黄泥灌浆系统方案设计.docx
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黄泥灌浆系统方案设计
黄泥灌浆系统方案设计
第一章矿井概况
旬邑虎豪黑沟煤业有限公司位于咸阳市旬邑县东南13公里的清源乡苍耳沟，为民营企业，隶属于旬邑县煤炭工业局。
矿井设计采用两斜一立，两个水平开拓，主井采用胶带输送机，付井用1.6m双滚筒绞车提升，通风方式采用中央并列抽出式通风方式，设计用一个采区两个炮采工作面，四个掘进工作面完成年30万吨生产能力。
一、矿井水文地质：
从井田水文地质条件看，本矿井井下涌水属以裂隙充水为主的简单型，井下充水以老顶含水层沿裂隙向下渗漏为主，根据地质报告，矿井达到设计30万吨时，预计矿井的正常涌水量为40m3/h，最大涌水为65m3/h，但根据近几年的统计，井下涌水甚微，每天仅80m3/d左右，估计矿井达到30万吨时，加上灌浆脱水，老空水等，井下涌水增加不会太大，估计在30m3/h左右，井下水排上地面，经地面沉淀池处理后，可用于黄泥灌浆和井下防尘洒水。
二、瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向及其它危害。
1、瓦斯：
本井田瓦斯含量较低，相对瓦斯涌出量为3.1m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.5m3/min，属于低瓦斯矿井，又不存在煤与瓦斯突出的问题。
2、煤尘：
根据重庆煤研所对该矿井煤样试验结果，4-2煤层具有煤尘爆炸危险。
3、煤的自燃性：
根据地质报告中试验结果和本矿井井下煤层经常发生自燃证明，本矿井4-2煤层为极易自燃煤层，发火期为3~6个月。
4、粉尘的职业危害：
井下采掘工作面在生产过程中和煤炭运输过程中产生的粉尘，严重危害井下工人的身体健康，是造成矽煤肺病的主要原因，所以井下必须坚持使用好防尘洒水设施。
第二章黄泥灌浆系统
一、概况：
根据矿井井田开采技术条件及铜川煤矿设计院提交的设计资料，我矿设计的黄泥灌浆系统在矿井安全生产中占有极其重要的地位。
该系统是否完善可靠，直接关系到矿井的安全生产乃至矿井存亡。
本矿煤层自燃发火期为3~6个月，历史上曾有矿井自燃着火的关井的记载。
因此，建立、完善使用黄泥灌浆系统，对本矿的防灭火工作十分重要。
井下已建有黄泥灌浆站，由于以前矿井生产规模小，原有的黄泥灌浆泵站已不能满足技改后安全生产及防灭火的要求，因此，依据设计需建立新的黄泥灌浆系统。
二、工作系统：
黄泥灌浆站设在矿区主斜井上部的平台上，就地取土方便，土源充足。
水源为井下排水经过处理后作为黄泥灌浆水源，可以满足要求。
根据采土场和灌浆站的空间关系和地形条件设计采用机械取土，水枪冲刷加机械搅拌制浆的采土制浆工艺，根据灌浆站与灌浆地点的相对高差和输浆距离，灌浆站产生的泥浆经地面输浆管路送至主斜井口，然后经斜井输浆管到主斜井底三叉口，再经机轨运输大巷、西翼轨道下山3405回顺、3407回顺到3405、3407回采工作面及3401工作面采空区，老系统经电机车运输巷到各火点。
三、灌浆参数与用土量、用水量、日灌浆量：
设计确定矿井的黄泥灌浆参数为：
灌浆系数：
采空区体积的10%；
泥水比：
1：
5—6
根据上述参数计算灌浆站的日用土量和日用水量：
1、日用土量：
灌浆站的日用土量按下式计算：
Q土=KMLHC
式中：
Q土——日灌浆需土量m3/d
K——灌浆系数0.10
M——煤层采高，炮采按2.2m
L——工作面日推进度，按1.5m
H——灌浆区的倾斜长度60×2=120m
C——工作面回收率90%
则：
Q±=KMLHC=0.1×2.2×1.5×120×0.9=35.64m3/d
2、日用水量：
灌浆站的日用水量按下式计算：
Q水=Q土S
式中：
Q水——制备泥浆用水量m3/d
S——泥水比例的倒数
则：
Q水=Q土S=35.64×5=178m3/d
3、日灌浆量：
灌浆站的日灌浆量按下式计算：
Q浆=（A土+Q水）M
Q浆——日灌浆量m3/d
M——泥浆制成率0.93
则：
Q浆=（Q土+Q水）M=（35.64+178）×0.93=198.68m3/d
每小时的灌浆量按下式计算：
Q浆时=Q浆/（n×t）
式中：
Q浆时——每小时灌浆量m3/h
h——每日的灌浆班次为2班/d
t——每班纯灌浆时间5h/班
则：
Q浆时=Q浆/（n×t）=198.68÷2×5=20m3/h
四、灌浆站的建设及管道安装设计
1、灌浆站：
灌浆站的建设以制浆池和设备安装为主，依据灌浆参数，制浆池设计为正方体。
其尺寸为3×3×3m，混凝土结构，根据制浆池尺寸选购辅助设备及搅拌机，型号，由施工单位依据设计安装，制浆给水由地面沉淀池经灌浆泵房供给，供水泵型号为80D30-6型，供水管路为DN80的无缝钢管，弯头及其它不标准件由安装单位设计加工。
2、管路设置：
1管路布设：
地面制浆池供水管道由地面灌浆泵房用DN80的无缝钢管连接至主斜井上部的制浆池，全长约140m。
地面制浆池至主斜井80m，主斜井长571m，机轨运输大巷450m，西翼轨道下山260m，均采用DN100的无缝钢管，法兰盘连接，法兰盘间用胶垫垫平，ф16mm螺栓联结。
老系统由主斜井三叉口经电机车大巷共1250米，用DN80的无缝钢管法兰盘连接，法兰盘间用胶垫平，ф16mm螺栓联结至老系统各火点。
工作面至3405回顺，3407回顺各400m处设注浆站，注浆站至老空区用PVC塑管，规格采用DN50。
2干、支道规格验算：
3
设计矿井黄泥灌浆系统干管为DN100，支管为DN50。
泥浆输送的实际工作流速按下式计算：
V=4Q/3600лd2
式中：
Q浆——每小时灌浆量m3/h
d——管道内直径m干管为0.1m
V——管内泥浆的实际工作流速m/s
则：
V干=4×417.4/3600×3.14×0.12=14.77m/s
泥浆的密度为1.13t/m3，在平管中流动的临界速度为1.6m/s，经计算管内的实际流速为14.77m/s，大于临界流速，不会发生堵管，因此设计的干、支管路均符合黄泥灌浆系统的要求。
五、管道的安装要求：
1、管道地面加工焊接法兰盘，要求焊缝平整，无裂缝；
2、所有管道的安装沿巷帮布置，距巷帮≤50mm，距底板300mm；
3、所有管道的安装托架间距不大于3米，“U”型丝固定。
4、各采空区、火区巷口必须设置三通及阀门。
第三章管道安装的质量保证和安全技术措施
一、质量保证措施：
1、必须按照设计方案，编制施工组织设计，并根据设计，严格管理，精细安装。
2、所购管材、购件必须有正规厂家出具的产品合格证明的国标管材。
3、法兰盘焊接人员必须是技术部门认可的专业焊工。
4、管道安装好后，必须进行密封性能测试。
5、施工小组必须认真做好施工记录。
二、安全技术措施：
1、必须在井上完成管材焊接，严禁电焊下井。
2、下放管道时斜井严禁行人。
3、安装重大设备时，要有专人负责，所有人员必须听从指挥，严防不安全事故发生。
4、地面电焊作业时，要用防护面罩，防止电弧灼伤眼睛，高度注意用电安全。
第四章工作制度及灌浆方法
一、工作制度：
1、采土场：
年工作日为300天，每天两班作业，每班工作8小时。
2、灌浆系统：
年工作日为300天，每天两班作业，每班净注浆5~6小时，日灌浆10~12小时。
二、灌浆方法：
原矿井空区、火区采用定期注浆的方法，对空区、火区进行封闭灌浆，防止火区死灰复燃。
工作面一般采用随采随灌的方法，经灌浆管路直接向工作面采空区灌浆，为了不影响工作面的正常生产，一般灌浆滞后工作面50米，每50米为一个灌浆点，重心安设DN50PVC管，随工作面的回采而埋设，不予回收，必要时还可采用其它方法灌浆，根据矿上的具体情况和煤层的自燃规律和特性，灌浆时应注意灌好两道、两线，（即上、下顺槽、切眼和停采线），在采空区周围形成一个密封的黄泥带，以保证达到灌浆效果，又节省人力、物力和财力。
为了保证安全，采空区灌浆后必须脱水，脱水由下顺槽水渠流出至采区水仓。
附图：
“灌浆系统方案设计平面图”
附表：
“灌浆系统设备、材料表”
安全通风科
旬邑虎豪黑沟煤业有限公司
生产技术科
二00五年十月二十七日
第一章：
矿井概况…………………………………………1
一、矿井水文地质…………………………………………1
二、瓦斯、煤尘、风的自燃倾向及其它危害…………1-2
第二章：
黄泥灌浆系统………………………………………2
一、概况…………………………………………………2
二、工作系统………………………………………………2
三、灌浆参数与日用土量、用水量、日灌浆量…………3
四、灌浆站的建设及管道安装设计………………………4-5
五、管道安装要求…………………………………………6
第三章：
管道安装质量保证和安全技术措施………………6
一、质量保证措施………………………………………6
二、安全技术措施………………………………………6
第四章：
工作制度及灌浆方法………………………………7
一、工作制度………………………………………………7
二、灌浆方法……………………………………………7
旬邑虎豪黑沟煤业有限公司
黄泥灌浆系统方案设计
批准：
矿长：
徐伟平
总工：
张新民
审核：
生产矿长：
文红彬
安全矿长：
席小文
编制：
安全通风科：
秦军厚
生产技术科：
张彦昭
会审意见签字
姓名
职称
职务
总工
矿长
生产矿长
安全矿长
安监科
生产科
通风科
技术科
动力科
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