礦井災(zāi)害防治技術(shù)第二章火災(zāi)(編輯修改稿)
2025-05-27 03:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采后封閉灌漿等三種。 所謂采前預(yù)灌是指在工作面回采前對(duì)其上部的采空區(qū)進(jìn)行灌漿。 1）鉆孔灌漿 如圖 242所示。 圖 242 鉆孔灌漿示意圖 1— 底板消火道； 2— 回風(fēng)道； 3— 鉆孔； 4— 工作面進(jìn)風(fēng)巷 2）小巷鉆孔灌漿（圖 243） 圖 243 小巷道鉆孔灌漿示意圖 1— 底板消火道； 2— 鉆窩巷道； 3— 鉆孔； 4— 回風(fēng)道； 5— 工作面進(jìn)風(fēng)巷 3）埋管灌漿 放頂前沿回風(fēng)巷道在采空區(qū)預(yù)先鋪好灌漿管，放頂后立即進(jìn)行灌漿。隨著工作面的推進(jìn)，按放頂步距用回柱絞車(chē)逐漸向外牽引灌漿管，牽引一定距離灌一次漿。 4）灑漿 是從灌漿管接出一段膠管，沿工作面方向向采空區(qū)均勻地灑漿。 5）綜采工作面插管灌漿（圖 244） 圖 244 綜放面插管灌漿 3. 采后灌漿 （四）預(yù)防性灌漿注意事項(xiàng) 有的礦井在灌漿區(qū)采掘時(shí)曾發(fā)生過(guò)潰漿事故，造成嚴(yán)重?fù)p失。為了防止這類(lèi)事故發(fā)生，灌漿時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)： （ 1）經(jīng)常觀察水情； （ 2）灌漿后應(yīng)再灌幾分鐘清水，清洗管道，以免泥漿在管道內(nèi)沉淀； （ 3）在灌漿區(qū)下部巷道中必須設(shè)置濾漿密閉，將灌漿區(qū)和工作區(qū)隔開(kāi)，而且要求濾漿密閉有一定的強(qiáng)度，防止崩漿事故發(fā)生； （ 4）在煤層淺部灌漿時(shí)，要及時(shí)填塞地表塌陷坑及鉆孔，防止地表水流入井下。 （ 5）在灌漿區(qū)下部進(jìn)行采掘前，必須對(duì)灌漿區(qū)進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有積水，必須打鉆放水后，才能進(jìn)行采掘工作。 二、凝膠防滅火 凝膠防滅火技術(shù)是 20 世紀(jì) 90 年代在我國(guó)廣泛應(yīng)用的新型防滅火技術(shù)。多用于井下局部煤體高溫或發(fā)火的防滅火處理，由于其工藝簡(jiǎn)單，操作方便，防滅火效果較好，在有自燃危險(xiǎn)煤層的礦區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。 （一）凝膠防滅火的作用機(jī)理 （ 1）吸熱降溫作用；（ 2）堵漏風(fēng)作用； （ 3）保水作用：凝膠的含水量大于 90%，硅酸所形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能有效地阻止水的流失。在井下潮濕封閉條件下，凝膠一個(gè)月的體積收縮率小于 20% ，一定時(shí)期內(nèi)能有效地起著堵漏風(fēng)作用；（ 4）阻化作用凝膠無(wú)論其原料還是最終產(chǎn)物都對(duì)煤體具有阻化作用，尤其是成膠后能覆蓋于煤體表面，阻止其氧化； （ 5）成膠材料來(lái)源廣泛，成本低廉，壓注工藝簡(jiǎn)單，操作方便。 （二）凝膠防滅火工藝 1．雙箱雙泵工藝 （圖 245） 圖 245 凝膠防滅火雙箱雙泵工藝原理示意圖 2．雙箱單泵工藝（圖 246） 圖 246 凝膠防滅火雙箱單泵工藝原理示意圖 凝膠注漿設(shè)備目前已經(jīng)有系列產(chǎn)品出現(xiàn)（圖 247）。 圖 247 井下輕便型移動(dòng)式注膠工藝流程 （三）凝膠配方存在的問(wèn)題和改進(jìn) 1. 配方存在的問(wèn)題 凝膠防滅火技術(shù)已在我國(guó)煤礦得到廣泛應(yīng)用，但在實(shí)踐中也暴露出諸多問(wèn)題：（ 1）膠形成過(guò)程中釋放出氨氣，污染井下空氣，危害工人健康；（ 2）膠的強(qiáng)度較低，而且呈剛性，一旦被破壞就不能恢復(fù)，因此在壓注完成后，遇礦壓會(huì)壓裂，影響堵漏風(fēng)效果；（ 3）凝膠成本一般都在 60元／ m3 以上，高于黃泥灌漿、水砂充填等的成本，不適合大面積充填防滅火使用。 2. 改進(jìn)型配方 針對(duì)傳統(tǒng)凝膠存在的諸如膠形成過(guò)程中釋放出氨氣、膠的強(qiáng)度較低且呈剛性、凝膠成本較高等問(wèn)題，近年來(lái)改進(jìn)型配方主要有以下幾種： 三、阻化劑防滅火 （一）阻化防滅火機(jī)理 阻化劑只有與水混合成一定濃度的水溶液后才能抑制和起到防火作用，其防滅火機(jī)理為：① 增加煤在低溫時(shí)的化學(xué)惰性，使煤炭和氧的親合力降低；② 形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面；③ 充填煤柱內(nèi)部裂隙；④ 增加煤體的蓄水能力；⑤ 水分蒸發(fā)吸熱降溫。 阻化劑防滅火實(shí)質(zhì)是降低煤在低溫時(shí)的氧化速度，延長(zhǎng)煤的自然發(fā)火期。 1）無(wú)氨味凝膠配方 2）分子結(jié)構(gòu)型膨脹凝膠 3）粉煤灰膠體 注液量的大小與注液控制范圍煤量成正比 ,其計(jì)算公式如下： T=KDV （ 244） 式中 T ― 日注液量， t 。 K ― 噸煤用液量， t/t 。 D ― 實(shí)體煤容重， t/m3 。 V ― 注液控制煤體體積， m3 。 （三）阻化劑材料和濃度選擇 。 。 （四）阻化防火工藝 1. 壓注阻化劑 2. 汽霧阻化 (圖 248) 圖 248 采空區(qū)噴送霧狀阻化劑系統(tǒng) 1— 阻化劑溶液箱； 2— 輸液泵； 3— 自動(dòng)過(guò)濾； 4— 高壓軟管； 5— 支架； 6— 漏風(fēng)方向； 7— 霧化發(fā)生器 噴霧量的大小與采空區(qū)丟煤量成正比。其計(jì)算公式如下： T=KADLHS / R （ 245） 式中 T ― 日噴霧量， t 。 R ― 霧化率， % 。 K ― 噸煤用液量， t / t 。 D ― 實(shí)體煤容重， t / m3 。 L ― 工作面長(zhǎng)度， m 。 H ― 工作面采高， m 。 S ― 日進(jìn)尺， m 。 A ― 丟煤率，％。 3. 噴灑阻化劑 工藝系統(tǒng)如圖 249所示。 圖 249 噴灑阻化劑工藝系統(tǒng) l供水管； 2永久溶液池； 3水泵； 4壓力表； 5鐵管 ； 6閥門(mén)； 7膠管； 8噴槍?zhuān)?9流量計(jì) 四、惰氣防滅火 惰氣系指不可燃?xì)怏w或窒息性氣體，主要包括氮?dú)狻⒍趸家约叭剂先紵傻臒煔獾?。惰氣防滅火原理：惰氣防滅火就是將惰氣注入已封閉的或有自燃危險(xiǎn)的區(qū)域，降低其氧的濃度，從而使火區(qū)因氧含量不足而熄滅。 （一）氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù) 1. 氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理與惰化指標(biāo) 1）氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理 （ l）采空區(qū)內(nèi)注入大量高濃度的氮?dú)夂?，氧氣濃度相?duì)減小，氮?dú)獠糠值靥娲鯕舛M(jìn)入到煤體裂隙表面； （ 2）采空區(qū)注入氮?dú)夂螅岣吡藲怏w靜壓，降低了漏入采空區(qū)的風(fēng)量，減少了空氣與煤炭直接接觸的機(jī)會(huì)； （ 3）氮?dú)庠诹鹘?jīng)煤體時(shí)，吸收了煤氧化產(chǎn)生的熱量，可以減緩煤升溫的速度和降低周?chē)橘|(zhì)的溫度； （ 4）采空區(qū)內(nèi)的可燃、可爆性氣體與氮?dú)饣旌虾?，隨著惰性氣體濃度的增加，爆炸范圍逐漸縮?。聪孪奚?、上限下降）。 3. 注氮防滅火工藝 注氮方式從空間上分為開(kāi)放式注氮和封閉式注氮；從時(shí)間上分為連續(xù)性注氮和間斷性注氮。 1）開(kāi)放式注氮 當(dāng)自然發(fā)火危險(xiǎn)主要來(lái)自回采工作面的后部采空區(qū)時(shí)，應(yīng)該采取向本工作面后部采空區(qū)注入氮?dú)獾姆阑鸱椒?。具體方式有 2種： （ 1）埋管注氮 2 ）注氮防滅火惰化指標(biāo) （ 1）采空區(qū)惰化氧濃度指標(biāo)不大于煤自燃臨界氧濃度，一般氧含量應(yīng)小于 7%～ 10%；
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