【文章內(nèi)容簡介】 2d36004 ?漿Qv? 式中： v — 實際工作流速； Q 漿 — 小時灌漿量，取 ； 22 d — 管內(nèi)直徑，取 。 v = ＞ （臨界速度） 根據(jù) 各礦的使用經(jīng)驗，結(jié)合本礦井情況，井筒內(nèi)干管和主要回風(fēng)巷支管均 選用 DN100 無縫鋼管，工作面順槽選 用DN50 無縫鋼管。各管路壁厚計算如下： 管內(nèi)壓力 P= H 式中： P — 管內(nèi)壓力， kPa； γ — 泥漿密度，取 ； H — 井深，取 300m。 P = kPa； 井筒內(nèi)管路壁厚按下式計算 ba10 1 3 1 0 0 0 4 . 0 1 0 2 fC ???????? ???? PR PC? 式中： δ — 管壁厚度， mm d— 管路內(nèi)直徑，取 100mm Rc— 許用應(yīng)力， 取 kPa P— 管內(nèi)壓力， kPa af— 厚度不均勻附加厚度，取無縫鋼管 b— 磨損量的附加厚度，取 b=。 主要巷道 水平管路按下式計算 fac*n* d** ?? RP? 式中： n— 管道質(zhì)量與壁厚不均的變動系數(shù)，取 ； 23 其余符號同前。 經(jīng)計算，井筒內(nèi)注漿干管選用 DN100 6 無縫鋼管，主要回風(fēng)巷支管選用 DN100 無縫鋼管，工作面順槽管道選用 DN50 3 無縫鋼管。 灌漿線路為：地面制漿站→主 斜井→ 主斜井與井底車場橫川（ +862m 水平 ） → 井底車場 → 6 上 煤東翼 軌道 巷→工作面輔助運輸 順槽→工作面。 （ 4）灌漿材料 對灌漿材料的要求： ① 顆粒要小于 2mm，而且細(xì)小顆粒（粘土：≤ 者應(yīng)占 60～ 70％）要占大部分。 ② 主要物理性能指標(biāo) 比重為： ～ 塑性指數(shù)為 9～ 11(亞粘土 ) 膠體混合物（按 MgO 含量計）為 25～ 30％： 含砂量為 25～ 30％，（顆粒為 ～ 以下） 容易脫水和具有一定的穩(wěn)定性。 ③ 不含有可燃物。 根據(jù)本礦的地理位置及地面條件，礦井初步采用黃土作為灌漿材料，條件具備時利用粉煤灰作為灌漿材料。 （ 5）灌漿方法 本礦井灌漿方法主要采用隨采隨灌和采后灌漿。隨采隨 24 灌分為埋管灌漿和灑漿，采后灌漿為停采線灌漿。具體方法如下： 本工作面采用隨采隨注漿方式，管路落 地鋪設(shè)，注漿管路在 輔助運輸 順槽開口和距工作面 50— 100m 內(nèi)均要安設(shè)截止閥門。 ① 工作面切眼埋管注漿 工作面切眼液壓支架后側(cè)埋設(shè)一路 2 英寸鋼管，每 2 節(jié)留設(shè)一個三通，不設(shè)閥門，鋼管要用道木類護(hù)住，防止工作面頂板初次來壓時壓壞鋼管，頂板垮落后實行注漿。 ② 工作面順槽埋管注漿 在工作面 輔助運輸 順槽預(yù)埋 2 寸鋼管，每隔一段距離作為一個注漿段，每次注漿后泥漿不流入工作面。 ③ 停采線注漿 工作面推進(jìn)至停采線，留設(shè)一路 2 寸鋼管，布置方式同開切眼注漿，撤完面后在兩順槽各設(shè)兩道密閉墻，密閉墻預(yù)留注漿管孔。 （ 6）泥漿制備 工藝 地面灌漿站采用水力取土方式。用車將泥土運至貯土場，用水槍取土。該方式具有設(shè)備簡單、投資少、管理方便、可就地取材、效率高、勞動強(qiáng)度低等特點。用水槍將黃土沖刷入泥漿池后，浸泡 2~3h，采用水槍攪拌。攪拌后的泥漿通過重力進(jìn)入灌漿干管，進(jìn)入井下用漿地點。 25 （ 7）疏水系統(tǒng)及預(yù)筑防火墻位置 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》采用灌漿防滅火時，必須明確疏水系統(tǒng)和預(yù)筑防火墻的位置。 工作面灌漿后，泥漿經(jīng)過一段時間后易脫水，因此要建立健全疏水系統(tǒng)?；夭晒ぷ髅鎯身槻郾仨氃O(shè)有排水管，在低洼點設(shè)有污水泵和集水水窩，當(dāng)采空區(qū)里的涌水和灌漿后 脫離的水不能通過自流進(jìn)入大巷水溝時，及時啟動順槽低洼點處的污水泵排水。 預(yù)筑防火墻的位置選擇在工作面停采線外附近的范圍，應(yīng)盡量避免壓力集中區(qū)和圍巖破碎帶處。防火墻的砌筑嚴(yán)格按照要求進(jìn)行砌筑。防火墻設(shè)兩道，間距大于 5m，防火墻與圍巖之間用摻阻化劑的泥漿充填實。防火墻上應(yīng)設(shè)注漿管、觀測管和排水管。 （ 8）防止?jié){、透水的措施 ① 注漿出口壓力 為 MPa；灌漿前必須檢查管路各連接處是否牢靠，待確定無誤后，方可進(jìn)行灌漿。 ② 灌漿時，必須有專人監(jiān)護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)潰漿征兆時，應(yīng)立即停止灌漿。 ③ 工作面采空區(qū)采用埋 管灌漿，一般從上順槽灌漿，漿體通過自流貫穿采空區(qū)，灌漿的水由下順槽流出，用污水泵排至 中央水倉 。 ④ 每次灌漿作業(yè)要對灌漿地點、灌漿時間做好記錄， 26 并及時繪制在采掘工程平面圖上，為鄰近工作面采掘作業(yè)的采空區(qū)積水防治提供依據(jù)。 ⑤ 當(dāng)在灌漿后采空區(qū)下方的煤層進(jìn)行采掘作業(yè)時，必須對上方采空區(qū)進(jìn)行探放水施工，并編制探放水安全技術(shù)措施。 氮氣防滅火 、 注氮設(shè)備選型 （ 1）注氮量計算 按綜采工作面每采出 1t 煤所需要的防火注氮量計算。根據(jù)國內(nèi)外的生產(chǎn)經(jīng)驗，每噸煤需 5m3 氮氣量，計算注氮流量如下： Qn＝ 5 A K/(330 24) ＝ 5 1202000 (330 24) ＝ m3/h 式中： A — 年產(chǎn)量， 1202000t； K — 工作面回采率，取 93%。 根據(jù)計算注氮量，初步選用井下移動式制氮 機(jī) DT600/6膜分離制氮機(jī)一臺。 該型制氮機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下表： 設(shè)備型號： DT600/6 生產(chǎn)能力：≥600m3/h； 氮氣純度： 97% 出口壓力：； 27 電機(jī)功率： 375kW 電壓等級：660/1140 外形尺寸：（ 3800L 1450B 1800H） 4 節(jié) （ 2）管內(nèi)徑計算 d ＝ vQ ＝ 1560 ? ＝ m 式中： Q — 制氮機(jī)生產(chǎn)能力， m3/min； V — 經(jīng)濟(jì)流速，取 15m/s； 根據(jù)計算結(jié)果，初步選擇焊接鋼管 D159。 ③ 壁厚計算 ][σδ 2 dwP?? ＝ （ 2 60）＝ cm 式中： P — 管路最大工作壓力， MPa； dw — 管路外徑， cm； [σ] — 容許壓力，焊接鋼管取 60MPa。 根據(jù)以上計算結(jié)果，氮氣輸送管路選用焊接鋼管 D159 。 為保證注氮效果，必須利用 JSG9 束管對采空區(qū)氣體成分變化進(jìn)行連續(xù)實時監(jiān)測，同時利用固定或移動的溫度觀測站（點）進(jìn)行監(jiān)測，并建立健全定期檢測、分析和整理記錄、發(fā)現(xiàn)問題及時報告處理等規(guī)章制度。 28 阻化劑防滅火 （ 1）阻化劑選擇 采用阻化劑滅火，選用的阻化劑材料不得污染井下空氣和危害人體健康。根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井采用阻化劑滅火經(jīng)驗 ，結(jié)合本礦井開采的煤層條件， 本礦井煤種為長焰煤，其最適宜的阻化劑為工業(yè)鹵化鈣（ CaCl2，）和鹵塊、鹵片、鹵粒（ MgCl2 6H2O）。 20%濃度的工業(yè)鹵化鈣阻化率為 70～90%， 20%濃度鹵塊、鹵片、鹵粒阻化率為 60～ 80%。 （ 2）工藝系統(tǒng)選擇 為節(jié)約投資和適應(yīng)工作面位置不斷變化的要求，采用機(jī)動性 較強(qiáng)的 WJ－ 24 型阻化劑噴灑壓注系統(tǒng)。利用礦車或自制箱體作為貯液箱，配備水泵、噴槍、管路、閥門、霧化器等組成阻化劑壓注噴灑系統(tǒng)。向煤壁壓注阻化劑，向采空區(qū)噴灑阻化劑。 設(shè)計選用 工業(yè)鹵化鈣（ CaCl2，）和鹵塊、 鹵片、鹵粒（ MgCl2 6H2O）等作為阻化劑材料，對人體健康無影響。噴灑、壓注阻化劑地點主要為采空區(qū)、切眼、停采線及兩順槽及煤壁，不會對井下空氣產(chǎn)生污染。 （ 3）阻化劑噴灑及壓注地點 阻化劑噴灑地點主要為采空區(qū)遺煤及服務(wù)年限長的煤巷，阻化劑壓注地點主要為采煤工作面開切眼、停采線、服務(wù)年限長的煤巷等。 29 （ 4）參數(shù)計算 根據(jù)生產(chǎn)礦井使用效果，阻化劑溶液濃度控制在 20%為宜。 具體參數(shù) 在煤層開采時通過試驗確定。 工作面合理的藥液噴灑量取決于采空區(qū)的丟煤量和丟煤的吸液量。最易發(fā)生煤炭自燃部位。如工作面的上下口、巷道 煤柱破碎堆積帶等處，需要充分噴灑的地方。在計算藥液噴灑量時，要考慮一定的加量系數(shù)。 工作面一次噴灑量可按下式計算： V＝ K1K2LShAγ－ 1 式中： K1－易自燃部位噴藥加量系數(shù)，一般取 ； K2－采空區(qū)遺煤容重（ t/m3），采取遺煤樣實測確定； L－工作面長度， m； s－一次噴灑寬度， m； H－采空區(qū)底板上遺煤厚度， m； A－噸煤的吸液量， t/t 煤，應(yīng)通過試驗測得； γ－阻化劑的容重。 開采過程中， 根據(jù)工作面實際生產(chǎn)情況，測定采空區(qū)遺煤情況、試驗測得噸煤吸液量，確定工作面一次噴灑量。 考慮到目前沒有 煤層自然發(fā)火期資料，工作面輔助運輸、運輸順槽等煤層巷道及工作面開切眼、停采線也采用噴、撒、壓住 阻化劑的方法防滅火，壓注壓力 2～ 3MPa，每 10m 布置一個壓注鉆孔。由于壓注設(shè)計需要煤體的吸液 30 量和煤體的滲透半徑及相關(guān)參數(shù)，這些參數(shù)應(yīng)在 生產(chǎn) 期間取得，以便進(jìn)行壓注阻化劑設(shè)計。 （ 5） 阻化劑噴灑壓住工藝： ① 工作面切眼、停采線噴灑 在綜采工作面切眼、停采線以及兩端頭處，噴灑工業(yè)鹵化鈣和鹵片、鹵粒，要求全面積覆蓋底板。切眼和停采線的煤柱煤壁采用噴灑壓注阻化劑（泡沫），將裸露煤體封閉。 ② 工作面回采過程中的氣霧阻化 在工作面回采過程中，采用機(jī)動性噴灑壓注工藝。噴灑壓注設(shè)備 安 設(shè)在移動 設(shè)備 列車 處 ，隨 設(shè)備 列車 移動而移動。配置好的阻化液 通過 WJ24 型阻化劑噴射泵，經(jīng)管路霧化器噴向采空區(qū)。 ③ 工作面回采結(jié)束密閉 當(dāng)工作面回采完畢后，在規(guī)定的時間內(nèi)及時進(jìn)行密閉，密閉墻的砌筑嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定要求。在每道密閉墻周邊噴注密閉防火材料，防止采空區(qū)漏風(fēng)。 （ 6）防止阻化劑腐蝕機(jī)械設(shè)備、支架等金屬構(gòu)件的措施。 ① 嚴(yán)禁向機(jī)械設(shè)備、液壓支架等金屬構(gòu)件上噴灑阻化劑。 ② 噴灑或壓注阻化劑后，必須及時用清水對阻化劑泵及管路進(jìn)行清理。 31 ③ 向采空區(qū)噴灑阻化劑時，霧化的阻化劑有可能飄浮至液壓支架上，對于飄浮至液壓支架的阻化劑要及時用清水進(jìn)行清理。 注凝膠防滅火 凝膠以隔離、堵漏作為防滅火措施，與阻化劑配合使用，用于工作面順槽防滅火，特別是巷道高冒、松動離層及構(gòu)造帶均應(yīng)采用注凝膠。凝膠隔離段長度一般 7～ 8m，間距 30～40m。凝膠隔離段之間注阻化劑。 注凝膠時鉆孔布置依據(jù)頂板破碎程度（或裂隙發(fā)育程度）略有變化，每排布置 2～ 3 個孔，間排距 ～ 2m，鉆孔深度為頂板煤厚。成膠時間，根據(jù)鉆孔間排距不同而不同，為 5～ 15min。 選用的凝膠和促 凝劑材料，不得污染井下空氣和危害人體健康，使用時井巷空氣成分必須符合《煤礦安全規(guī)程》第100 條的規(guī)定。凝膠材料可由 8％～ 10％的水玻璃、 2％～ 3％的碳酸氫胺、阻化劑（ 20％的 CaCl25H2O 或 20％的MgCl25H2O 或 3‰ 的 MEA－ 1）和水按比例混合而成，通過調(diào)整三者的配比可控制成膠時間和膠體硬度，以適應(yīng)滅火和防火的不同需要。 壓注的凝膠必須充滿全部空間，其外表面應(yīng)噴漿封閉，并定期觀測，發(fā)現(xiàn)老化、干裂時，應(yīng)予重新壓注。 礦井注凝膠設(shè)備利用 ZHJ12/ 型礦用移動注漿站。 32 均壓防滅火 均壓防 滅火是一項較為復(fù)雜的技術(shù)管理工作，調(diào)壓設(shè)施（或裝置）的位置與質(zhì)量、均壓參數(shù)的選用與控制以及實施過程中技術(shù)措施的安排和應(yīng)用等方面，都需要通風(fēng)專業(yè)技術(shù)人員以現(xiàn)場觀測和統(tǒng)計資料為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計和布局，并通過檢測手段不斷的調(diào)整和優(yōu)化。以達(dá)到抑制煤炭自然發(fā)火和滅火的目的。均壓防滅火分為開區(qū)均壓和閉區(qū)均壓。 （ 1）開區(qū)均壓 開區(qū)均壓系統(tǒng)針對回采工作面不同形式的漏風(fēng)、漏風(fēng)通道和漏風(fēng)范圍，采取降低或改變其端點壓差來實現(xiàn)開區(qū)均壓。根據(jù)煤層的開采方法和巷道布置，開區(qū)均壓的措施主要有調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓、調(diào)節(jié)風(fēng)門和輔扇聯(lián)合均壓。 （ 2） 閉 區(qū)均壓 閉區(qū)均壓措施主要是加固防火墻，提高封閉區(qū)的風(fēng)阻或采取降低封閉區(qū)進(jìn)回風(fēng)口之間的壓差，以減少漏風(fēng)。主要措施有并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓、連通管（氣室）均壓以及調(diào)壓風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓。 礦井火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測系統(tǒng) （ 1）依據(jù) ① 《煤礦安全規(guī)程》第 241 條規(guī)定，開采容易自燃和自燃的煤層時，在采區(qū)開采設(shè)計中，必須明確選定自然發(fā)火觀測站或觀測點的位置并建立監(jiān)測系統(tǒng)、確定煤層自然發(fā)火的 33 標(biāo)志氣體和建立自然發(fā)火預(yù)測預(yù)報制度。 ② 《礦井防滅火規(guī)范》規(guī)定， Ⅰ 、 Ⅱ 級自燃礦井應(yīng)建立火災(zāi)預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)。 ③ 根據(jù)《礦井通風(fēng)安全裝 備標(biāo)準(zhǔn)》 條規(guī)定， Ⅰ 、 Ⅱ級煤層自燃礦井和采用氮氣防滅火、綜采放頂煤開采有自燃傾向的厚及特厚煤層的礦井必須配置礦井火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測系統(tǒng)。 本礦井按 Ⅰ 級自燃礦井設(shè)計，設(shè)計 配置 JSG－ 7 型礦用火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測系統(tǒng)。地面留設(shè) 2 路，其余 14 路通過主斜井井筒下放至各監(jiān)測點。 （ 2）監(jiān)測內(nèi)