81201綜采工作面灌漿防滅火安全技術措施

1、81201綜采工作面灌漿防滅火安全技術措施一、工程概況81201綜采工作面為我礦12#層煤首采工作面。根據(jù)2010年山西省煤炭地質(zhì)研究所對我礦煤層自燃傾向性鑒定結(jié)果為：12號煤層自燃傾向性煤的吸氧量0.80cm3/g,自燃傾向性等級I類，為容易自燃煤層。由于工作面采用的是綜采放頂煤開采，采空區(qū)遺留煤炭較多，為采空區(qū)遺煤自燃埋下了重大的安全隱患。為防止綜采工作面采空區(qū)發(fā)生煤炭自燃，特制定專項安全技術措施如下：二、施工方案為防止采空區(qū)遺煤發(fā)生自燃現(xiàn)象，采取以下方案：1、配置KSS-200煤礦自然火災礦井自然火災束管監(jiān)測系統(tǒng)；2、在回采過程中采取灌漿為主，并輔以阻化劑防滅火等措施防止采空區(qū)浮煤自燃；

2、3、在回米結(jié)束后將米空區(qū)永久封閉。三、預防自燃發(fā)火的措施（一）、生產(chǎn)方面的措施1、合理的采煤方法回采工作面采用綜采長壁后退式采煤，巷道布置形式簡單，由于采煤工藝簡單，工人操作熟練，工作面推進速度快，工作面的回收率高，煤壁的暴露時間短，面積小，對于防治自燃發(fā)火十分有利。2、控制礦山壓力，減少煤體破碎。在采掘過程中盡量減少裸露巷道的時間，在部分頂?shù)装鍋韷狠^大的地方加強支護，減少頂、底板來壓對煤體的破碎，減少煤體與空氣接觸面。3、堅持正常的回采順序，工作面推進采用后退式，回采順序合理，減少了采空區(qū)漏風，有利于防止煤層自燃發(fā)火。4、在生產(chǎn)中，盡量提高回采率，工作面回采結(jié)束后立即砌筑密閉防火墻，封閉采空

3、區(qū)，回采工作面順槽間盡量少留煤柱。（二）、通風方面的措施本礦井通風方式為中央并列式，主、副斜井進風，回風斜井回風,通風方法為機械抽出式，礦井通風容易時期和困難時期通風阻力相對較小，有利于自燃發(fā)火的管理。1、回采工作面為后退式回采，采用“U型通風布置，一進一回,新鮮風流與乏風均不通過采空區(qū)，漏風量少，自燃發(fā)火機率低。2、隨時檢查進、回風兩順槽及采空區(qū)，煤柱和裂隙漏風，防止向這些地方供氧，促使煤的氧化自燃，使之有良好的通風系統(tǒng)控制自燃傾向性火災的發(fā)生。3、同時，要加強礦井日常通風管理，對通風機經(jīng)常進行性能測定，掌握其特性，并隨著季節(jié)變化及時調(diào)整主通風機工況，控制內(nèi)部漏風，降低通風阻力等綜合措施，確

4、保用風地點供風穩(wěn)定、合理。四、外因火災預防1、加強電氣設備管理，嚴防電氣火災發(fā)生。2、工作面嚴禁使用電、氧氣焊。3、加強采煤機、轉(zhuǎn)載機、刮板機、皮帶機等設備所使用的齒輪油等油類管理，工作面范圍內(nèi)不得存放1桶以上油類。4、各設備點應配備兩臺以上干粉滅火器，皮帶機頭、泵站等設備集中點應配備沙箱等滅火器材。5、電氣設備入井前，應檢查其“產(chǎn)品合格證”、“煤礦礦用產(chǎn)品安全標志”及安全性能；檢查合格并簽發(fā)合格證后，方準入井。6、工作面所有電氣設備及接線都不得出現(xiàn)失爆；7、嚴禁工作面由于任何形式出現(xiàn)電火花。&采煤機內(nèi)外噴霧齊全，割煤時噴霧必須正常開啟，防止割煤時截齒撞擊巖石產(chǎn)生火花；9、嚴禁用鐵錘敲

5、擊設備；10、工作面前后刮板機及轉(zhuǎn)載機必須運轉(zhuǎn)良好，不得摩檫產(chǎn)生火花。五、黃泥灌漿防滅火設計（一）、灌漿機理預防性灌漿，就是將水、漿材（粘土、砂等）按照適當比例，制成一定濃度的漿液，借助輸漿管路送往可能發(fā)生自燃的采空區(qū)以防止自燃火災的發(fā)生。預防性灌漿的作用，一是隔絕氧氣，二是散熱。漿液進入采空區(qū)之后，固體物沉淀下來，充填于煤壁裂隙中間，能夠有效的封堵裂縫漏風；沉淀物包裹遺煤，隔絕了遺煤與氧氣的接觸，切斷了遺煤氧化的反應過程；而漿水能增加遺煤的外在水分，抑制氧化過程的放熱。（二）、灌漿方法一般情況下，煤礦所采用的灌漿方法有以下三種：采前灌漿、隨米隨注、米后灌漿。米前灌漿：即米煤之前對老空區(qū)米區(qū)的

6、防止自燃發(fā)火的措施，一般用于特厚、易燃煤層；隨采隨注：隨著工作面的回采向采空區(qū)灌漿，一般用于煤層自燃發(fā)火期短的工作面；采后灌漿：利用在密閉墻上預埋的灌漿管向采空區(qū)灌漿。為了保證及時、簡便處理處理自燃隱患，本工作面設計采用隨采隨注中的埋管灌漿法。1、灌漿系統(tǒng)在回風斜井地面場地設有灌漿站，為全礦灌漿服務，灌漿方法采用隨采隨灌，即隨采煤工作面推進的同時向采空區(qū)灌注泥漿。在灌漿工作中，灌漿與回采保持有適當距離，以免灌漿影響回采工作。灌漿站建設：在回風井場地建2個攪拌池和1個灌漿池（灌漿池設在較低的水平），池深和直徑均為2m池體用磚砌筑水泥抹面或用鋼板焊接，其上固定攪拌器。攪拌池底部留有出料口，在漿液流

7、入灌漿池前設雙層過濾篩子（孔徑為10mm，灌漿池側(cè)面設500mM500mM1800mm下液泵坑兩個，各安設離心式液下泥砂泵一臺。灌漿站布置如圖6-2-1所示。2、灌漿方法采用埋管灌漿法，在放頂前沿回風巷于采空區(qū)預先鋪好灌漿管(一般預埋1020m鋼管)，預埋管一端通采空區(qū)，一端接膠管，膠管長一般為2030m灌漿隨工作面的推進，用回柱絞車逐漸牽引灌漿管，牽引一定距離灌一次漿，要求工作面采空區(qū)能灌到足夠的泥漿。3、灌漿參數(shù)的選擇、工作制度與礦井工作制度相匹配，但需注意以下原則：灌漿工作是與回采工作緊密配合進行。設計灌漿為三班灌漿，每天灌漿時間為10h,若礦井自燃發(fā)火嚴重，且所需灌漿的工作面較多，宜采

8、用四班灌漿，每天灌漿時間為15h。(1) 、漿液的水固比選擇泥漿的水固比是反映泥漿濃度的指標，是指泥漿中水與固體漿材的體積之比。水固比的大小影響著灌漿的效果和泥漿的輸送。泥漿的水固比越小，則泥漿濃度越大，其粘度、穩(wěn)定性和致密性也越大，包裹遺煤隔離氧氣的效果也越好，但同時流散范圍也越小，輸漿管路容易堵塞；水固比大，則輸送相同體積的土所用的水量大，包裹和隔絕效果不好，礦井涌水量增加，在工作面后方采空區(qū)灌漿時容易流出而惡化工作面環(huán)境。漿液的水固比應根據(jù)泥漿的輸送距離、煤層傾角，灌漿方式及灌漿材料和季節(jié)等因素通過試驗確定，一般情況下為4:1，冬季為5:1。(2) 、日灌漿所需漿材量日灌漿所需漿材量按下

9、式計算：Q材900.9588m3/d式中q材一一日灌漿所需漿材量，m/d；m煤層采高，1.91m；L工作面日推進度，5.4m；H灌漿區(qū)傾斜長度，90mC回采率，95%K灌漿系數(shù)，為灌漿材料的固體體積與需要灌漿的采空區(qū)容積之比，一般取0.050.15，取0.1。(3) 、日制漿用水量Q水1Q土885440m3/d5水固比，取5。(4) 、日灌漿用水量Q水2K水Q水11.2440528m3/d式中Q水2日灌漿用水量，m/d；K水一一用于沖洗管路防止堵塞的水量備用系數(shù)1.101.25取1.2。(5) 、日灌漿量Q漿1(Q水2Q土)M(52888)0.88542m3/d式中Q漿1日灌漿量，nVd；M泥

10、漿制成率，取0.88;(6) 、小時灌漿量Q漿2仏衛(wèi)乙54.2m3/dnt33.3式中：Q漿2每小時灌漿量，m/h；n每日灌漿班數(shù)，3班/d;t每班純灌漿時間，3.3h/班。(7) 、每小時最大灌漿量考慮到今后生產(chǎn)規(guī)模擴大和煤層發(fā)火不確定等因素，按目前所需能力的1.5倍設計，則每小時最大灌漿量為:般取灌漿主管路Q漿max.5Q漿254.2=581m/h4、灌漿材料的選擇（1）、顆粒要小于2mm而且細小顆粒（粘土：w0.005mm者應占6070%）要占大部分。（2）、主要物理性能指標比重為：2.42.8t/m3塑性指數(shù)為911（亞粘土）膠體混合物（按MgO含量計）為2530%:含砂量為2530%

11、,（顆粒為0.50.25mm以下）容易脫水和具有一定的穩(wěn)定性。（3）、不含有可燃物目前常用的灌漿材料有黃土、粉煤灰等。與黃土相比，粉煤灰的粒度較粗，但體積密度小。就灌漿滅火而言，粉煤灰質(zhì)輕，顆粒表面具有一定光滑度，容易攪拌成漿，便于管道輸送。注入火區(qū)后流動性、穩(wěn)定性較好；粉煤灰具有一定的火山活性，其密封性能較好；粉煤灰親水性差，粒度又大于黃土，灌漿后漿體達到靜態(tài)時脫水快，并隨著水的泄流帶走一部分熱量。因此粉煤灰用于灌漿滅火，可以起到隔絕、包裹、降溫作用。另外，使用粉煤灰，既處理了廢料，又有利于環(huán)保。（三）、灌漿管路的選擇1、灌漿管路布置回采面采空區(qū)是本礦灌漿重點區(qū)域，因此，灌漿主管路應針對回采

12、面進行鋪設，其它地點的灌漿，則根據(jù)需要從主管路上分叉連接從風井由地面灌漿站鋪設一趟管路至回采面，管路鋪設路線為：地面灌漿站-回風斜井-12#層回風繞道-12#層盤區(qū)回風大巷f81201回采面回風順槽-工作面2、灌漿管道主要灌漿干直徑是根據(jù)管內(nèi)泥漿的流速來選擇。在設計中，泥漿給定后，先確定泥漿在管道中流動的臨界流速，再求出泥漿的實際工作流速，使之大于臨界流速即可。實際工作流速：v4Q漿max/3600d24式中：v管道內(nèi)泥漿的實際工作流速，m/s;Q漿max小時灌漿量，用巾,d管道內(nèi)徑，m取108mm該實際工作流速處于臨界流速最大值（泥漿鋼管的臨界流速通常為14m/s），可滿足工程需要。地面灌漿

13、管道一般選用鑄鐵管；井下灌漿管道采用無縫鋼管，其鋼管直徑取108mm支管直徑取75mm工作面管道直徑取4寸膠管。（四）、制漿的主要設備見下表，灌漿系統(tǒng)布置如下圖所示：（五）、采后灌漿工作面回采結(jié)束永久封閉后，采用密閉墻上插管灌漿法，即在工作面兩端的密閉墻上分別預設的措施孔，實行“連續(xù)足量，充分灌注”，大量向閉后灌灌漿液，灌漿量按充填20m采空區(qū)計算，防治最易自燃的停采線自燃和密閉漏風。此時，密閉墻的強度應滿足灌漿的要求,灌漿時應派專人監(jiān)護，一旦發(fā)現(xiàn)有潰漿征兆時，應立即停止灌漿。灌漿系統(tǒng)布置示意圖灌漿設備一覽表六、阻化劑防火技術序號設備名稱設備型號單位數(shù)量1潛水泵ZBA-6B臺22泥漿攪拌機自制

14、臺33減速器臺34下液式泥漿泵80NYI50-20J臺25無縫鋼管D108X4.0米10826無縫鋼管D75X4.0米50074寸膠管DN100米1008供水管（軟管）©30米500（一）、阻化劑防火原理阻化劑大都是吸水性很強的溶液，當它們附著在易被氧化的煤體表面時，吸收了空氣中的水分，在煤體表面形成了含水液膜，從而阻止了煤與氧的接觸，起到了隔氧阻化作用；同時水在蒸發(fā)時吸收熱量，使煤體降溫，從而抑制煤的自熱和自燃，延長自然發(fā)火期的作用。（二）、阻化劑選擇1、原料來源廣泛，價格便宜，制備、使用方便，不會大幅增加米煤成本；2、對人、設備及正常生產(chǎn)無影響；3、具有較好的滲透性和附著性；4、

15、阻化率高，阻化壽命長。目前，我國常使用的阻化劑有水玻璃（NaOnSiQ）、氫氧化鈣Ca（OH、工業(yè)CaCb及鹵塊（工業(yè)MgC2）等。其中水玻璃模數(shù)n嚴格要求在12之間，且其成本較高，噸煤成本高；氫氧化鈣溶解度較小，和水混合而成是混濁液，且堿性強，具有很強的腐蝕性，對注液設備的防腐蝕性要求高，又因為其溶液是顆粒懸浮狀混濁液，顆粒大小對使用泵和封孔器的正常運行產(chǎn)生影響；而工業(yè)CaCb來源廣、供應穩(wěn)定、成本低，故選用工業(yè)CaCb作為阻化劑。（三）、阻化劑濃度確定阻化劑濃度的合理性是降低成本、提高阻化效果的重要方面。根據(jù)國內(nèi)礦井使用效果來看，20%勺溶液阻化率較高，阻化效果較好；10%勺阻化液也能防火

16、，但阻化率有所下降，因此，阻化劑濃度控制在15%-20%之間，一般不小于10%可暫定把濃度控制在20%以后根據(jù)實際的阻化效果進行適當調(diào)整，并采用重量法進行濃度測定。（四）、阻化劑防火系統(tǒng)選擇目前我國煤礦常用永久式、半永久式和移動式三種噴灑壓注系統(tǒng)。1、永久式：在地面建立永久性的儲液池，從儲液池鋪設一趟管道到采煤工作面上下口。利用靜壓或泵加壓進行噴灑或壓注，適用于井下范圍小，采煤工作面距地表較淺的礦井；2、半永久式：在采區(qū)上下山或硐室內(nèi)設置儲液池和注液泵，從注液泵出口到采煤工作面上、下口鋪設管道，阻化液從儲液池經(jīng)加壓泵輸送到工作面平巷，經(jīng)噴灑軟管和噴槍，噴灑在采空區(qū)浮煤上；或經(jīng)軟管，注液鉆孔，壓

17、注于煤體或發(fā)熱區(qū)，可為一個采區(qū)或一個區(qū)域服務；3、移動式：儲液箱和注液泵安裝在平板車上，放置在采煤工作面的平巷中，距工作面30m左右，經(jīng)過輸液管路將阻化劑輸送到工作面進行噴灑，該系統(tǒng)工藝簡單、施工快、投資小、機動性大。因此，選用移動式阻化劑噴灑壓注系統(tǒng)，在采煤工作面向采空區(qū)的遺煤噴灑阻化液防止煤炭自燃。（五）、阻化劑防火裝備液壓泵是阻化劑防火技術中的關鍵設備，BH-40/2.5型煤礦用液壓泵體積小，重量輕，運輸攜帶方便，尤其對于井下自然條件較差，設備和人員運行不方便，難以運進較大設備的地點最為合適。該泵可用噴槍直接向殘煤噴射阻化劑，又可利用霧化噴頭噴霧，還可用于向煤體壓注阻化劑。其主要技術規(guī)格

18、如下：型式：煤礦井下輕便型擔架式；外形尺寸：（長X寬X高）1500X360x450mm轉(zhuǎn)速：700800r/min;額定流量：40L/min;工作壓力：12.5MPa;電壓：380/660V;功率：2.2kW（六）、阻化劑防火工藝在工作面運輸巷適當位置（盡量靠近工作面）放置兩輛礦車作為阻化劑藥箱，交換使用，按需濃度（20%將工業(yè)CaCb倒入1噸礦車內(nèi)，用臨時供水管路按比例加足清水，配成溶液攪拌均勻后，用BH-40/2.5型煤礦用液壓泵（置于平板車上）將阻化液沿順槽和大溜電纜槽下方鋪設（每20m安一三通接一截止閥）的©25mm高壓膠管壓至工作面，與©13mm的膠管和噴槍相連。

19、一臺泵配一支噴槍，由專人手持噴槍，從支架間隙向采空區(qū)噴灑，每間隔5組支架噴一次，每次噴灑至少6min,流量不小于35L/min。正?；夭善陂g每班噴灑一次，安排在檢修班工作面放頂后進行，如遇停產(chǎn)、過斷層、收尾等情況時，必須對采空區(qū)加大噴灑頻率。（七）、阻化劑噴灑量計算工作面一次噴灑藥液量的計算：Vk1k2lsha/3式中v采煤工作面一次噴灑阻化劑的藥液量，m；Ki易自燃部位藥液噴灑加量系數(shù)，一般取1.2;K2采空區(qū)遺煤容重(按采區(qū)遺煤煤樣實測)，1.0t/m3；L工作面長度，90mS一次噴灑寬帶，m按工作面循環(huán)進度考慮，取0.6m;H遺煤厚度，m取0.02m;A遺煤吸藥量，(在采空區(qū)采取煤樣，由

20、試驗確定)，30.047t/t;y阻化液容重，1.05t/m七、安全技術措施(一) 地面部分1、主要危險源、未按規(guī)定的比例配備泥漿。(1) 、未按規(guī)定操作設備。(2) 、井下檢查管路時沒有攜帶便攜式報警儀。(3) 、漿池防護設施不牢靠或操作不當?shù)羧霛{池。2、上崗條件、必須經(jīng)過專業(yè)技術培訓，考試合格上崗。(1) 、應掌握以下知識： 、熟悉制(注)漿的工作原理。 、掌握煤礦安全規(guī)程對制(注)漿的有關規(guī)定。 、熟悉漿液制作的流程、操作程序 、熟悉制漿設備的參數(shù)以及對漿液的要求。 、熟悉煤礦安全規(guī)程中對防滅火的有關規(guī)定。 、掌握煤礦自然發(fā)火的機理及防治知識。3、安全規(guī)定（1）、泥漿中固體材料可以采用含

21、砂量不超過25%的黃土、泥頁巖或粉煤灰，加入少量的水就能制成易于脫水，滲入性強、收縮量小、不助燃、不可燃的漿液。（2）、灌漿人員要時刻注意設備運轉(zhuǎn)情況，當設備運轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常時，應立即停機，進行檢查處理。4、操作準備（1）、制漿前所用的各種設備應完好；各閥門應處在正確的開關位置；供水系統(tǒng)應暢通；照明設備應齊全；各崗位人員應到齊上崗。（2）、制黃泥漿前必須檢查制漿材料是否符合質(zhì)量要求，并且不準有石子、草根等雜物。（3）、制漿前，首先將漿池底清理干凈，將遺存的臟、雜物清理好，關閉下漿孔、泄水孔閥門。5、正常操作（1）、地面用固定機械攪拌制漿工藝應： 、人工采土，運至灌漿站。 、人工用水槍直接沖黃土，將

22、泥漿沖入帶有鐵算子的溝內(nèi)，土水分別進入兩個泥漿攪拌池 、給土的同時要加適量的水，經(jīng)1、2號攪拌機均勻攪拌46min。 、攪拌好的泥漿，經(jīng)過經(jīng)管道進入泵站的泥漿泵，再經(jīng)管道送入副斜井至井下采煤工作面。 、石塊及大塊土塊，排入礦車，運至棄石場。（2）、開動攪拌機進行攪拌的同時，用密度計檢查泥漿濃度，并調(diào)整到要求的水土比。一般要求在進行灑漿時，水土比不低于4：1,灌漿時，水土比定為5:1。（3）、下漿孔要提前按設好篦子，制漿過程中要隨時清理草根、樹皮、石子及其它雜物，防止下漿時堵孔、堵管。（4）、接到井下停漿電話后，停止沖漿，然后給水沖洗管路（沖洗時間一般不少于20分鐘），清理、沖刷灌漿池。并把水槍

23、和管路中的水放干凈。（5）、其它防火漿材的制取，必須按措施要求進行操作。6、收尾工作（1）、工作結(jié)束后，要核實本班灌漿量、漿液濃度、土量、水量，并將灌漿量及其它情況記入灌漿記錄，將當班情況向調(diào)度室值班人員匯報。（2）、下班前做好場地整理工作，并按要求管理好設備，保證蓄水池里有足夠的水量。（二）、井下部分1、主要危險源（1）、管路不暢通。（2）、未按規(guī)定檢查管路。（3）、管路不完好或管路連接不嚴密造成迸漿傷人。2、上崗條件（1）、必須經(jīng)過專業(yè)技術培訓，考試合格后，方可上崗。（2）、應掌握以下知識： 、熟悉制（注）漿的工作原理。 、掌握煤礦安全規(guī)程對制（注）漿的有關規(guī)定。 、熟悉漿液制作的流程、操

24、作程序。 、熟悉制漿設備的參數(shù)以及對漿液的要求。 、熟悉煤礦安全規(guī)程中對防滅火的有關規(guī)定。 、掌握煤礦自然發(fā)火的機理及防治知識。3、安全規(guī)定（1）、灌漿工要了解工作范圍內(nèi)的管路系統(tǒng)（包括管徑、接頭方式、閥門型號及安裝地點等）；準備管鉗、扳手、絲錐、鉗子、鐵絲等工具材料。（2）、灌漿工到達工作地點后，首先檢查管路系統(tǒng)狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；然后檢查灌漿地點的頂、幫支護情況，有不安全因素要立即處理，處理不了的要匯報跟班安全員，禁止蠻干。（3）、應先由瓦斯檢查員檢查工作地點的瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、溫度等，符合有關規(guī)定時，再進入工作地點。根據(jù)安全員安排的灌漿孔號及每個鉆孔應灌的漿量進行作業(yè)。4、操

25、作準備（1）、準備工作就緒后，打開閘門，用電話與制漿站聯(lián)系，先要清水，待管路暢通后，第二次打電話要漿，并根據(jù)本班工作量及調(diào)度室布置的任務確定灌漿量。（2）、灌漿前，先進行沖孔，水量應逐漸加大，每孔沖水時間一般不少于20分鐘。進水暢通后安上灌漿管，將各處閘閥打開并記下流量計的讀數(shù)，然后向制漿站要漿。5、正常操作（1）、灌漿期間，灌漿工應密切注意管路及各處閥門的情況，發(fā)現(xiàn)堵孔或管路漏漿時，應首先通知井上停止下漿，同時派人關閉上一道閥門，然后進行處理。正在灌漿的鉆孔，如發(fā)現(xiàn)進漿不正常，應暫停灌漿進行給水。（2）、灌漿時，不要在高壓膠管附近停留，以防止管子崩壞傷人。（3）、盡量在無漿水的情況下拆管子，特殊情況需在有漿水的情況下拆管子時，平接的先松下方的螺絲、吊掛的管子先松靠幫的螺絲，并用膠皮等蓋住法蘭盤，防止噴水傷人。（4）、灌漿過程中要做好下列檢查： 、灌漿前，對清水的酸堿度、漿液的密度等參數(shù)進行測試，必須在符合要求的前提下才可以進行灌漿。 、對漿液的雜物、過濾網(wǎng)前雜物進行清理 、充填灌漿時速度適中，切忌忽大忽小；接近充滿時，適當減小流量 、灌漿時，根據(jù)所用灌漿管路長度適時安排人員巡查管路，是否有漏液處；灌漿地點前后50范圍內(nèi)除監(jiān)護人員外，其余人員不得逗留。 、檢查泄水閘門完好情況、水溝的暢通情況等。 、每個工作班在下班前，必須先通知地面制漿站停止下漿，然后將管內(nèi)存漿全部灌入鉆孔內(nèi)。鉆