81201综采工作面灌浆防灭火安全技术措施Word文档格式.docx
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7、严禁工作面由于任何形式出现电火花。
8、采煤机内外喷雾齐全，割煤时喷雾必须正常开启，防止割煤时截齿撞击岩石产生火花；
9、严禁用铁锤敲击设备；
10、工作面前后刮板机及转载机必须运转良好，不得摩檫产生火花。
五、黄泥灌浆防灭火设计
（一）、灌浆机理
预防性灌浆，就是将水、浆材（粘土、砂等）按照适当比例，制成一定浓度的浆液，借助输浆管路送往可能发生自燃的采空区以防止自燃火灾的发生。
预防性灌浆的作用，一是隔绝氧气，二是散热。
浆液进入采空区之后，固体物沉淀下来，充填于煤壁裂隙中间，能够有效的封堵裂缝漏风；
沉淀物包裹遗煤，隔绝了遗煤与氧气的接触，切断了遗煤氧化的反应过程；
而浆水能增加遗煤的外在水分，抑制氧化过程的放热。
（二）、灌浆方法
一般情况下，煤矿所采用的灌浆方法有以下三种：
采前灌浆、随采随注、采后灌浆。
①采前灌浆：
即采煤之前对老空区采区的防止自燃发火的措施，一般用于特厚、易燃煤层；
②随采随注：
随着工作面的回采向采空区灌浆，一般用于煤层自燃发火期短的工作面；
③采后灌浆：
利用在密闭墙上预埋的灌浆管向采空区灌浆。
为了保证及时、简便处理处理自燃隐患，本工作面设计采用随采随注中的埋管灌浆法。
1、灌浆系统
在回风斜井地面场地设有灌浆站，为全矿灌浆服务，灌浆方法采用随采随灌，即随采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。
在灌浆工作中，灌浆与回采保持有适当距离，以免灌浆影响回采工作。
灌浆站建设：
在回风井场地建2个搅拌池和1个灌浆池（灌浆池设在较低的水平），池深和直径均为2m，池体用砖砌筑水泥抹面或用钢板焊接，其上固定搅拌器。
搅拌池底部留有出料口，在浆液流入灌浆池前设双层过滤筛子（孔径为10mm），灌浆池侧面设500mm×
500mm×
1800mm下液泵坑两个，各安设离心式液下泥砂泵一台。
灌浆站布置如图6-2-1所示。
2、灌浆方法
采用埋管灌浆法，在放顶前沿回风巷于采空区预先铺好灌浆管（一般预埋10～20m钢管），预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为20～30m，灌浆随工作面的推进，用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆，要求工作面采空区能灌到足够的泥浆。
3、灌浆参数的选择
（1）、工作制度
与矿井工作制度相匹配，但需注意以下原则：
灌浆工作是与回采工作紧密配合进行。
设计灌浆为三班灌浆，每天灌浆时间为10h，若矿井自燃发火严重，且所需灌浆的工作面较多，宜采用四班灌浆，每天灌浆时间为15h。
（2）、浆液的水固比选择
泥浆的水固比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆中水与固体浆材的体积之比。
水固比的大小影响着灌浆的效果和泥浆的输送。
泥浆的水固比越小，则泥浆浓度越大，其粘度、稳定性和致密性也越大，包裹遗煤隔离氧气的效果也越好，但同时流散范围也越小，输浆管路容易堵塞；
水固比大，则输送相同体积的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不好，矿井涌水量增加，在工作面后方采空区灌浆时容易流出而恶化工作面环境。
浆液的水固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，一般情况下为4:
1，冬季为5:
1。
（3）、日灌浆所需浆材量
日灌浆所需浆材量
按下式计算：
式中Q材——日灌浆所需浆材量，m3/d；
m——煤层采高，；
L——工作面日推进度，；
H——灌浆区倾斜长度，90m；
C——回采率，95%；
K——灌浆系数，为灌浆材料的固体体积与需要灌浆的采空区容积之比，一般取～，取。
（4）、日制浆用水量
式中Q水1——制浆用水量，m3/d；
δ——水固比，取5。
（5）、日灌浆用水量
式中Q水2——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.一般取～取。
（6）、日灌浆量
式中Q浆1——日灌浆量，m3/d；
M——泥浆制成率，取；
（7）、小时灌浆量
式中：
Q浆2——每小时灌浆量，m3/h；
n——每日灌浆班数，3班/d；
t——每班纯灌浆时间，班。
（8）、每小时最大灌浆量
考虑到今后生产规模扩大和煤层发火不确定等因素，灌浆主管路按目前所需能力的倍设计，则每小时最大灌浆量为：
Q浆max——每小时最大灌浆量，m3/h。
4、灌浆材料的选择
（1）、颗粒要小于2mm，而且细小颗粒（粘土：
≤者应占60～70％）要占大部分。
（2）、主要物理性能指标
比重为：
～m3
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％，（颗粒为～以下）
容易脱水和具有一定的稳定性。
（3）、不含有可燃物
目前常用的灌浆材料有黄土、粉煤灰等。
与黄土相比，粉煤灰的粒度较粗，但体积密度小。
就灌浆灭火而言，粉煤灰质轻，颗粒表面具有一定光滑度，容易搅拌成浆，便于管道输送。
注入火区后流动性、稳定性较好；
粉煤灰具有一定的火山活性，其密封性能较好；
粉煤灰亲水性差，粒度又大于黄土，灌浆后浆体达到静态时脱水快，并随着水的泄流带走一部分热量。
因此粉煤灰用于灌浆灭火，可以起到隔绝、包裹、降温作用。
另外，使用粉煤灰，既处理了废料，又有利于环保。
（三）、灌浆管路的选择
1、灌浆管路布置
回采面采空区是本矿灌浆重点区域，因此，灌浆主管路应针对回采面进行铺设，其它地点的灌浆，则根据需要从主管路上分叉连接。
从风井由地面灌浆站铺设一趟管路至回采面，管路铺设路线为：
地面灌浆站→回风斜井→12#层回风绕道→12#层盘区回风大巷→81201回采面回风顺槽→工作面
2、灌浆管道
主要灌浆干直径是根据管内泥浆的流速来选择。
在设计中，泥浆给定后，先确定泥浆在管道中流动的临界流速，再求出泥浆的实际工作流速，使之大于临界流速即可。
实际工作流速：
v——管道内泥浆的实际工作流速，m/s；
Q浆max——小时灌浆量，m3/h，
d——管道内径，m；
取108mm。
该实际工作流速处于临界流速最大值（泥浆钢管的临界流速通常为1～4m/s），可满足工程需要。
地面灌浆管道一般选用铸铁管；
井下灌浆管道采用无缝钢管，其钢管直径取108mm；
支管直径取75mm；
工作面管道直径取4寸胶管。
（4）、制浆的主要设备见下表，灌浆系统布置如下图所示：
（五）、采后灌浆
工作面回采结束永久封闭后，采用密闭墙上插管灌浆法，即在工作面两端的密闭墙上分别预设的措施孔，实行“连续足量，充分灌注”，大量向闭后灌灌浆液，灌浆量按充填20m采空区计算，防治最易自燃的停采线自燃和密闭漏风。
此时，密闭墙的强度应满足灌浆的要求，灌浆时应派专人监护，一旦发现有溃浆征兆时，应立即停止灌浆。
灌浆系统布置示意图
灌浆设备一览表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
1
潜水泵
ZBA-6B
台
2
泥浆搅拌机
自制
3
减速器
4
下液式泥浆泵
80NYl50-20J
5
无缝钢管
D108×
米
1082
6
D75×
500
7
4寸胶管
DN100
100
8
供水管（软管）
φ30
六、阻化剂防火技术
（一）、阻化剂防火原理
阻化剂大都是吸水性很强的溶液，当它们附着在易被氧化的煤体表面时，吸收了空气中的水分，在煤体表面形成了含水液膜，从而阻止了煤与氧的接触，起到了隔氧阻化作用；
同时水在蒸发时吸收热量，使煤体降温，从而抑制煤的自热和自燃，延长自然发火期的作用。
（二）、阻化剂选择
1、原料来源广泛，价格便宜，制备、使用方便，不会大幅增加采煤成本；
2、对人、设备及正常生产无影响；
3、具有较好的渗透性和附着性；
4、阻化率高，阻化寿命长。
目前，我国常使用的阻化剂有水玻璃（Na2O·
nSiO2）、氢氧化钙Ca（OH）2、工业CaCl2及卤块（工业MgCl2）等。
其中水玻璃模数n严格要求在1～2之间，且其成本较高，吨煤成本高；
氢氧化钙溶解度较小，和水混合而成是混浊液，且碱性强，具有很强的腐蚀性，对注液设备的防腐蚀性要求高，又因为其溶液是颗粒悬浮状混浊液，颗粒大小对使用泵和封孔器的正常运行产生影响；
而工业CaCl2来源广、供应稳定、成本低，故选用工业CaCl2作为阻化剂。
（三）、阻化剂浓度确定
阻化剂浓度的合理性是降低成本、提高阻化效果的重要方面。
根据国内矿井使用效果来看，20%的溶液阻化率较高，阻化效果较好；
10%的阻化液也能防火，但阻化率有所下降，因此，阻化剂浓度控制在15%～20%之间，一般不小于10%，可暂定把浓度控制在20%，以后根据实际的阻化效果进行适当调整，并采用重量法进行浓度测定。
（四）、阻化剂防火系统选择
目前我国煤矿常用永久式、半永久式和移动式三种喷洒压注系统。
1、永久式：
在地面建立永久性的储液池，从储液池铺设一趟管道到采煤工作面上下口。
利用静压或泵加压进行喷洒或压注，适用于井下范围小，采煤工作面距地表较浅的矿井；
2、半永久式：
在采区上下山或硐室内设置储液池和注液泵，从注液泵出口到采煤工作面上、下口铺设管道，阻化液从储液池经加压泵输送到工作面平巷，经喷洒软管和喷枪，喷洒在采空区浮煤上；
或经软管，注液钻孔，压注于煤体或发热区，可为一个采区或一个区域服务；
3、移动式：
储液箱和注液泵安装在平板车上，放置在采煤工作面的平巷中，距工作面30m左右，经过输液管路将阻化剂输送到工作面进行喷洒，该系统工艺简单、施工快、投资小、机动性大。
因此，选用移动式阻化剂喷洒压注系统，在采煤工作面向采空区的遗煤喷洒阻化液防止煤炭自燃。
（五）、阻化剂防火装备
液压泵是阻化剂防火技术中的关键设备，BH-40/型煤矿用液压泵体积小，重量轻，运输携带方便，尤其对于井下自然条件较差，设备和人员运行不方便，难以运进较大设备的地点最为合适。
该泵可用喷枪直接向残煤喷射阻化剂，又可利用雾化喷头喷雾，还可用于向煤体压注阻化剂。
其主要技术规格如下：
型式：
煤矿井下轻便型担架式；
外形尺寸：
（长×
宽×
高）1500×
360×
450mm；
转速：
700～800r/min；
额定流量：
40L/min；
工作压力：
1～；
电压：
380/660V；
功率：
（六）、阻化剂防火工艺
在工作面运输巷适当位置（尽量靠近工作面）放置两辆矿车作为阻化剂药箱，交换使用，按需浓度（20%）将工业CaCl2倒入1吨矿车内，用临时供水管路按比例加足清水，配成溶液搅拌均匀后，用BH-40/型煤矿用液压泵（置于平板车上）将阻化液沿顺槽和大溜电缆槽下方铺设（每20m安一三通接一截止阀）的φ25mm高压胶管压至工作面，与φ13mm的胶管和喷枪相连。
一台泵配一支喷枪，由专人手持喷枪，从支架间隙向采空区喷洒，每间隔5组支架喷一次，每次喷洒至少6min，流量不小于35L/min。
正常回采期间每班喷洒一次，安排在检修班工作面放顶后进行，如遇停产、过断层、收尾等情况时，必须对采空区加大喷洒频率。
（七）、阻化剂喷洒量计算
工作面一次喷洒药液量的计算：
式中V——采煤工作面一次喷洒阻化剂的药液量，m3；
K1——易自燃部位药液喷洒加量系数，一般取；
K2——采空区遗煤容重（按采区遗煤煤样实测），m3；
L——工作面长度，90m；
S——一次喷洒宽带，m；
按工作面循环进度考虑，取；
H——遗煤厚度，m；
取；
A——遗煤吸药量，（在采空区采取煤样，由试验确定），t；
γ——阻化液容重，m3
七、安全技术措施
（一）地面部分
1、主要危险源
（1）、未按规定的比例配备泥浆。
（2）、未按规定操作设备。
（3）、井下检查管路时没有携带便携式报警仪。
（4）、浆池防护设施不牢靠或操作不当掉入浆池。
2、上岗条件
（1）、必须经过专业技术培训，考试合格上岗。
（2）、应掌握以下知识：
①、熟悉制（注）浆的工作原理。
②、掌握《煤矿安全规程》对制（注）浆的有关规定。
③、熟悉浆液制作的流程、操作程序。
④、熟悉制浆设备的参数以及对浆液的要求。
⑤、熟悉《煤矿安全规程》中对防灭火的有关规定。
⑥、掌握煤矿自然发火的机理及防治知识。
3、安全规定
（1）、泥浆中固体材料可以采用含砂量不超过25%的黄土、泥页岩或粉煤灰，加入少量的水就能制成易于脱水，渗入性强、收缩量小、不助燃、不可燃的浆液。
（2）、灌浆人员要时刻注意设备运转情况，当设备运转出现异常时，应立即停机，进行检查处理。
4、操作准备
（1）、制浆前所用的各种设备应完好；
各阀门应处在正确的开关位置；
供水系统应畅通；
照明设备应齐全；
各岗位人员应到齐上岗。
（2）、制黄泥浆前必须检查制浆材料是否符合质量要求，并且不准有石子、草根等杂物。
（3）、制浆前，首先将浆池底清理干净，将遗存的脏、杂物清理好，关闭下浆孔、泄水孔阀门。
5、正常操作
（1）、地面用固定机械搅拌制浆工艺应：
①、人工采土，运至灌浆站。
②、人工用水枪直接冲黄土，将泥浆冲入带有铁箅子的沟内，土水分别进入两个泥浆搅拌池。
③、给土的同时要加适量的水，经1、2号搅拌机均匀搅拌4～6min。
④、搅拌好的泥浆，经过经管道进入泵站的泥浆泵，再经管道送入副斜井至井下采煤工作面。
⑤、石块及大块土块，排入矿车，运至弃石场。
（2）、开动搅拌机进行搅拌的同时，用密度计检查泥浆浓度，并调整到要求的水土比。
一般要求在进行洒浆时，水土比不低于4：
1，灌浆时，水土比定为5：
（3）、下浆孔要提前按设好篦子，制浆过程中要随时清理草根、树皮、石子及其它杂物，防止下浆时堵孔、堵管。
（4）、接到井下停浆电话后，停止冲浆，然后给水冲洗管路（冲洗时间一般不少于20分钟），清理、冲刷灌浆池。
并把水枪和管路中的水放干净。
（5）、其它防火浆材的制取，必须按措施要求进行操作。
6、收尾工作
（1）、工作结束后，要核实本班灌浆量、浆液浓度、土量、水量，并将灌浆量及其它情况记入灌浆记录，将当班情况向调度室值班人员汇报。
（2）、下班前做好场地整理工作，并按要求管理好设备，保证蓄水池里有足够的水量。
（二）、井下部分
（1）、管路不畅通。
（2）、未按规定检查管路。
（3）、管路不完好或管路连接不严密造成迸浆伤人。
（1）、必须经过专业技术培训，考试合格后，方可上岗。
（1）、灌浆工要了解工作范围内的管路系统（包括管径、接头方式、阀门型号及安装地点等）；
准备管钳、扳手、丝锥、钳子、铁丝等工具材料。
（2）、灌浆工到达工作地点后，首先检查管路系统状况，发现问题及时处理；
然后检查灌浆地点的顶、帮支护情况，有不安全因素要立即处理，处理不了的要汇报跟班安全员，禁止蛮干。
（3）、应先由瓦斯检查员检查工作地点的瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、温度等，符合有关规定时，再进入工作地点。
根据安全员安排的灌浆孔号及每个钻孔应灌的浆量进行作业。
（1）、准备工作就绪后，打开闸门，用电话与制浆站联系，先要清水，待管路畅通后，第二次打电话要浆，并根据本班工作量及调度室布置的任务确定灌浆量。
（2）、灌浆前，先进行冲孔，水量应逐渐加大，每孔冲水时间一般不少于20分钟。
进水畅通后安上灌浆管，将各处闸阀打开并记下流量计的读数，然后向制浆站要浆。
（1）、灌浆期间，灌浆工应密切注意管路及各处阀门的情况，发现堵孔或管路漏浆时，应首先通知井上停止下浆，同时派人关闭上一道阀门，然后进行处理。
正在灌浆的钻孔，如发现进浆不正常，应暂停灌浆进行给水。
（2）、灌浆时，不要在高压胶管附近停留，以防止管子崩坏伤人。
（3）、尽量在无浆水的情况下拆管子，特殊情况需在有浆水的情况下拆管子时，平接的先松下方的螺丝、吊挂的管子先松靠帮的螺丝，并用胶皮等盖住法兰盘，防止喷水伤人。
（4）、灌浆过程中要做好下列检查：
①、灌浆前，对清水的酸碱度、浆液的密度等参数进行测试，必须在符合要求的前提下才可以进行灌浆。
②、对浆液的杂物、过滤网前杂物进行清理
③、充填灌浆时速度适中，切忌忽大忽小；
接近充满时，适当减小流量。
④、灌浆时，根据所用灌浆管路长度适时安排人员巡查管路，是否有漏液处；
灌浆地点前后50范围内除监护人员外，其余人员不得逗留。
⑤、检查泄水闸门完好情况、水沟的畅通情况等。
⑥、每个工作班在下班前，必须先通知地面制浆站停止下浆，然后将管内存浆全部灌入钻孔内。
钻孔停止灌浆时应用水冲孔，冲孔时间一般不少于20分钟（先小水后大水），冲孔后将各处管路、阀门等处理好。
⑦、在回风系统灌浆时，必须随身携带瓦斯检测仪或瓦斯检定器，应随时检查工作区域内瓦斯情况，随时检查二氧化碳情况。
⑧、洒浆前，在确认胶管和输浆管连接严密牢固后，打开主管路（工作面顺槽内）的阀门，用电话同制浆站联系要水，水流畅通后再要浆。
⑨、在综采工作面洒浆时，应注意以下问题：
a、应在支架下方沿工作面倾向铺设软管，每隔2～3个支架安设一个三通阀门，每个三通阀门处接一根1～2米的短管伸入架子后尾处。
b、洒浆过程中，应有专人看守管路和阀门，有异常情况时立即关闭阀门。
c、工作面看守小阀门的人员，在泥浆到达工作面以后，应注视现场，并不断摆动管子，以洒满所有角落、不留死角，将浮煤全部覆盖后方可开动下一级阀门（每次开阀数量一般2～4个）。
洒到距工作面下端30米时，应通知制浆站停止送浆，然后浆管内所存泥浆全部放完。
管子内不应存浆，并用水冲管，先小水后大水；
d、工作结束后应将阀门关严，在检查管路无其他情况后方可离开现场。
e、工作面洒浆一般应每个循环进行一次。
f、放顶前，应沿回风巷在采空区预先铺好灌浆管，灌浆管末端距采煤工作面煤壁保持10～15米的距离。
埋管可用50毫米的钢管，钢管上要有拉管用的拉头。
g、采煤工作面放顶后，灌浆人员用电话通知制浆站开始送浆；
运输巷有水流出时，即认为采空区已灌好浆，这时方可停止灌浆。
h、随着采面推进应及时拉出埋管，拉管时必须将绳套子牢固地固定在埋管的拉头上，要求各根绳子的长短一致、受力均匀，待所有工作人员撤到绞车以外的安全地带后，再开动绞车向外拉管。
l、开工前应检查使灌浆设备及管路完好，运转正常、润滑油充足等。
m、灌浆时，泥浆要均匀、沙泵运转应正常，遇碹缝跑浆时要及时堵塞。
如果沙泵距泥浆地点较远，应设直通电话。
n、停浆后，要用清水冲洗沙泵和管路，直到灌浆管出水口微清水为止，冲洗时间长短应根据灌浆地点远近而定。
（三）、其它未尽事宜严格按《煤矿安全规程》、《81201综采工作面采煤作业规程》及集团公司、矿有关文件规定执行。
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