【文章內(nèi)容簡介】 ；采后灌漿就等回采結(jié)束后，將整個采空區(qū)封閉起來后進行灌漿。為了保證及時、簡便處理處理自燃隱患，設計采用埋管灌漿法。采用埋管灌漿法，在放頂前沿回風巷在采空區(qū)預先鋪好灌漿管(一般預埋10～20m鋼管)，預埋管一端通采空區(qū)，一端接膠管，膠管長一般為20～30m，灌漿隨工作面的推進，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圖628 埋管灌漿示意圖1預埋注漿管；2高壓膠管；3灌漿管；4回柱絞車；5鋼絲繩；6采空3 灌漿參數(shù)的選擇及日灌漿量、時灌漿量計算①漿液的水固比選擇泥漿的水固比是反映泥漿濃度的指標，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)灌漿時容易流出而惡化工作面環(huán)境。漿液的水固比應根據(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)等因素通過試驗確定，一般情況下為4:1，冬季為5:1。②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，；9+；L——工作面日推進度，；9+；H——灌漿區(qū)傾斜長度，6號煤層120m；9+10號煤層130m；C——回采率，%；9+%；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，～。Q材6=120=58m3/dQ材9+10=130=131m3/d③日制漿用水量式中 Q水1—制漿用水量，m3/d； δ—水固比。Q水16=58=87m3/dQ水19+10=131=197m3/d④日灌漿用水量式中： Q水2—日灌漿用水量，m3/d； K水—～。Q水26=87=96m3/dQ水29+10=197=218m3/d⑤日灌漿量式中： Q漿1—日灌漿量，m3/d； M—泥漿制成率，；Q漿16=(96+58)=136m3/dQ漿19+10=(218+131)=307m3/d⑥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，4h/班。Q漿16=136/(34)=11m3/hQ漿19+10=307/(34)=26m3/h⑦每小時最大灌漿量考慮到今后生產(chǎn)規(guī)模擴大和煤層發(fā)火不確定等因素，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。Q漿max=26=39m3/h需要說明的是：灌漿系統(tǒng)的灌漿系數(shù)、水土比等各項參數(shù)在實際生產(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)等因素通過實驗確定，以確保灌漿效果和生產(chǎn)的安全。⑧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行。設計灌漿為三班灌漿，每天灌漿時間為10h，若礦井自然發(fā)火嚴重，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1）加入少量水能夠成漿； 2）泥漿的滲透性要好；3）不含可燃物或助燃物；4）泥漿要易于脫水注漿必須脫水： 泥漿要易于脫水，一般要求含砂量2530%。泥漿注入井下，如果不易脫水，將會大量存積于采空區(qū)工作面下順槽，并在礦山壓力的作用下儲備很高的能量。當在泥漿區(qū)下部進行回采或掘進工作時，易造成潰漿事故。也不能脫水性太強，太易于脫水，泥漿在采空區(qū)形成堆積，起不到包裹煤體的作用。5）泥土粒度要求；不大于2mm，細小粉粒（粒度小于1mm）要占75%以上。6）主要物理指標：AA灌漿主要物理指標：比重：；塑性指數(shù)：911；膠體混合物：2530%；含沙量：2530%；a 、比重：如果比重太大，容易沉淀，流動困難，易造成堵管事故，且在采空區(qū)灌漿口附近堆積，難以覆蓋整個采空區(qū)。b、塑性指數(shù)：土壤的塑性是指其在外力作用下改變形狀，但不產(chǎn)生裂隙和斷裂，而且當外力停止作用后仍然保持所形成的形態(tài)的特性。在一定重量濕度(％)的情況下，土壤固態(tài)變成可塑狀態(tài)，這一濕度稱為塑性下限，土壤從可塑狀態(tài)變成流體狀態(tài)的重量濕度(％)，稱為塑性上限。塑性指數(shù)（Ip）系指塑性上限的重量濕度與下限重量濕度之差。一般：粘土： Ip＞17；亞粘土：10＜Ip≤17；輕壓粘土：3＜Ip≤10。c 、膠體混合物膠體混合物體現(xiàn)了土壤結(jié)膠的能力。d 、含沙量對于含沙量的要求主要是要求土壤易于脫水。比重：—； 塑性指數(shù)：9—14； 膠體混合物：25—30%；含沙量：25—30%。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。根據(jù)本礦的情況，粉煤灰就地取材。5灌漿管路的選擇①灌漿管路布置回采面采空區(qū)是該礦灌漿重點區(qū)域，因此，灌漿主管路應針對回采面進行鋪設，其它地點的灌漿，則根據(jù)需要從主管路上分叉連接。從行人斜井由地面灌漿站鋪設一趟管路至回采面，管路鋪設路線為：地面灌漿站→行人斜井→車場→采區(qū)軌道下山→工采面回風順槽→工作面。 ②灌漿管道主要灌漿干直徑是根據(jù)管內(nèi)泥漿的流速來選擇。在設計中，泥漿給定后，先確定泥漿在管道中流動的臨界流速，再求出泥漿的實際工作流速，使之大于臨界流速即可。實際工作流速：式中：v—管道內(nèi)泥漿的實際工作流速，m/s；Q漿max—小時灌漿量，m3/h， d—管道內(nèi)徑，m。干管直徑取1084mm，支管直徑取754mm，經(jīng)計算干管中泥漿的實際工作流速V干= m/s，支管中泥漿的實際工作流速V干= m/s，實際工作流速處于經(jīng)濟流速范圍值內(nèi)(泥漿鋼管的臨界流速通常為1～4m/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)制漿的主要設備見表621。表621 灌漿設備一覽表序號設備名稱設備型號單位數(shù)量1潛水泵ZBA6B臺22泥漿攪拌機自制臺33減速器臺34下液式泥漿泵80NYl5020J臺25無縫鋼管φ108m616 6無縫鋼管φ75m 114074寸膠管DN100m 508供水管(軟管)φ30m100 灌漿系統(tǒng)路徑：地面灌漿站(干管φ108)→行人斜井(干管φ108)→車場(干管φ108)→采區(qū)軌道下山(干管φ108)→工采面回風順槽(支管φ75)→工作面(DN100膠管)。6 灌漿疏水系統(tǒng)及預筑防火墻①疏水系統(tǒng)灌漿前后要嚴密觀測采空區(qū)涌水量大小情況，如確定采空區(qū)內(nèi)有較大積水區(qū)域或較大水量，可能威脅到工作面安全生產(chǎn)，則必須采用適當疏水措施。疏水措施應根據(jù)煤層產(chǎn)狀、工作面采煤方法及回采方式、采空區(qū)內(nèi)積水區(qū)位置、預測水量大小、工作地點排泄水設施、設備能力綜合考慮，并應符合井下防治水的有關(guān)要求。對于采空區(qū)積水，可采用探水鉆施工疏水鉆孔或通過密閉上預留的放水孔疏放，也可以通過臨近順槽施工疏水鉆孔或順槽間聯(lián)絡巷內(nèi)密閉上的放水孔排水。從采空區(qū)疏放出的積水，通過順槽內(nèi)水溝排到大巷水溝(或流入順槽集水坑，通過水泵外排)，后排入井下水倉。疏水系統(tǒng)設施設備主要有：水溝、集水坑、密閉墻、排水管路、探水鉆機及配套設備、小水泵等。②預筑防火墻礦井為防止采掘工作面自然發(fā)火及采空區(qū)發(fā)火，需設置防火墻及預留防火墻位置。采煤工作面回采結(jié)束后，須及時砌筑永久性封閉。井下發(fā)生火災不能直接滅火時，必須砌筑防火墻，封閉火區(qū)。井底設消防材料庫，內(nèi)有足量砌筑防火墻材料，并備有專用車輛，材料可直接運往井下各使用地點；另外，也可在采區(qū)內(nèi)適當?shù)攸c設臨時材料儲備硐室，內(nèi)置砌筑防火墻的材料。預筑防火墻的位置：①回采工作面順槽：進風順槽內(nèi)應設在工作面停采線外部，距離不小于大巷保安煤柱尺寸，且需在各聯(lián)絡巷與順槽交叉地點以里；回風順槽內(nèi)除上述要求外，防火墻應位于通風設施及構(gòu)筑物以里工作面一側(cè)；各進風順槽間、各回風順槽間不使用的聯(lián)絡巷應密閉；所有與工作面連通的順槽、巷道都應按要求預留防火墻位置。②掘進工作面：應參照回采工作面順槽預留要求因地制宜選定防火墻預留位置，所選地點應在通風設施及構(gòu)筑物、交叉巷道以里；雙巷(多巷)同時掘進時，各巷道都應分別預留防火墻位置，巷道間不使用的聯(lián)絡巷道應及時密閉；與掘進工作面連通的所有巷道內(nèi)，都應預留防火墻位置。③礦井的兩翼，各生產(chǎn)水平之間，井下相鄰采區(qū)間，井下自燃煤層或區(qū)域與其它煤層或區(qū)域連通的巷道間，其它可能發(fā)生煤炭自燃并可能蔓延危害到與其連通地點的巷道內(nèi)等。③灌漿后防止?jié){、透水事故的措施，嚴格控制漿液泥水比，并控制灌漿量不使過大。，并配備小水泵，能夠滿足工作面俯斜開采時的涌水和漿液析水的排放要求。，一部分灌漿水會從采空區(qū)流入工作面運輸機道或順槽水溝內(nèi)(俯斜開采時)，這時最好在巷道內(nèi)構(gòu)筑濾漿密閉將泥漿滯留于采空區(qū)，使水放出。，對采空區(qū)的灌漿量與排水量進行觀測記錄。排水量過少，灌漿區(qū)內(nèi)可能有泥漿水積存；排水中含泥量較大，采空區(qū)可能形成了泥漿通路。處理方法有：a)立即停止灌漿，采用間斷灌漿。b)在泥漿中加入砂子填塞通路。c)提高泥漿濃度。d)移動灌漿管口位置，改變漿液流動路線。e)工作面下部運輸機道見水即停止灌漿。(相鄰)工作面間留有20m保安煤柱，聯(lián)絡巷及時按要求密閉并在密閉上部安置放水管，可保證工作面回采時采空區(qū)積水不致潰入生產(chǎn)的工作面順槽。如發(fā)現(xiàn)密閉內(nèi)積水較多，必須制定措施，或進行放水。7 灌漿量計算 計算預防性灌漿量主要取決于灌漿形式,灌漿區(qū)的容積,采煤方法等因素。采前預灌、采后封閉停采線灌漿都是以充滿灌漿空間為準。隨采隨灌的用土量(Qs)可按下式計算。 Qt=KMLCH （31）式中：Qt——灌漿用土量，m3； m——煤層開采厚度，m； L——灌漿區(qū)的走向長度，m； H——灌漿區(qū)的傾斜長度，m； C——煤炭回收率，％； K——灌漿系數(shù)，即泥漿的固體材料體積與需要灌漿的采空區(qū)空間容積之比。在K值中反映了頂板冒落巖石的松散系數(shù)，泥漿收縮系數(shù)和跑漿系數(shù)等綜合影響。mLHC表示灌漿區(qū)所采出的煤量，此方法即根據(jù)灌漿區(qū)所采出煤量得多少來確定灌漿量的大小。Qt6=12041495%= m3Qt9+10=13088085%= m3Qt2=（32）式中：Qt2——日灌漿所需用土量，m3； G——礦井日產(chǎn)量，t； γ1——煤炭容重，t/m3； L——工作面日進度，m。Qt2（6）=363/= m3Qt2（9+10）=3273/= m3礦井實際每日所需采土量為： Qt=a﹒ (Qt2（6） + Qt2（9+10）) （33）式中： Qt——灌日用土量，m3 a——取土系數(shù)，考慮土壤含有一定的雜質(zhì)和開采、運輸過程中的損失，；Qt=(+)= m3灌漿用水量(Qw)可按下式計算： Qw=KwQtδ （34）式中：Qw——灌漿用水量，m3； Kw——沖洗管路用水量的備用系數(shù)，； δ——水土比，一般取25