：灌浆防灭火安全技术设计 姓名： 学号：2012401180 专业班级：2012级安全工程本科班 指导教师： 成绩： 二〇一五年六月
《矿井火灾防治》课程设计 目录 1 矿井概况 (4) 1.1 矿井位置及交通 (4) 1.2 煤层赋存条件 (4) 1.3 煤的碳化程度、煤岩成分 (5) 1.4 自燃倾向性、自然发火期 (5) 1.5 矿井开拓方式和采区布置图 (5) 2 .灌浆系统设计 (7) 2.1 土源状况 (7) 2.2 水源状况 (7) 2.3 确定注浆方式 (7) 3. 注浆材料及制浆工艺设计 (8) 3.1 注浆材料的选择 (8) 3.2 浆液的制备 (9) 3.3 泥浆输送 (10) 4. 灌浆方法设计 (11) 4.1 确定灌浆方法 (11) 5. 灌浆参数设计计算 (12) 5.1 灌浆站工作制度 (12) 5.2 灌浆量 (12) 6 灌浆设备选型 (15) 6.1 灌浆管道设计 (15) 6.1.1 管道内径计算 (15) 6.1.2 管材确定 (16) 7 灌浆安全技术措施 (17) 7.1 制浆安全技术措施 (17) 7.2 灌浆系统的安全维护措施 (18) 7.3 注浆过程中防止溃浆的安全技术措施 (18) 1
前言 对陕西矿业有限公司矿井兴云矿进行设计，主要内容有灌浆系统设计，注浆材料及制浆工艺设计，灌浆方法设灌浆参数设计计算计，灌浆设各选型，灌浆安全技术措施。 通过矿井火灾课程的学习，我们充分了解和学习到了地下火灾的发生原因与发展过程、煤炭的自燃学说、自燃的原因及发展过程，掌握地下火灾的预测、预报及预防方法和灭火措施等基本知识，提高了我们对矿井火灾的监测监控、预报、预防与扑救及地下工程防灭火的能力。矿井注浆防灭火安全技术是防止煤层内因火灾的有效技术措施之一，它是我国煤矿当前应用较普遍的一项技术。 关键词：采空区；自燃；灌浆防灭火 Abstract Mine fire is one of the five natural of coal mine disasters, efficient safety production of coal mine and miner's life safety has serious adverse
2021煤层自燃多功能灌浆注胶防灭火系统及其应用
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 2021煤层自燃多功能灌浆注胶防 灭火系统及其应用
2021煤层自燃多功能灌浆注胶防灭火系统及 其应用 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 1引言 黄泥灌浆是煤层自燃火灾防治的主要手段之一[1]，由于某些地区（尤其是煤层自燃严重的西部地区）黄土资源匮乏，有必要采用一些替代材料用于灌浆防灭火，且现有灌浆防灭火系统的制浆浓度无法控制，水土比通常较低，井下浆液流失量大，灌浆效率低，若提高泥浆浓度，黄土易在管路中沉降，出现堵塞管路的问题。胶体防灭火技术[2~6]集堵漏、降温于一体，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，但采用井下移动式注胶防灭火系统，设备安装运行及材料运输均不能迅速实施，且注胶流量小，材料运输量大，使得灭火效率降低。 因此，有必要根据各地的实际情况，建立多功能灌浆注胶防灭火系统，使其能够使用黄土、粉煤灰、砂土、矸石等多种灌浆材料，且实现不同浓度浆液的制备及高浓度浆液的管路输送，提高灌浆效率，
灌浆防灭火
防火灌浆设计 灌浆系统选择 我国目前使用的灌浆系统，分为集中灌浆和分散灌浆两大类，其优缺点和适用条件比较见下表6-2-1： 表6-2-1 灌浆系统优缺点和适用条件比较表 由于8号煤层平均厚度为4.20m，灌浆量较大，生产相对集中，本设计采用集中灌浆系统，在风井工业场地建立一个集中灌浆站为全矿井服务。 浆材的配制及质量 灌浆材料采用主生产系统工业场地附近的粘土，对粘土要求如下： 1)加入少量水能够成浆；
2)泥浆的渗透性要好； 3)不含可燃物或助燃物； 4)泥浆要易于脱水和具有一定的稳定性； 注浆必须脱水：泥浆要易于脱水，，一般要求含砂量25-30%。泥浆注入井下，如果不易脱水，将会大量存积于采空区工作面下顺槽，并在矿山压力的作用下储备很高的能量。当在泥浆区下部进行回采或掘进工作时，易造成溃浆事故。 也不能脱水性太强，太易于脱水，泥浆在采空区形成堆积，起不到包裹煤体的作用。 5)泥土粒度要求 颗粒要小于2mm，而且细小颗粒（粘土：≤0.005mm者应占60％～70％）。 6)主要物理性能指标 密度为2.4～2.8； 塑性指数为9～11（亚粘土）； 胶体混合物（按MgO含量计）为25％～30％； 含砂量为25％～30％（粒径为0.5～0.25mm以下）； 7）泥土要便于开采、运输与制备。 因土源距煤矿风井5km，土质优良，容重1.3t/m3，属于亚粘土，塑性指数12，取土方便，矿井轻轨矿车可直接到达取土地点。且龙口矿业集团采用的土水比为1：3-5，灌浆系数0.03-0.05，因此，用黄土作为该矿的灌浆材料。 地面制浆工艺流程 浆液的制备与运输可按下面的流程进行： 常用的制浆工艺主要有两种：水力取土机械制浆法和机械搅拌制浆。水力取土机械制浆法，多采用于制备黄泥浆，可就地取材；机械搅拌制浆常用于制浆材料距生产源距矿井较远的材料。本设计采用机械搅拌制浆工艺。工艺流程如下：采土场（推土机、装载机）→自卸汽车→泥浆搅拌池（搅拌机）→贮浆池（筛子）→泥浆泵→灌浆管（从回风斜井下井）。 1）矸石页岩灌浆
2016年矿井防灭火设计详解
武所屯煤矿防灭火设计 一、矿井概况 矿井开拓方式为立井单水平，开采方法采用走向长壁（倾斜长壁）后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。矿井初步设计根据武所屯井田的煤层赋存、构造及开采条件等情况，将煤层分为上、下两组，上组为12下（1.2m厚）、14煤层联合开采，下组开采16煤层。目前正在开采太原组16煤层，平均厚度0.83m。 1、煤质情况 12下煤层为气煤，属于高热值煤，发热量为3000大卡；16煤为肥煤，属于特高热值煤，发热量为5500大卡。 2、地质条件 井田内断裂构造较为发育，通过钻探及二、三维地震勘探，结合生产勘探、实际揭露对井田构造进行了重新整合，落差大于100 m的断层有3条；落差10～100 m的断层3条；落差5～10 m的断层4条；落差在1m左右的断层较多，大约有50余条。本井田地层走向NEE，倾向W，地层倾角平缓，一般0～8度。褶曲特点是跨度较大，幅度较小，多被断层切割，形态多变且不完整，且轴向也不甚明显。 根据《煤矿地质工作规定》（安监总煤调[2013]135号）第十一条中地质构造复杂程度的分类标准，武所屯煤矿内断层因素的复杂程度符合“含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，小断层较发育，很少受岩浆岩的影响，不影响采区的合理划分，但采煤工作面的连续推进有一定的影响。主要包括：①产状平缓，沿走向和倾向均发育宽缓褶皱，或伴有一定数量的断层；②简单单斜、向斜或背斜，伴有较多断层，或局部有小规模的褶曲及倒转。”的条件，属中等构造。因此，武所屯生建煤矿的地质构造复杂程度为中等类型。 3、矿井通风 地面安装FBCDZNO22型主要通风机两台，一台工作，一台备用，电机功率为2×220Kw的。工作方法为抽出式，矿井通风方式为中央并列式，
灌浆防灭火系统改造设计
玉华煤矿灌浆防灭火系统改造设计 一、矿井概况 玉华煤矿位于陕西省铜川市西北37km处的焦坪矿区东北端，地理位置处于铜川市和宜君、黄陵、旬邑三县交界处。该矿交通便利，自铜川市有沥青路面直达矿井工业场地，矿区铁路专用线梅（家坪）～七（里镇）线的梅～前（河）段（71km）于1975年修通，煤炭可通过铁路外运。井田走向长7～10.5km，倾斜宽2.8～4.8km，面积约34km2。 井田主要含煤层为中下侏罗统延安组地层，可分四个含煤组。从上到下分别为一、二、三、四号煤组，煤层总厚度为12.7m，其中四号煤组，煤层厚度较大且较稳定，全区可采；二、三号煤组仅局部可采（且不规则）；一号煤组不可采。4-2煤层厚0～31.6m，一般厚10m，为本井田主要可采煤层，除局部地区在沉积过程中因冲蚀作用变薄尖灭外，井田内全部可采。 玉华煤矿由西安煤矿设计院设计，设计生产能力：1.5Mt/a，1991年12月正式开工建设，2001年10月矿井基本建成，11月试生产，2002年8月18日正式投产，2005年生产原煤2.0Mt/a；2007年改扩建完成后，生产能力可达3.0Mt/a。采煤方法为倾斜长壁综采放顶煤采煤法，矿井采用立井和斜井混合、单水平、分区两翼开拓方式。矿井目前布置1个综放工作面，4个掘进工作面（2个综掘，2个炮掘）。 二、矿井灌浆防灭火现状
矿井采用的防灭火措施主要有黄泥灌浆、汽雾阻化、采空区注氮等。其中以黄泥灌浆为主，南风井广场设有灌浆站，主管路从南回风井引入，管径133mm，管长1010m，然后分设管径为108mm的支管至灌浆地点，主要采用滞后工作面采空区灌浆和已采面闭墙定点灌浆。 随着煤矿防灭火技术的不断更新发展，新型防灭火技术在煤矿安全生产中起到重要的作用，而现有的防灭火灌浆系统难以满足防灭火新工艺、新技术的综合应用，为此，需对现行灌浆系统进行改造。 三、灌浆防灭火系统改造设计 （一）设计依据 1、《煤矿安全规程》 2、《矿井通风安全质量标准化标准》 3、《矿井质量标准化标准及考核评级办法》 （二）本次设计目的 1. 采用制浆设备、浆液缓冲池，控制灌浆浓度和流量，实现灌浆系统自动化。 2. 实现灌浆、稠化胶体、复合胶体以及高分子胶体防灭火新材料、新技术的综合应用。 （三）灌浆、注胶防灭火系统设计 地面固定式灌浆、注胶防灭火系统，水、电稳定，自动化程度高，注胶流量大，黄土等用量较大的防灭火材料通过管道输送至井下，大大减轻了防灭火材料井下运输量，井下仅需添加用量较少的促凝剂或胶凝剂，工作量较小。可对有发火危险区域进行高强度注灌，将自然发火危险消灭在萌芽状态。
矿井灌浆防灭火专题设计
辽宁工程技术大学课程设计 沙湾煤矿四采区防火灌浆系统设计 学生姓名：欧尼酱 专业班级：通风13 学号： 时间：2017.1.9 学院：安全科学与工程学院
中文题目：沙湾煤矿四采区防火灌浆系统设计 外文题目：Shawan MineFouth Mining Area Fire Grouting System Design 课程设计共 12页图纸共1张 完成日期 2017年1月答辩日期 2017年1月
摘要 通过对镇雄县沙湾煤矿四采区的煤层发火条件进行分析，选择合理的采区防火灌浆布置方案，运用适当的灌浆方法，提高煤炭产量和煤炭回采率，减少煤炭自然发火对煤矿生产的威胁。此外，对矿井的生产系统进行分析，确定通风网络，合理分配风量，选择适宜防火灌浆设施，满足井下作业的需求。在确保安全的前提下，提高煤矿生产效益。 关键字：采区布置;防火;灌浆系统;安全;提高效益
Abstract Through analyzing the geological conditions of mining area in the Fourth of Zhenxiong Shawan mine, choose the right layout scheme mining area, using the appropriate method of coal mining to improve the rate of coal production and, reduce the threat of geological hazards to coal production . In addition, the analysis of mine's ventilation system is to determine the ventilation network, a reasonable allocation of air volume, select the suitable ventilation facilities, to meet the demand for underground work. The premise of ensuring safety, improving coal production. Keywords: Mining Area Layout; Fire Protection; Distribution of wind Security; Improve efficiency
矿井防灭火与灌浆系统设计
目录 前言 (4) 1 防火灌浆设计依据及基础资料 (6) 1.1矿井概况 (6) 1.2煤层赋存条件 (6) 1.2.1煤系地层及煤层数 (6) 1.2.2 可采煤层及其厚度 (7) 1.2.3 煤的碳化程度 (8) 1.2.4 煤岩成分 (8) 1.3 煤炭储量及开拓情况 (10) 1.3.1煤炭储量 (10) 1.3.2开拓方式 (10) 1.3.3 开采情况 (11) 1.3.4 开采技术条件及开采方法 (11) 1.4 通风及灾害情况 (12) 1.4.1通风情况 (12) 1.4.2 瓦斯及其涌出情况 (14) 1.4.3地温 (14) 1.4.4 自然倾向性及发火期 (15) 1.5浆材的质量、数量 (15) 1.5.2 浆材的数量 (17) 1.6 灌浆站的工作制度 (17) 1.6.2选择灌浆设备 (18) 2 防火灌浆系统与参数确定 (19)
2.1.1设计工作面概况 (19) 2.1.2工作面参数 (20) 2.1.3防火灌浆设计基本参数 (21) 2.1.3灌浆管路设计依据 (24) 2.2灌浆材料的选择 (24) 2.3地面制浆工艺流程 (25) 2.4 灌浆方法确定 (27) 2.5灌浆参数确定 (29) 3 灌浆量计算 (29) 3.1灌浆用土量Q t计算 (29) 3.1.1按采空区灌浆量计算 (29) 3.1.2按日灌浆量计算 (30) 3.1.3按灌浆区日灌浆所需用土量计算公式为： (30) 3.2灌浆用水量Q w计算 (30) 3.3日灌浆量Q j (30) 3.4其他计算方法 (31) 3.4.2根据采空区体积大小确定灌浆用土量: (31) 4 灌浆管道系统设计 (32) 4.1灌浆管道系统布置 (32) 4.2输送倍线计算 (32) 4.3管径计算 (33) 4.3.1主要灌浆干管直径计算 (33) 4.4管材确定 (34)
煤矿注浆防灭火技术规范
煤矿注浆防灭火技术规范 煤矿注浆防灭火技术应用至今仍未制定切实可行的标准规范，为使这项技术更加规范化，在总结经验的基础上制定出首部《煤矿注浆防灭火技术规范》，从而为注浆防灭火实际应用提供全煤炭行业统一的技术依据。 本标准在制定过程中，查阅了国内外有关的技术资料，重点查阅了国内煤矿注浆防灭火设计、实际应用的资料和论文，以及黄泥注浆代用材料(页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)的有关科研成果及其推广应用的技术报告等，按照《煤矿安全规程》(包括执行说明)的有关规定和《矿井防灭火规范》的相关内容一致的原则，编制本标准。 本标准由煤炭工业部科技教育司提出。 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院。 本标准主要起草人：邵启胤、王长元、徐承林。 本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。 1 范围 本标准规定了煤矿注浆防灭火工艺过程的技术要求。 本标准适用于矿井注浆防灭火的实施、设计与施工等。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准均会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 《煤矿安全规程》1992—10—22 中华人民共和国能源部 《矿井防灭火规范》(试行)1988—10 中华人民共和国煤炭工业部 3 定义 本标准采用下列定义。 3．1 注浆防灭火方法method of fire fighting by grouting 是将注浆材料(黄土、页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)细粒化后加水制备成浆，用水力输
送到煤矿井下注入需防灭火区域内，封堵漏风通道、包裹煤岩阻止氧化、冷却煤岩温度而预防或扑灭矿井火灾的一项技术措施。 3．2 沉降速度settling velocity 浆液的悬浊液液面在量筒中匀速下降的平均速度，mm／min。 3．3 临界稳定时间critical stable time 浆液的悬浊液液面在量筒中匀速下降的时间，min。 3．4 塑性指数plastics index 表征注浆材料的可塑性的指数。 3．5 粘度系数viscosity coefficient 表征浆液内部微粒间阻碍其相对流动的一种内摩擦特征的系数，Ps．S。 3．6 氧化镁胶体混合物含量amount of magnesium oxide colloid mixture 浆液中的固体材料所含极细散胶体部分的体积百分比含量，％。 3．7 含砂量quantity of sand 注浆材料中，0．05～0．25mm粒径的砂质成份的重量百分比，％。 3．8 氧化交叉温度cross temperature in oxidation 物质在氧化反应炉中氧化升温曲线与反应炉加热升温线的交点的温度值，℃。 3．9 恒温吸氧量amount of absorbed oxygen at constant temperature 单位重量物质在静态恒温吸氧实验过程中的吸氧量(体积)，mL／s。 3．10 土水比ratio of clay to water 注浆防灭火浆液中的固体材料的自然堆积体积与水的体积之比。 3．11 浆液的制备preparation of grout 将注浆材料(黄土、页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)与水混合用水力或机械搅拌的方式形成浆液的制造方法。
防灭火专项设计
防灭火专项设计 内蒙古满世煤炭集团 四道柳煤炭有限责任公司 二○一一年一月 预防井下火灾的措施 一、煤的自燃预防措施 1、开拓开采方面的措施 1）选择合理的巷道布置与开采程序大巷及顺槽均采用锚喷支护布置在煤层中布置在煤层中的服务年限较长的巷道要喷浆封闭。 2）工作面采用后退式回采减少采空区漏风矿井在回采过程中应及时封闭采空区并及时进行一氧化碳监测。 3）在生产中尽量提高回收率做到架下无浮煤顶煤干净工作面回采结束后立即封闭采空区。设计采用综合机械化采煤法工作面年推进度为1425m本采区内工作面最大推进长度为1800m14.5个月即可采完采取注氮和喷射阻化剂后采空区自然发火期会延长将不会影响工作面的开采。 2、通风方面的措施 通风系统为中央分列式主、副斜井进风回风斜井回风。通风方法为机械抽出式配备风机二台一台工作一台备用。正确选择通风构筑物的设置地点矿井井下通风构筑物主要是风门、调节风门及密闭门。3、监测方面的措施本矿井安全监测监控系统对矿井煤炭自燃火情进行监测。
二、防灭火方法 1、防灭火系统选择理由 目前成熟的防灭火系统主要有预防性灌浆、阻化剂防灭火、气氮防灭火等。 1）预防性灌浆 预防性灌浆是目前我国较广泛的一种行之有效的预防煤炭自燃的方法。其灌浆材料主要为黄土粘土、砂质粘土或以页岩代替黄土在我国土源丰富、水源充足的地区使用甚为广泛。灌浆站建在地势较高的风井广场场地管路通过回风斜井铺设76mm钢管到达回采工作面注浆点。 2）阻化剂防灭火 阻化剂防灭火是目前国内外正积极推广应用的一种防止煤层自燃的新方法它对缺水、少土地区的煤矿井下防灭火具有重大意义。阻化剂防灭火技术较先进、工艺系统简单、投资较少且阻化剂来源广、阻化率高、价格低廉。针对本矿区水资源缺乏及减少环境污染等方面考虑本矿井采用阻化剂防灭火系统是适宜的。 3）注氮防灭火 注氮工艺系统较简单需用大型设备少更兼适用于煤矿井下方便灵活、效率高、运转费用低的移动式制氮设备研制成功使我国近年注氮防灭火得到迅速发展。基于以上优点本矿井采用注氮防灭火系统是适宜的。综述为节约投资、降低成本并结合本地区矿井的实际情况本设计采用注氮、喷阻化剂综合防灭火方法。
灌浆注胶防灭火设计说明
灌浆注胶防灭火设计 西科森兰矿业安全技术 森兰科贸有限责任公司 科技大学 ，荣
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FCJ12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、外得到了广泛的应用，在也有较多应用，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，钻孔应全长度下套管。 2．埋管灌浆、注胶选择一种
煤矿注浆防灭火技术规范
煤矿注浆防灭火技术规范 作者：MT/T702—1997 来源：中华人民共和国煤炭工业部 煤矿注浆防灭火技术应用至今仍未制定切实可行的标准规范，为使这项技术更加规范化，在总结经验的基础上制定出首部《煤矿注浆防灭火技术规范》，从而为注浆防灭火实际应用提供全煤炭行业统一的技术依据。 本标准在制定过程中，查阅了国内外有关的技术资料，重点查阅了国内煤矿注浆防灭火设计、实际应用的资料和论文，以及黄泥注浆代用材料(页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)的有关科研成果及其推广应用的技术报告等，按照《煤矿安全规程》(包括执行说明)的有关规定和《矿井防灭火规范》的相关内容一致的原则，编制本标准。 本标准由煤炭工业部科技教育司提出。 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院。 本标准主要起草人：邵启胤、王长元、徐承林。 本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。 1 范围 本标准规定了煤矿注浆防灭火工艺过程的技术要求。 本标准适用于矿井注浆防灭火的实施、设计与施工等。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准均会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 《煤矿安全规程》1992—10—22 中华人民共和国能源部 《矿井防灭火规范》(试行)1988—10 中华人民共和国煤炭工业部 3 定义 本标准采用下列定义。 3．1 注浆防灭火方法method of fire fighting by grouting 是将注浆材料(黄土、页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)细粒化后加水制备成浆，用水力输送到煤矿井下注入需防灭火区域内，封堵漏风通道、包裹煤岩阻止氧化、冷却煤岩温度而预防或扑灭矿井火灾的一项技术措施。 3．2 沉降速度settling velocity 浆液的悬浊液液面在量筒中匀速下降的平均速度，mm／min。 3．3 临界稳定时间critical stable time 浆液的悬浊液液面在量筒中匀速下降的时间，min。 3．4 塑性指数plastics index 表征注浆材料的可塑性的指数。 3．5 粘度系数viscosity coefficient 表征浆液内部微粒间阻碍其相对流动的一种内摩擦特征的系数，Ps．S。 3．6 氧化镁胶体混合物含量amount of magnesium oxide colloid mixture 浆液中的固体材料所含极细散胶体部分的体积百分比含量，％。 3．7 含砂量quantity of sand 注浆材料中，0．05～0．25mm粒径的砂质成份的重量百分比，％。 3．8 氧化交叉温度cross temperature in oxidation
第5章 防 灭 火
第五章防灭火 (1) 第一节一般规定 (1) 第二节井下火灾防治 (3) 第三节井下火区管理6 第五章防灭火 第一节一般规定 第215条生产和在建矿井必须制定井上、下防火措施。矿井的所有地面建筑物、煤堆、矸石山木料场等处的防火措施和制度，必须符合国家有关防火的规定。 第216条木料场、矸石山、炉灰场距离进风井不得小于80m。木料场距离矸石山不得小于50m。 不得将矸石山或炉灰场设在进风井的主导风向上风侧，也不得设在表土10m以内有煤层的地面上和设在有漏风的采空区上方的塌陷范围内。 第217条新建矿井的永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑，必须用不燃性材料建筑。 对现有生产矿井用可燃性材料建筑的井架和井口房，必须制定防火措施。 第218条矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m设置支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生产、生活用水同一水池，应有确保消防用水的措施。 开采下部水平的矿井，除地面消防水池外，可利用上部水平的水仓作为消防水池。
第219条进风井口应装设防火铁门，防火铁门必须严密并易于关闭，打开时不妨碍提升、运输和人员通行，并应定期维修；如果不设防火铁门，必须有防止烟火进入矿井的安全措施。 第220条井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。通风机房位于工业广场以外时，除开采有瓦斯喷出区域的矿井和煤（岩）与瓦斯突出矿井，可用隔焰式火炉或防爆式电热器取暖。 暖风道和压入式通风的风硐必须用不燃性材料砌筑，并应至少装设2道防火门。 第221条井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场，主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处，井下机电设备硐室，主要巷道内带式输送机机头前后两端各20m范围内，都必须用不燃性材料支护。 在井下和井口房，严禁采用可燃性材料搭设临时操作间、休息间。 第222条井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。 第223条井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作，如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，每次必须制定安全措施，并遵守下列规定： （一）指定专人在场检查和监督。 （二）电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的前后两端各10m的井巷范围内，应是不燃性材料支护，并应有供水管路，有专人负责喷水。上述工作地点应至少备有2个灭火器。 （三）在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作时，必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受火星。 （四）电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中，瓦斯浓度不得超过0.5%，只有在检查证明作业地点附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时，方可进行作业。 （五）电焊、气焊和喷灯焊接等工作完成后，工作地点应再次用水喷洒，并应有专人在工作地点检查1h，发现异状，立即处理。 （六）在有煤（岩）与瓦斯突出危险的矿井中进行电焊、气焊和喷灯焊接时，必须停止突出危险区内的一切工作。 煤层中未采用砌碹或喷浆封闭的主要硐室和主要进风大巷中，不得进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作。 第224条井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内，由专人押运至使用地点，剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地
注浆防灭火技术规范
煤矿注浆防灭火技术应用至今仍未制定切实可行的标准规范，为使这项技术更加规范化，在总结经验的基础上制定出首部《煤矿注浆防灭火技术规范》，从而为注浆防灭火实际应用提供全煤炭行业统一的技术依据。 本标准在制定过程中，查阅了国内外有关的技术资料，重点查阅了国内煤矿注浆防灭火设计、实际应用的资料和论文，以及黄泥注浆代用材料(页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)的有关科研成果及其推广应用的技术报告等，按照《煤矿安全规程》(包括执行说明)的有关规定和《矿井防灭火规范》的相关内容一致的原则，编制本标准。 本标准由煤炭工业部科技教育司提出。 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院。 本标准主要起草人：邵启胤、王长元、徐承林。 本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。 1 范围 本标准规定了煤矿注浆防灭火工艺过程的技术要求。 本标准适用于矿井注浆防灭火的实施、设计与施工等。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准均会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 《煤矿安全规程》1992—10—22 中华人民共和国能源部三维网技术论坛& N7 i, K- ]" G 《矿井防灭火规范》(试行)1988—10 中华人民共和国煤炭工业部 3 定义 本标准采用下列定义。 3．1 注浆防灭火方法 method of fire fighting by grouting 是将注浆材料(黄土、页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)细粒化后加水制备成浆，用水力输送到煤矿井下注入需防灭火区域内，封堵漏风通道、包裹煤岩阻止氧化、冷却煤岩温度而预防或扑灭矿井火灾的一项技术措施。 3．2 沉降速度 settling velocity 浆液的悬浊液液面在量筒中匀速下降的平均速度，mm／min。 3．3 临界稳定时间 critical stable time 浆液的悬浊液液面在量筒中匀速下降的时间，min。
灌浆防灭火设计大纲
灌浆防灭火设计大纲与指导书 第一章矿井概况 一、简述矿井的位置交通 二、煤层特征 成煤时期、煤层的层数，煤层的赋存条件、自然发火期。 三、矿井开拓系统与采煤方法概况 矿井工作制度、矿井生产能力及服务年限、矿井开拓方式、采区布置。采煤方法及采煤工作面作业形式，采煤工作面参数(工作面长度、采高、日推进度、回采率)。 四、灌浆材料的质量、数量、开采条件和位置。 第二章灌浆材料与制浆系统 第一节灌浆材料 灌浆材料的选择。 第二节制浆系统 一、灌浆站 灌浆站的形式有三种，即固定式、分区式、移动式3种，每种形式有它的适应条件和优缺点。灌浆站应根据灌浆区的分布、灌浆材料、水源的分布情况以及灌浆管路的铺设等综合考虑，进行技术、经济比较后确定。 二、制浆工艺系统及主要设备 根据灌浆材料的位置及来源选择制浆方法。叙述制浆的工艺系统，画出制浆工艺流程图、选出制浆主要设备，设计出泥浆池的尺寸。灌浆站的主要建筑。 三、灌浆站的供水及设备 灌浆的水源可采用矿井水，也可采用河水、井水。任何一种水源都必须保证灌浆站的日用水量。灌浆用水的水质要求：pH=6～9，不含有毒物质和可燃物质。 供水设备的型号、台数，供水管路的直径、长度，供水设施。 第三章灌浆方法与灌浆参数 第一节灌浆方法 灌浆方法有随采随灌、采后灌浆、采前预灌3种，根据每种的特点、适应的条件选择合理的灌浆方法。 选择的灌浆方法在说明书中加以叙述，最好配上插页图。 第二节灌浆参数计算 一、灌浆站工作制度 地面灌浆站的工作制度应与矿井工作制度相配合。灌浆站的工作班数应按煤层的自然发火严重程度和工作面作业形式来确定。“两采一准”的作业形式，日灌浆班数按2班安排，每日纯灌浆时间为10h；发火严重，需灌浆工作面多时，宜3班灌浆，日纯灌浆时间按15h计算。 二、灌浆所需的土量 三、泥浆水土比的确定 我国煤矿灌浆的泥浆水土比一般使用3:1~6:1。可根据灌浆材料、煤层倾角来确定。 四、灌浆用水量 五、日灌浆 六、小时灌浆量 七、泥浆的密度 泥浆密度按下式计算： 式中 浆——泥浆密度，t/m3；
灌浆防灭火法及其应用
灌浆防灭火法及其应用 王 菲 （龙煤股份有限公司鹤岗分公司新岭煤矿，黑龙江鹤岗154106） 摘 要 该文通过对新岭矿防灭火工作的实践考察，对矿井灌浆在矿井实际生产中的作用做了总体论述，分析了灌浆防灭火的作用、原理及所用不同灌注材料的优缺点，结合新岭矿实际应用，阐述了灌浆防灭火法在矿井生产中具体应用方法。关键词 灌浆 防灭火 作用 原理 中图分类号TD75+ 2．2 文献标识码 B 1灌浆防灭火概述 矿井火灾是矿井生产过程中的“五大灾害”之一， 它直接危害到矿山职工的生命安全和矿山的煤炭资源。防止煤炭自燃是保证矿井安全开采的前提 。 图1煤炭自燃的影响条件 从图1看出，在防治煤层自燃的时候，任何防灭火技术和材料只要切断其中的任何一个乃至全部条件，那么就可以起到有效的防治效果。因此，所采用的防灭火技术与材料须满足以下条件： （1）覆盖煤体并封堵松散煤体的空隙，减少甚至杜绝漏风，隔绝煤体与氧气的接触。 （2）吸收煤体周围空间储存的热能，降低煤温。（3）破坏煤体表面的各种活性基团结构，阻化煤氧反应。 灌浆防灭火法是预防和控制矿井煤炭自燃火灾的主要手段。灌浆防灭火的作用在于它从井下煤炭自燃 的基本条件入手，（1）灌浆后，填满火区的空间，把空 间内氧气排除，使火区缺少氧气供应而熄灭；（2）在灌注浆液的同时降低火区温度，使温度降到火点以下，起到灭火作用。2 灌浆防灭火系统的选择 灌浆防灭火法按照使用地点不同可分为：（1）地面大系统集中供浆；（2）井下移动泵点式灌浆。在井下实际应用中应根据消防火的实际情况来选择不同的防灭火方法，地面大系统灌浆适用于灌注区域较大，浆 *收稿日期：2011－06－15 作者简介：王菲（1975－），1996年毕业于辽宁省抚顺煤校，采矿工程师， 现任职于龙煤股份有限公司鹤岗分公司新岭煤矿。量需求多时使用，而移动泵点式灌浆适用于灌注区域较小几平方米到十几平方米。新岭煤矿根据井下实际需要建立了以上两套系统。大系统在对井下掘进和已有采空区大面积灌浆时使用，移动泵在对井下掘进巷道出现高顶注特殊浆体时使用。3 灌注材料的选择 防灭火灌浆所用材料有很多种，现在矿井所用材料大多为黄土、粉煤灰、砂土、矸石及稠化胶体、凝胶、复合胶体等多种新型防灭火材料。在实际中要有针对性选择不同材料处理各种不同情况下的煤层自燃。黄土、粉煤灰、砂土、矸石这些材料来源充足且费用低廉，是防灭火材料的首选，但遇到巷道岩石破碎，容易抽漏，以上材料在灌注时容易流出时应该选择特殊胶体进行灌注，但费用较高，且仅适用于移动泵点式灌浆，在灌注后管路处理不净时容易阻塞管路。4 新岭煤矿灌浆防灭火法的应用 新岭煤矿属于露天和井工联合开采，且井工开采 属于复采，煤层与地表距离较近，透气性性较好，煤层经过多次开采，旧区、旧巷较多，煤炭发火期较短，给矿井防灭火工作带来很大困难，针对矿井实际情况新岭矿采取了相应的防灭火措施。4．1掘进期间巷道防火 （1）煤巷注灰对于掘进煤巷，顶板每隔5m 设一个注灰孔，巷道在防火喷碹过程中，对旧区、旧巷、旷帮空顶抽冒顶处，提前设好防火注灰管，便于接管注灰工作，利用地面灌浆系统和井下移动泵注浆系统对掘进煤巷、局部高顶进行预防性注灰防火充填工作。 （2）局部抽漏高顶的处理对于掘进期间的局部高顶，由于抽漏空间小，不适合大系统灌浆，且大系统灌浆时，掘进场子头易漏水，片帮，影响场子施工，采用移动泵对高顶、空顶充填LFM 轻型防火发泡材料。4．2开采前煤体超前防火 在掘进形成采煤工作面后，在工作面上下两巷每隔5m 施工一组超前煤体钻孔，施工（下转第212页） 1 22012年第2期