移动灌浆防灭火设计.doc

同煤集团朔州朔煤小峪煤矿

1831工作面采用移动灌浆
进行防灭火设计

编制单位：通风科
编制日期：2013.11.4

会审综合意见
内容
1831工作面采用移动灌浆进行防灭火设计
地点
矿调度五楼会议室
会审人员签字盖章：
总工程师

年 月 日
安全矿长

年 月 日
生产矿长

年 月 日
机电矿长

年 月 日
通风副总

年 月 日
安全副总

年 月 日
调度室

年 月 日
机电副总

年 月 日
机电科

年 月 日
安监站

年 月 日
生产科

年 月 日
通风科

年 月 日
综二队

年 月 日
工程区

年 月 日

会审意见：

一、 防灭火注浆装置选型及参数
本矿为设计生产能力2.1Mt/a大型矿井，采用斜井开拓，结合矿井实际情况，设计采用一套NB系列矿用井下移动式防灭火注浆装置，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。
根据本矿井开拓布置特点，井下采用随采随灌、埋管灌浆，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1831工作面1269回风巷巷口安设2NB-250/4-22型井下移动式防灭火注浆装置，采用分段注浆，分段长度30m。井下移动式防灭火注浆装置主要技术指标见下表。
井下移动式防灭火注浆装置主要技术指标表
注浆装置型号
输入电压（V）
主电机功率
（kW）
电机转速（r/min）
往复次数（次/min）
注浆出口压力（MPa）
排水量（L/min）
2NB-250/4-22
380/660
22
980
97
4
250
二、 1831面灌浆防灭火具体方法
根据本矿井水源比较紧张的具体情况和煤层自燃的一般特点，灌浆时应注意好两道、两线（即上下顺槽、开切眼和停采线），在采空区周围密封的泥浆带，以达到既保证灌浆效果，又减少水、土消耗目的。必要时，也可采用其它方法灌浆。同时，为保证生产安全，采空区灌浆后必须脱水。
具体方法:
（1）埋管灌浆
在回采前沿1269回风巷在采空区预先铺好灌浆管，平行于回采工作面横向埋管50m（DN40无缝钢管），沿回风顺槽方向竖向埋管20m（DN40无缝钢管），两管路相通，预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长20～30m，回采后立即灌浆，随工作面推进，按移架步距用回柱绞车牵引灌浆管，牵引一次灌一次浆。见图。
15
0m
¡Ý
30m
采空区预埋管
防灭火注浆装置
橡胶软管

xxx工作面
417巷
416巷
专回巷
xxx面井下移动防灭火注浆装置位置及管路布置图
采空区
（2）洒浆
从灌浆管道接出一段胶管，沿倾斜方向分段（20m一段）向采空区均匀洒浆。
（3）灌浆参数的计算及选择
①灌浆工作制度
灌浆工作制度与矿井井下工作制度一致，全年工作时间330天，每日三班灌浆，每天纯灌浆时间12h。
②灌浆所需土量
Q1＝KG/γ煤＝0.03×3000/1.30＝69.2m3/d
式中：K——灌浆系数，参照类似矿井取0.03；
G——该工作面日产量，3000t；
γ煤——煤的容重，1.30t/ m3；
Q1——灌浆所需土量，m3。
3）日灌浆实际所需土开采量
Q2＝αQ1
＝1.1×69.2
＝76.1m3/d
式中：α——取土系数，取1.1；
Q2——日灌浆实际所需土开采量，m3。
④灌浆泥水比
从我国部分矿井实际生产情况看，泥水比多在1：3～1：7，考虑到该井田煤层埋藏比较浅，设计采用回采工作面以及本地区的灌浆实际情况，本矿井灌浆泥水比取为1：4.
⑤每日注浆水量
Q水1＝Q2×δ＝76.1×4＝304.5m3/d
式中：Q水1——每日制浆用水量，m3/d；
δ——灌浆泥水比，1：4。
6）每日灌浆用水量
Q水2＝Q水1×K水＝304.5×1.1＝334.9 m3/d
式中：Q水2——每日灌浆用水量，m3/d；
K水——用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数，取1.1。
（4）泥浆的制备
①土源、水源及取土方式
土源利用本井田周围地面黄土，设计在工业场地附近取土，从场外采土场通过井下矿车运至回采工作面回风顺槽，采用人工取土方式。
设计井下移动式防灭火注浆装置制浆用水利用井下消防洒水管路接管，经过2号回风井、516回风大巷、1269巷，通过控制阀门及胶管，流向注浆装置搅拌机输送用水泵。
2）制浆方式
设计2NB-250/4-22型井下移动式防灭火注浆装置设在1269巷巷口内，该装置采用独特的双液结构设计，配备有1个搅拌箱（2m3）和一个储液箱（2m3），同时可启动两个搅拌制浆系统，提供两种灌注浆液，机械搅拌。
（5）灌浆管路
①管材
根据管路压力和泥浆流速的要求，经计算灌浆管路选用无缝钢管，1269巷巷内主干管选用橡胶软管，采空区预埋管选用DN40的无缝钢管，为了拆接方便，顺槽和回采工作面管路采用快速接头。
②注浆压力
矿井所选移动防灭火注浆装置出口压力为4MPa，在注浆防灭火时该装置距离回采工作较近（30～50m），故管道压力损失小，所以，设计不考虑增设加压泵，实际灌浆过程中可根据泥浆流动效果及采空区充填情况，考虑调整泥水比。
生产队组在每次灌浆前后应用清水清洗管路，以免堵管。
（6）灌浆安全措施
1）盘区巷道布置及安全
①盘区大巷由开拓大巷兼作，工作面顺槽布置2条，分别为回风顺槽和进风顺槽，相邻回采工作面顺槽之间留设20m隔离煤柱（顺槽中心间距离25m）。工作面两翼接替，后退式回采。1831工作面停采线距盘区巷道240m，工作面开采完毕后在停采线砌筑密闭防火墙，墙体必须用防水材料砌筑。
②派专人定期检测注浆灭火区、注浆防火工作面及其采空区内的气温、煤温和出水温度。
③由工程区负责灌浆工程的施工和日常管理工作。所有人员必须经过培训合格后才能上岗。
④每班或每个灌浆循环结束后必须用水清洗管路系统，防止堵塞管路。
⑤灌浆操作地点要求：a、通风必须良好，禁止设在盲巷内；b、支护必须可靠，不得设在临时支护地点；c、必须有良好的排水、除尘和防火条件；d、操作人员应佩戴必要的个人防护用品。
2）灌浆区排水
①排水方式
注入采空区的浆液的脱水时间一般为7～15d，浆液中脱出的水一部分被围岩吸收，一部分滞留在注浆区的下部空间。注浆区的排水采用如下两种方式：
a、在注浆区下部的密闭墙的底部设置排水孔或溢水孔，在注浆后应随时观察这些密闭墙的排水量的变化情况。
b、在注浆区下部进行采掘前，必须对注浆区进行打钻孔或采取其他措施进行泄水。
② 排水设备
为了防止注浆区溃水，配备小水泵两台，一用一备，其型号为KWQB32-45/3型，电机功率7.5kW。