安盛欣煤業(yè)防止自燃發(fā)火設(shè)計(jì)

1、山西大同礦區(qū)安盛欣煤業(yè)有限公司礦井防止自然發(fā)火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 編制單位：通風(fēng)部2016年5月15日規(guī)程、措施會審簽字表措施名稱礦井防止自然發(fā)火專項(xiàng)設(shè)計(jì)審批地點(diǎn)調(diào)度會議室會審時間編制人王同國2016-4-3審批意見：同意按本設(shè)計(jì)貫徹執(zhí)行，并補(bǔ)充意見如下：1、礦井施工期間嚴(yán)格按照礦井初步設(shè)計(jì)延接消防灑水管路，并安裝好三通閥門；2、加強(qiáng)日常灑水滅塵工作；3、及時噴漿封閉井筒、井底車場、主要大巷等揭露煤體；4、每年及時與大同市軍事化救護(hù)隊(duì)簽訂救護(hù)協(xié)議。會審人員總 經(jīng) 理調(diào) 度 室總工程師生產(chǎn)技術(shù)部安全副總經(jīng)理安全監(jiān)察部生產(chǎn)副總經(jīng)理機(jī)電信息部機(jī)電副總經(jīng)理通 風(fēng) 部通風(fēng)助理項(xiàng) 目 部礦井防止自然發(fā)火專項(xiàng)設(shè)計(jì)一、

2、礦井概況1、位置山西大同礦區(qū)安盛欣煤業(yè)有限公司位于大同市南郊區(qū)高山鎮(zhèn)張家灣村西北2km處，行政區(qū)劃隸屬大同市南郊區(qū)，東距大同市約20km，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：112°5839113°0011北緯：40°071140°0816井田中心位置地理坐標(biāo)：東經(jīng)：112°5928，北緯：40°07432、交通該礦東距大同市約20km，南距109國道約0.4km，距高山鐵路專用線約1km，其間有簡易公路相通，交通十分方便。3、 瓦斯等級 根據(jù)晉煤安發(fā)2007319號文關(guān)于大同市所屬223座礦井2006年瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)：原南郊

3、區(qū)高山鎮(zhèn)陳家窯煤礦瓦斯絕對涌出量為0.44m3/min，CO2絕對涌出量為0.54m3/min；瓦斯相對涌出量為1.94m3/t，CO2相對涌出量為2.34m3/t。礦井瓦斯等級鑒定為瓦斯礦井。4、 煤塵及自然傾向性 據(jù)2009年12月1日由山西省煤炭地質(zhì)研究所出具的3、4、8、10、11號煤層煤自然傾向性和煤塵爆炸性鑒定報告：各煤層煤的自然傾向性等級均為級，自然傾向性為容易自然。各煤層煤塵均有爆炸性。5、 地溫井田內(nèi)地溫僅隨深度的增加而增加。按地溫梯度每百m增高3°C，為地溫正常區(qū)。本區(qū)內(nèi)礦井均未見有地溫異?，F(xiàn)象。二、煤層自然發(fā)火原因 在瓦斯礦井和容易自然煤層雙重危險的煤層開采中，

4、一方面要防范瓦斯積聚，另一方面又要防治煤層自然。采空區(qū)一旦發(fā)火，還要避免可能的瓦斯爆炸威脅，災(zāi)害防治的難度很大。為此，必須首先弄清楚煤層自然發(fā)火的原因，才能采取針對性的、技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的、安全有保障的防治措施。 煤的自然過程實(shí)質(zhì)上是煤氧化逐漸加速的過程，煤急劇氧化放出的熱量不能向外散失時，則煤體溫度達(dá)到著火溫度，煤發(fā)生自然。影響煤層自然發(fā)火的因素有內(nèi)在、地質(zhì)、開采等。 1、內(nèi)在因素煤層自然發(fā)火性能主要取決于煤層本身的物理化學(xué)性質(zhì)和成分，與煤的變質(zhì)程度關(guān)系很大，變質(zhì)程度越低，則煤層自然性能越強(qiáng)。 2、地質(zhì)因素1) 煤層厚度。一般情況下，煤層越厚，自然發(fā)火危險性越大。2) 煤層傾角。煤層厚傾角越大時

5、，更易自然。尤其在急傾斜特厚煤層中，自然發(fā)火更為嚴(yán)重。3) 地質(zhì)構(gòu)造。在褶曲、斷層帶附近，煤層及其頂?shù)装宄１粩D壓、牽引而破碎，煤巖層的裂隙增多，易造成串風(fēng)供氧，更易發(fā)生自然。4) 含硫量。煤中含硫越多，越容易自然。尤其在高硫煤中，若煤層的直接頂含硫量很高，則自然性能更為嚴(yán)重。 3、開采因素1) 巷道布置與頂板管理。巷道沿煤層布置時，煤柱多，聯(lián)絡(luò)巷多，煤層暴露面積大，封堵困難，易于自然。采用充填法和垮落法控制頂板時，采空區(qū)較為嚴(yán)實(shí)，漏風(fēng)小，故不易自然。2) 漏風(fēng)條件也直接關(guān)系到自然。漏風(fēng)大，煤在自熱階段的熱量不易積聚，不易發(fā)展到自然; 漏風(fēng)小，供氧不足，即使有自熱發(fā)生也不易發(fā)展到自然;只有漏風(fēng)滿

6、足煤從自熱發(fā)展到自然所需的氧量，又能使氧化過程中產(chǎn)生的熱量積聚，這時才易自然。 三、開采中可采取的安全措施 1、礦井開拓、開采方面的措施1) 合理的開拓開采部署。生產(chǎn)實(shí)踐證明，開采有自然的煤層，正確選擇開拓開采方式，對防止煤層自然有決定性作用。具體地說，盡量簡化巷道布置，減少輔助性巷道，采用巖石集中巷和巖石上山，煤層內(nèi)盡量少布置巷道，減少對煤體的切割。當(dāng)巷道沿煤層布置時，應(yīng)采取措施，盡量將暴露的煤體封閉，減少暴露煤體與空氣接觸。每個工作面應(yīng)盡量在發(fā)火期內(nèi)開采完畢，以利采空區(qū)封閉。2) 合理的采煤方法。長壁式采煤法比短壁式采煤法巷道布置簡單，資源回收率高，有利于防止煤層自然。開采有自然的煤層，應(yīng)

7、盡量采用長壁采煤法，工作面采用后退式回采，全部冒落法管理頂板，煤層頂板易于冒落壓實(shí)，可減少采空區(qū)漏風(fēng)，有效地防止煤層自然。3) 合理的開采順序。對于煤層群為避免上、下煤層開采后的采空區(qū)導(dǎo)通后漏風(fēng)，引起煤層自然，應(yīng)采用“扒皮”式開采，即先采上部的煤層、再采下部煤層;先采上區(qū)段、后采下區(qū)段，相鄰段盡量少打聯(lián)巷。4) 無煤柱開采。煤層自然發(fā)火首先要有破碎的具有自然傾向的煤，無煤柱開采時，則可盡量減少采空區(qū)的浮煤和煤柱殘煤，減少煤層發(fā)火的可能性?；夭晒ぷ髅娌捎醚乜障锏?，采區(qū)上山不留煤柱，實(shí)行回采工作面跨上山開采，即雙翼采區(qū)的其中一翼工作面跨過上山30 m停采，待另一翼的采煤工作面推進(jìn)到終采線時，再對殘

8、留的煤柱進(jìn)行回收。5) 保持合理的工作面推進(jìn)度。隨著回采工作面的不斷推進(jìn)，采空區(qū)不斷冒落且逐漸被壓實(shí)，采空區(qū)漏風(fēng)也逐漸減少。實(shí)踐證明，當(dāng)工作面推進(jìn)到某一段距離后，漏風(fēng)量減少到危險風(fēng)量以下，此時采空區(qū)不會出現(xiàn)煤層自然。因此，回采工作面保持一個必要的推進(jìn)度，也是消除采空區(qū)自然的一項(xiàng)必不可少的措施。各地方可根據(jù)各自的情況，采用觀測和實(shí)測的辦法確定其回采工作面速度，如川南地區(qū)為防止煤層自然，礦井回采工作面的月推進(jìn)度為5060 m。 2、礦井通風(fēng)方面的措施1) 控風(fēng)防火。礦井通風(fēng)也是防滅火的一個重要措施。礦井通風(fēng)等積孔過小，負(fù)壓太大，會造成井下漏風(fēng)嚴(yán)重，引起煤層自然。有條件的礦井應(yīng)采用分區(qū)式通風(fēng)，該系統(tǒng)

9、不但適合于高瓦斯礦井，而且可以降低礦井總風(fēng)阻，一旦礦井發(fā)生火災(zāi)，便于控制風(fēng)流，隔絕火區(qū)。2) 均壓通風(fēng)。采用預(yù)防性均壓通風(fēng)方式，回采工作面和相鄰巷道之間“兩道一線”盡量減少壓差，實(shí)現(xiàn)均壓通風(fēng)，減少漏風(fēng)。如采用“懸空”密閉的措施，即在回采工作面的運(yùn)輸機(jī)巷和回風(fēng)巷中，采用粉煤灰袋或矸石在回采工作面密集支柱后方設(shè)0. 81. 2 m厚、長5. 0 m 的懸空密閉，每隔30 m 設(shè)1 道。隨著回采工作面的推進(jìn)，頂板不斷冒落，密閉上方的“懸空”被壓實(shí)，形成隔離帶。這樣可以減少采空區(qū)漏風(fēng)，將采空區(qū)的“三帶”減小，阻止煤層自然.3) 通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置。井下風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門等通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置位置應(yīng)合理，盡可能設(shè)

10、在圍巖堅(jiān)固、地壓穩(wěn)定的地點(diǎn)，兩道風(fēng)門采用閉鎖裝置，不同時打開，避免“負(fù)壓沖撞”。 3、防滅火措施1) 灌漿防滅火。根據(jù)技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上節(jié)省的原則，建立礦井灌漿防滅火系統(tǒng)。當(dāng)場地內(nèi)黃土少，采用黃泥灌漿取土困難時，可采用注凝膠和粉煤灰的防滅火方法。凝膠是一種高分子化合物，粉煤灰可直接從鄰近的火力發(fā)電廠取得，平時采取局部灌漿的方式，當(dāng)采空區(qū)發(fā)火時，則采取滿灌。2) 阻化劑防滅火。可以采用機(jī)動性噴灑壓注工藝系統(tǒng)，對采空區(qū)、煤層巷道冒落孔洞、開采線、終采線和煤柱裂隙噴灑、壓注阻化劑，覆蓋或包裹碎煤，封堵裂隙，阻止煤的氧化，起到防火作用。3) 撒凝膠。對巷中的聯(lián)絡(luò)巷、斷層帶、工作面切眼、運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷等

11、灌撒凝膠，阻止煤層與空氣接觸，防止煤層氧化自然。另外，對發(fā)火嚴(yán)重的回采工作面，當(dāng)工作面推進(jìn)1 個月后，在整個工作面后方的采空區(qū)撒凝膠，形成凝膠隔絕帶，對采空區(qū)起到封閉作用，可有效阻止采空區(qū)浮煤的自然。4) 惰性氣體防滅火。對已經(jīng)自然發(fā)火的回采工作面，采用注入惰性氣體使其盡快熄滅。在封閉自然的回采工作面之前，先注入惰性氣體，沖淡采空區(qū)中的氧氣，再利用快速封閉鐵門進(jìn)行密閉，達(dá)到滅火和防止瓦斯爆炸的目的。 4、監(jiān)測監(jiān)控方面的措施煤層自然一般是由于采空區(qū)內(nèi)浮煤引起，而不是人們能直接看到的工作地點(diǎn)或巷道內(nèi)。故煤層自然的監(jiān)測預(yù)報必須根據(jù)礦井自然火災(zāi)的特點(diǎn)及其防治技術(shù)的具體情況綜合考慮。針對礦井的實(shí)際情況，

12、可選用煤礦專用氣相色譜儀，并配備紅外線便攜式測溫儀，對重點(diǎn)防范區(qū)域，工班長配備便攜式多參數(shù)檢測器，進(jìn)行定時、定點(diǎn)、定人的觀測和預(yù)報。另外，通過礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，配備CO 等多種傳感器探頭，對井下煤層自然進(jìn)行預(yù)測預(yù)報，以便采取相應(yīng)的預(yù)防措施。 5、對自然煤層，必須采取以黃泥灌漿為主、噴灑阻化劑和注凝膠為輔的綜合預(yù)防煤層自然的防滅火措施。同時設(shè)計(jì)采用KYSC-1型井下移動式火災(zāi)氣體束管采樣監(jiān)測系統(tǒng)對火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測。1）對采空區(qū)進(jìn)行預(yù)防性灌漿設(shè)計(jì)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，開采容易自然和自然的煤層時，必須對采空區(qū)、突出和冒落空洞等孔隙采取預(yù)防性灌漿等防滅火措施。預(yù)防性灌漿就是將水、漿材按適當(dāng)比例混合，配制成

13、一定濃度的漿液，借助輸漿管路輸送到可能發(fā)生自然的區(qū)域，用以防止煤炭自然，是使用最為廣泛、效果最好的一種技術(shù)。(1) 灌漿系統(tǒng)在地面工業(yè)場地設(shè)集中灌漿站，為全礦灌漿服務(wù)，灌漿方法采用隨采隨灌，即隨采煤工作面推進(jìn)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(dāng)距離，以免灌漿影響回采工作。灌漿站建設(shè)：在副斜井場地建2個攪拌池和1個注漿池（注漿池設(shè)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，在漿液流入注漿池前設(shè)雙層過濾篩子（孔徑為10mm），注漿池側(cè)面設(shè)500mm×500mm×1800mm下液泵坑兩個，各安設(shè)

14、離心式液下泥砂泵一臺。灌漿站布置如下圖所示。灌漿站布置示意圖(2) 灌漿方法預(yù)防性灌漿方法有多種，根據(jù)采煤與灌漿先后順序關(guān)系可分為：采前預(yù)灌、隨采隨灌和采后灌漿。采前預(yù)灌就是在煤未開采之前即對煤層進(jìn)行灌漿，適用于老空區(qū)過多、自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井；隨采隨灌就是隨著采煤工作面推進(jìn)的同時向采空區(qū)灌漿，主要有鉆孔灌漿、埋管灌漿和灑漿，能及時將頂板冒落后的采空區(qū)進(jìn)行灌漿處理；采后灌漿就等回采結(jié)束后，將整個采空區(qū)封閉起來后進(jìn)行灌漿。為了保證及時、簡便處理處理自然隱患，設(shè)計(jì)采用埋管灌漿法。采用埋管灌漿法，在放頂前沿回風(fēng)巷在采空區(qū)預(yù)先鋪好灌漿管(一般預(yù)埋1020m鋼管)，預(yù)埋管一端通采空區(qū)，一端接膠管，膠管長一

15、般為2030m，灌漿隨工作面的推進(jìn)，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。532146埋管灌漿示意圖1-預(yù)埋注漿管；2-高壓膠管；3-灌漿管；4-回柱絞車；5-鋼絲繩；6-采空區(qū)(3) 灌漿參數(shù)的選擇漿液的水固比選擇泥漿的水固比是反映泥漿濃度的指標(biāo)，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注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)

16、灌漿時容易流出而惡化工作面環(huán)境。漿液的水固比應(yīng)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(yàn)確定，一般情況下為4:1，冬季為5:1。日灌漿所需漿材量 式中 Q材日灌漿所需漿材量，m3/d； m煤層采高，1.51m；L工作面日推進(jìn)度，7.2m；H灌漿區(qū)傾斜長度，120m；C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。日制漿用水量式中 Q水1制漿用水量，m3/d； 水固比，取5。日灌漿用水量式中 Q水2日灌漿用水量，m3/d； K水用于沖洗管路防止堵塞的水量備用系數(shù).一般取1.101.25，取1.2。日灌漿量式

17、中 Q漿1日灌漿量，m3/d； M泥漿制成率，取0.88；小時灌漿量式中： Q漿2每小時灌漿量，m3/h； n每日灌漿班數(shù)，3班/d； t每班純灌漿時間，3.3h/班。每小時最大灌漿量考慮到今后生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和煤層發(fā)火不確定等因素，灌漿主管路按目前所需能力的1.5倍設(shè)計(jì)，則每小時最大灌漿量為： 式中：Q漿max每小時最大灌漿量，m3/h。需要說明的是：灌漿系統(tǒng)的灌漿系數(shù)、水土比等各項(xiàng)參數(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中必須根據(jù)煤層發(fā)火情況、輸送距離、煤層傾角、灌漿方式及灌漿材料和季節(jié)等因素通過實(shí)驗(yàn)確定，以確保灌漿效果和生產(chǎn)的安全。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(jìn)行。設(shè)

18、計(jì)灌漿為三班灌漿，每天灌漿時間為10h，若礦井自然發(fā)火嚴(yán)重，且所需灌漿的工作面較多，宜采用四班灌漿，每天灌漿時間為15h。 (4)灌漿材料的選擇 顆粒要小于2mm，而且細(xì)小顆粒（粘土：0.005mm者應(yīng)占6070）要占大部分。 主要物理性能指標(biāo)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(jì)）為2530：含砂量為2530，（顆粒為0.50.25mm以下）容易脫水和具有一定的穩(wěn)定性。 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。就注漿滅火而言，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

19、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，注漿后漿體達(dá)到靜態(tài)時脫水快，并隨著水的泄流帶走一部分熱量。因此粉煤灰用于注漿滅火，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。(5) 灌漿管路的選擇灌漿管路布置回采面采空區(qū)是該礦灌漿重點(diǎn)區(qū)域，因此，灌漿主管路應(yīng)針對回采面進(jìn)行鋪設(shè)，其它地點(diǎn)的灌漿，則根據(jù)需要從主管路上分叉連接。從副斜井由地面灌漿站鋪設(shè)一趟管路至回采面，管路鋪設(shè)路線為：地面灌漿站副斜井井底車場11-2-10層軌道大巷10號層一采區(qū)軌道大巷10101 回采面回風(fēng)順槽工作面灌漿管道主要灌漿干直徑是根據(jù)管內(nèi)泥漿的

20、流速來選擇。在設(shè)計(jì)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(shí)際工作流速，使之大于臨界流速即可。實(shí)際工作流速：式中：v管道內(nèi)泥漿的實(shí)際工作流速，m/s；Q漿max小時灌漿量，116m3/h； d管道內(nèi)徑，取108mm；該實(shí)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。（6）制漿的主要設(shè)備見下表，灌漿系統(tǒng)布置如下圖所示：至鉆孔泥漿泵濾網(wǎng)攪拌池?cái)嚢杵魉茏{池潛水泵輸漿管料場至鉆孔注漿系統(tǒng)布置示意圖灌漿設(shè)備一覽表序號設(shè)

21、備名稱設(shè)備型號單位數(shù)量1潛水泵ZBA-6B臺22泥漿攪拌機(jī)自制臺33減速器臺34下液式泥漿泵80NYl50-20J臺25無縫鋼管D108×4.0m11806無縫鋼管D75×4.0m50074寸膠管DN100m1008供水管（軟管）30m500（6）灌漿后防止?jié){、透水事故盡量將灌漿預(yù)埋管向采空區(qū)方向后移；要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求掌握泥漿在管道中的流速，要一邊灌漿，一邊觀察，發(fā)現(xiàn)漿液流出，立即停止灌漿，要即時封堵，防止其流入工作面。同時通過工作面小水泵將泥漿吸出的水排入11-2號層主水倉。采下一個回采工作面，應(yīng)對上一個（緊鄰）回采工作面進(jìn)行探放水。2）阻化劑防火設(shè)計(jì)（1）阻化劑防火

22、原理阻化劑大都是吸水性很強(qiáng)的溶液，當(dāng)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然，延長自然發(fā)火期的作用。（2）阻化劑選擇原料來源廣泛，價格便宜，制備、使用方便，不會大幅增加采煤成本；對人、設(shè)備及正常生產(chǎn)無影響；具有較好的滲透性和附著性；阻化率高，阻化壽命長。 目前，我國常使用的阻化劑有水玻璃（Na2O·nSiO2）、氫氧化鈣Ca(OH)2、工業(yè)CaCl2及鹵塊（工業(yè)MgCl2）等。其中水玻璃模數(shù)n嚴(yán)格要求在12之間，且其成本較高，噸煤成本高；氫氧化鈣

23、溶解度較小，和水混合而成是混濁液，且堿性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的腐蝕性，對注液設(shè)備的防腐蝕性要求高，又因?yàn)槠淙芤菏穷w粒懸浮狀混濁液，顆粒大小對使用泵和封孔器的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響；而工業(yè)CaCl2來源廣、供應(yīng)穩(wěn)定、成本低，故選用工業(yè)CaCl2作為阻化劑。（3）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%的溶液阻化率較高，阻化效果較好；10%的阻化液也能防火，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(shí)際的阻化效果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并采用重量法進(jìn)行濃度測定。（4）阻化劑防火系統(tǒng)選擇目前我國煤

24、礦常用永久式、半永久式和移動式三種噴灑壓注系統(tǒng)。永久式：在地面建立永久性的儲液池，從儲液池鋪設(shè)一趟管道到采煤工作面上下口。利用靜壓或泵加壓進(jìn)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；半永久式：在采區(qū)上下山或硐室內(nèi)設(shè)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(shè)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(wù)；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(jìn)行噴灑，該系統(tǒng)工藝簡單、施工快、投資小、機(jī)動

25、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然。（5）阻化劑防火裝備液壓泵是阻化劑防火技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備，BH-40/2.5型煤礦用液壓泵體積小，重量輕，運(yùn)輸攜帶方便，尤其對于井下自然條件較差，設(shè)備和人員運(yùn)行不方便，難以運(yùn)進(jìn)較大設(shè)備的地點(diǎn)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(shù)規(guī)格如下：型式：煤礦井下輕便型擔(dān)架式；外形尺寸：（長×寬×高）1500×360×450mm；轉(zhuǎn)速：700800r/min；額定流量：40L/min；工作壓力：12.5MPa；電壓

26、： 380/660V；功率：2.2kW（6）阻化劑防火工藝在工作面軌道巷適當(dāng)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)CaCl2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(shè)（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。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(jìn)行，如遇停產(chǎn)

27、、過斷層、收尾等情況時，必須對采空區(qū)加大噴灑頻率。噴灑系統(tǒng)工藝圖如下圖所示。8654322采空區(qū)工作面179移動式噴灑系統(tǒng)工藝圖1-供水管路；2-藥液箱；3-吸液管；4-壓力表；5-阻化多用泵；6-高壓膠管；7-閥門；8-三通；9-噴槍（7）阻化劑噴灑量計(jì)算工作面一次噴灑藥液量的計(jì)算：式中 V采煤工作面一次噴灑阻化劑的藥液量，m3； K1易自然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(shí)測），1.0t/m3； L工作面長度，120m； S一次噴灑寬帶，m；按工作面循環(huán)進(jìn)度考慮，取0.6m； H遺煤厚度，m；取0.04m； A遺煤吸藥量，（在采空區(qū)采取煤樣，由試驗(yàn)確

28、定），0.047t/t； 阻化液容重，1.05t/m3。3）凝膠防滅火設(shè)計(jì)凝膠防滅火技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新型防滅火技術(shù)，該技術(shù)集堵漏、降溫、阻化、固結(jié)水等性能于一體，較好地解決了灌漿、注水的泄漏流失問題；技術(shù)工藝及設(shè)備與井下有限作業(yè)空間等實(shí)際條件的適應(yīng)性，使該技術(shù)在滅火過程中充分發(fā)揮其效能，快速有效地控制和撲滅火勢。已成為煤礦井下必不可少的防滅火技術(shù)之一。該技術(shù)具有如下特點(diǎn)：a. 滅火速度快：由于膠體獨(dú)特的滅火性能，其滅火速度很快，通常巷道小范圍的火僅需幾小時即可撲滅，工作面后方大范圍的火也只需幾天即可撲滅。b. 安全性好：膠體在松散煤體內(nèi)膠凝固化、堵塞漏風(fēng)通道，故有害氣體消失快；在高溫下，

29、膠體不會產(chǎn)生大量水蒸汽，不存在水煤氣爆炸和水蒸汽傷人危險。c. 火區(qū)啟封時間短：注膠滅火工程實(shí)施完，不需等待(煤礦安全規(guī)程規(guī)定各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到啟封條件后還需觀察穩(wěn)定一個月才能啟封)，即可啟封火區(qū)。d. 火區(qū)復(fù)燃性低：高溫區(qū)內(nèi)只要有膠體滲透到的地點(diǎn)都不會復(fù)燃。（1）凝膠材料選擇及配比凝膠由基料、促凝劑和水按比例混合而成。主料為硅酸鈉水溶液、促凝劑為碳酸氫鈉。設(shè)計(jì)比例：基料：促凝劑：水=10：4：86（重量比）。(2) 注凝膠設(shè)備 注膠設(shè)備：NJB-1-80型凝膠泵，見圖5-3-5。該設(shè)備是一種用來輸送凝膠（水+基料+促凝劑）的泵組，由山西先導(dǎo)科技開發(fā)有限公司研制開發(fā)。它可自動地將水、基料、促凝劑按一

30、定比例混合后，經(jīng)三個出液口輸送到用膠地點(diǎn)。根據(jù)各種材料的配比不同，凝膠混合液可在十幾秒至幾十分鐘內(nèi)形成固態(tài)膠體，用于煤礦直接滅火和堵漏。1防爆電動機(jī) 2主泵 3從動皮帶輪 4三角皮帶 5主動皮帶輪6主泵支承拖板 7無級變速器 8三爪聯(lián)軸器 9機(jī)架 10基料泵 11、12防護(hù)罩凝膠泵結(jié)構(gòu)簡圖凝膠泵及凝膠 凝膠泵性能參數(shù)主泵流量：80L/min；輔泵流量：3-8L/min，可無級調(diào)節(jié)；壓 力：0.5-2.0MPa；電機(jī)功率：5.5kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速：1440rpm；整機(jī)重量：220kg；外形尺寸：長×寬×高=1100×540×780mm。 輸送膠管輸送膠管規(guī)格見

31、下表。輸送膠管規(guī)格主泵井口膠管主泵井口膠管輔泵進(jìn)口膠管輔泵進(jìn)口膠管內(nèi)徑（mm）長度（m）內(nèi)徑（mm）長度（m）內(nèi)徑（mm）長度（m）內(nèi)徑（mm）長度（m）192041920300323362426300基料泵 促凝劑泵 基料箱 促凝劑料箱 混合器 分流器 至鉆孔 鉆孔 閥門 泵入口 泵出口 泵入口 泵出口 設(shè)備連接圖（4） 操作步驟 起動操作a. 首先檢查機(jī)器各緊固螺絲，不得有松動現(xiàn)象。b. 檢查各泵和流量調(diào)節(jié)器（變速器）油箱內(nèi)的潤滑油，必要時加入各自的潤滑油。泵用潤滑油是3040號機(jī)油，變速器用專用的UD潤滑油（不可用其它機(jī)油代替）。c. 盤車檢查各泵能否轉(zhuǎn)動自如。d. 檢查電器開關(guān)、起動器

32、。e. 檢查各輸送膠管、接頭和過濾網(wǎng)。f. 將主泵吸水管和溢流管放入配好促凝劑的水箱中；將膠管的吸管和溢流管放入膠料箱(或膠料桶)中。g. 打開混合器出口的3個閥門。待起動正常后再按需要關(guān)掉12個。任何情況下必須保證有1個閥門全開且暢通。h. 接通電源。 注膠過程中的操作a. 待基料料箱內(nèi)的基料注完后，可在不停機(jī)的情況下快速地把吸料管和溢流管換進(jìn)另一只基料料箱中，這樣可保持連續(xù)注膠。促凝劑箱只需不斷地往料箱中補(bǔ)充材料，不需要來回移動吸料膠管。b. 膠料流量無級調(diào)節(jié)器(變速器)只能在泵運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下調(diào)節(jié)，嚴(yán)禁停機(jī)時調(diào)節(jié)。c. 泵的調(diào)壓器是用來限定注膠壓力并防止電機(jī)過載的，供貨時已經(jīng)調(diào)好，不要隨意調(diào)

33、節(jié)。注膠時若發(fā)現(xiàn)溢流管有溢流，首先要檢查輸送管和混合器是否堵塞，混合器出口閥門是否打開。一般情況下是不會有溢流的。 停泵操作a. 注膠結(jié)束后，必須將主泵和膠泵都輸送清水3分鐘以上，并同時將混合器的3個出料閥門都打開，以保證泵內(nèi)、管內(nèi)和混合器內(nèi)沒有混合液和膠料存在。b. 將各泵的吸管從清水箱中拿出，將吸口放在無粉塵和雜物的地方(最好用手拿著)，讓泵繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)吸水5分鐘，這樣可將泵內(nèi)的積水排出。c. 斷電。d. 清洗混合器，確保暢通。 正常維護(hù)a. 新機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)一個月后，應(yīng)全部更換泵內(nèi)和變速器內(nèi)的潤滑油。b. 階段性注膠結(jié)束后，應(yīng)將機(jī)器全部運(yùn)上地面進(jìn)行清洗、維護(hù)和保養(yǎng)，以備下一階段注膠時機(jī)器能及時、正

34、常地投入使用，同時也可延長機(jī)器使用壽命。c. 發(fā)現(xiàn)流量偏小時，檢查泵的密封圈和吸、排液閥，磨損嚴(yán)重或損壞應(yīng)即時更換。d. 檢查三角皮帶是否放松。過松是可首先用皮帶張緊螺釘調(diào)節(jié)拉緊。若仍不能拉緊，可考慮將泵墊高。只要皮帶不損壞就不需更換。若需要更換時，必須每泵的兩根或兩泵的四根皮帶同時更換。（5） 施工準(zhǔn)備及步驟 施工準(zhǔn)備a. 準(zhǔn)備兩個0.5m3的鐵箱(0.8m，高度1m)，用于儲存基料；并準(zhǔn)備1個0.6m3（0.9m，高度1m)的鐵箱，用于配制促凝劑溶液。將3個鐵箱放置于滅火巷道內(nèi)的注膠設(shè)備附近；b. 配好設(shè)備入口管路，并配好設(shè)備出口的變頭，使之能與混合器通過25mm的高壓軟管相連；c. 配好混合器出口變頭，使之能與25mm的注膠高壓軟管連接，并準(zhǔn)備25mm的注膠高壓軟管10根（10m長的6根，5m長的4根）；d. 1寸閥門6個(注膠時接在鉆孔上，鉆孔泄漏時可隨時關(guān)閉閥門)；準(zhǔn)備l寸管（接鉆孔口的l寸閥門）變25mm的高壓接頭（接25mm