【正文】 f—— 泥漿管道沿程阻力損失， hcHjh0hfhjhshb hf= L—— 泥漿管道長度 m； ij—— 泥漿管道每米長度上運(yùn)送泥漿時的水頭損失，用公式計(jì)算： ij = K—— 泥漿阻力系數(shù)，與土水比有關(guān)。 見表 iw —— 清水狀態(tài)下的水頭損失， iw=λ v2/2gd λ —— 達(dá)西系數(shù) ,見表 gvdLhf 22??? ?管徑 d mm 200 150 125 100 75 λ 這樣計(jì)算得到的泥漿泵總楊程，使輸送泥漿時的揚(yáng)程。如是輸送水，則簡單一些，只要將公式中參數(shù)改為水的參數(shù)即可。 為簡化計(jì)算，可將泥漿泵運(yùn)送泥漿與清水時的關(guān)系用公式換算： Hj= 式中： Hw—— 泥漿泵運(yùn)水時的揚(yáng)程 ,m； A—— 換算系數(shù)， 見表 。 水槍的選擇 水槍的流量特性計(jì)算 1）水槍噴嘴出口射流速度 φ —— 流速系數(shù)，取 ； H—— 水槍工作壓頭， m。 2）水槍噴嘴流量 u—— 流量系數(shù)如射流未經(jīng)壓縮則 u =φ ； S—— 水槍噴嘴出口斷面， S=π d2/4； d—— 水槍噴嘴直徑， mm； 3）水槍噴嘴直徑 mm 4）水槍噴嘴壓頭 m 5）水槍臺數(shù)計(jì)算 Qt2—— 水槍小時用土量， m3/h； Qw—— 水槍小時用水量， m3/h； q—— 單位耗水量，（水槍在某一壓力下取土 1m3所消耗的水量） m3/m3 g2vH 2??????HdgHdugHusQ222.4.2??? ?HQd ?gvh2?qNtwwt???22單位耗水量 （ 1）粘土；松散土壤，松散砂土風(fēng)化泥炭等 水槍壓力： 3040 m；（ 34kg/cm2） 單位耗水量： 56 m3/m3； （ 2）亞粘土；堅(jiān)固黃土，砂土等 水槍壓力： 4060 m； 單位耗水量： 67 m3/m3； （ 3）輕亞粘土；極堅(jiān)固黃土，砂土等 水槍壓力： 6070 m； 單位耗水量： 79 m3/m3； 阻化劑 防 滅火 （ 1）概述 阻化劑又稱阻氧劑，是能阻止或延緩煤炭氧化自燃的化學(xué)藥劑。 阻化劑朱要是一些有機(jī)鹽類化合物，如： 氯化鈣 (CaCl26H 2O)、 氯化鎂 (MgCl26H 2O)、 氯化鈉（ NaCl） 氯化銨 (NH4Cl) 水玻璃 (xNa2OySiO 2) 硼酸（ H2BO3） 以及其些工廠的廢液、副產(chǎn)品，如鹵塊、釀酒廠的廢液、造紙廠的廢液、 煉鎂槽碴、化工廠廢液等。 這些溶液噴灑在煤壁上，采空區(qū)或注入煤體內(nèi)，具有阻止氧化，防止自 燃的作用，稱之為阻化劑。 國外很多國家都在采用。 1）日本 19681969年，在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場做了大量的研究工作后，結(jié)果認(rèn)為： ①表面活性劑濕潤煤的能力最大。 ②經(jīng)表面活性劑處理后的煤樣吸氧量最少，較之在常溫下煤氧化生成的一氧化碳量少。 2)美國 1966年開始研究，采用亞磷酸脂 (含量 5080％ )和二羥三烷基醌 (含 15 50％ )兩種藥劑混合阻止煤的氧化最為有效。 1969年美發(fā)明一種硬化阻化劑，它是由 MgCl MgO和漿土組成，硬化 劑液體的比重超過 ，用高分散性的礦碴或其它增厚劑 (能增加膠乳粘 度的物質(zhì) )做穩(wěn)定劑。將此種溶液注入煤、巖層裂隙中能與煤、巖體很好 的膠結(jié)、硬化固結(jié)，從而阻止空氣的漏入，阻止煤的氧化。 1975年美石膏公司發(fā)明一種阻止煤堆自然發(fā)火的噴涂式阻化劑，名叫 Aertsol，它是用天然石膏 (CaSO42H 20)鍛燒除去結(jié)晶水后的粉狀物，試 用是成功的。 3)聯(lián)邦德國 1970年使用氯化鈣 (CaC12)粉末對一個有自燃危險(xiǎn)的采空區(qū)處理后， 未發(fā)生自燃。 1975年在豪斯阿登煤礦利用阻化劑漿液 (MgC12:％、 CaCl2： ％、 Mg(OH)2： 10%和 70%的水 )成功地?fù)錅缌艘淮巫匀及l(fā)火。 他們認(rèn)為 MgCl CaCl2均是良好的阻化劑。 從上述情況可以看出，利用阻化劑防火是有成效的。 4)蘇聯(lián) 1960年采用碳酸氫鈣 Ca(HCO3)2溶液處理煤堆后其發(fā)火期由 長到 12個月以上。 19611971年對無機(jī)鹽類如氯化鈣 (CaCl2)、水玻璃 (xNa20ySiO 2)、氯 化銨 (NH4C1)、碳酸氫銨 (NH4HCO3)、氫氧化鈣 (Ca(OH)2)、氯化鈉 (NaCl) 等，有機(jī)物質(zhì)如酚醛樹脂、聚氨樹脂、柏膠溶液、環(huán)氧樹脂、甲基纖維素、 離子型表面活性劑進(jìn)行了大量試驗(yàn)工作。 1960年在卡拉干達(dá)礦區(qū)通過試驗(yàn)認(rèn)為 5％濃度的 CaCl2溶液加入 1％的潤 濕劑阻化效果最好。 1972年在考斯琴科礦采用 5％的水玻璃加 1％的氯化銨 (NH4Cl)混合水溶液對已發(fā)火 (溫度高達(dá) 85℃) 的老塘進(jìn)行阻化劑處理，經(jīng)過 80天后溫度下降到 30℃ 。 在頓巴斯煤田自然發(fā)火期一般為 13個月，個別情況有 23個星期，采用 含有 25％的氯化鈣 (CaCl2)和 12％濕潤劑的混合溶液噴灑煤柱、采空區(qū)浮 煤防止自然發(fā)火。有的將碳酸鈣 (CaCO3)或 50％的石灰水溶液通過鉆孔注入 煤柱亦獲得良好效果。 在庫茲巴斯煤田亞古諾夫斯卡婭礦井，曾用含熟石灰量為 57％的灰乳 作阻化劑處理發(fā)生在煤柱內(nèi)的高溫點(diǎn)，一共打了 16個鉆孔，壓入量為 50m3，使煤柱溫度由 35℃ 降至 1820℃ 。 另外還研制了氯化泥漿即在泥漿中加入氯化鈣 (CaCl2)或氯化鈉 (NaCl) 以及濕潤劑制成。在現(xiàn)場實(shí)用取得良好效果，有些礦已將使用氯化泥漿正 常化。 5)中國 國內(nèi)撫順煤研所 1974年以來作了大量的實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場研究。 1974年在內(nèi)蒙平莊五家煤礦利用阻化劑防止局部地區(qū)煤樣 自燃。 19761978年在沈陽蒲白礦進(jìn)行了 11各分層工作面的阻化 劑試驗(yàn)，取得了較好的成果，順利采完 11各分層未發(fā)生自燃。 19791982年對陜西銅川陳家山礦進(jìn)行了阻化劑試驗(yàn)。陳 家山礦是一個自然發(fā)火非常嚴(yán)重的礦井，煤、氣、油共生， 曾在 9個月內(nèi)發(fā)生自燃火災(zāi) 7次。由于原設(shè)計(jì)采用黃泥灌漿系 統(tǒng)，但因缺土少水，無法灌漿。生產(chǎn)一度無法進(jìn)行。后采用 阻化劑，基本消滅了火情。 目前阻化劑已成為一種普遍的、技術(shù)成熟的、行之有效的 防滅火技術(shù)。 雖然阻化劑防滅火技術(shù)已逐漸成熟完善，但對于阻化劑為什么能夠防火？其阻化原理是什么？國內(nèi)外目前僅提出兩種假說： 1）吸水鹽類液膜隔氧降溫學(xué)說 從物理方面解釋 阻化劑都是一些吸水性很強(qiáng)的鹽類，將其噴灑到煤體上之后，它能滲透到煤體的微孔裂隙中和包裹煤體表面，形成一層液膜，隔絕了煤與空氣的接觸。同時，它又能吸收空氣中的水分，使煤體長期保持濕潤，以至溫度不能升高。起到了一種隔氧降溫的作用，從而抑制了煤炭的自燃。 2）付催化理論 從化學(xué)方面解釋 煤中含有一種易于被空氣低溫氧化的活性物質(zhì)，煤的碳化程度越低，活性物質(zhì)越多，煤炭越易自燃。在煤氧化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)速度進(jìn)行得快慢難易，主要取決于反應(yīng)物之間 活化能 的大小和反應(yīng)物分子間的有效碰撞機(jī)會。 煤中加入阻化劑后，它能和煤的分子互相吸引，破壞了煤的表面自由張力，促使氧原子恢復(fù)到分子狀態(tài)，減少了反應(yīng)物分子間的有效碰撞機(jī)會，提高了氧的活化能，從而延緩和抑制煤的自燃，起到了一種付催化的作用。 （ 2）阻化劑防止煤炭自燃原理 （ 3）阻化劑的選擇 《 煤礦安全規(guī)程 》 第 235條規(guī)定：采用阻化劑防滅火時，應(yīng)遵守下列規(guī)定： （一）選用的阻化劑材料不得污染井下空氣和危害人體健康。 （二）必須在設(shè)計(jì)中對阻化劑的種類和數(shù)量、阻化效果等主要參數(shù)作出明確規(guī)定。 （三）應(yīng)采取防止阻化劑腐蝕機(jī)械設(shè)備、支架等金屬構(gòu)件的措施。 1）阻化劑藥品 作為阻化劑的藥品很多，如何選用，主要從三個方面考慮： ? 不能造成環(huán)境污染； ? 經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)輸方便； ? 貨源充足。 我國撫順煤科院經(jīng)過大量研究認(rèn)為： ? 堿性金屬：鈹 Be、鎂 Mg、鈣 Ca、鍶 Sr、鋇 Ba。 ? 及其付族元素：鋅 Zn、鎘 Cd、汞 Hg、鍺 Ge。 的氯化物以及一些吸水性很強(qiáng)的物質(zhì)，對煤的自燃都有一定 的阻化效果。 目前現(xiàn)場常用阻化劑： 工業(yè)氯化鈣（ CaCl2+6H2O）； 工業(yè)氯化鎂（ MgCl2+6H2O）； 水玻璃 (xNa2OySiO 2)； 鹵塊： 25% 熟石灰（ CaO）； 其他的如：氯化銨 (NH4Cl) 硼酸（ H2BO3） 釀酒廠的廢液、造紙廠的廢液 煉鎂槽碴、化工廠廢液等，具有一定的環(huán)境污染。 2）阻化劑藥品濃度 阻化劑藥品濃度是一個重要因素，即確定阻化劑的防火效果，又影響 到噸煤防火效果。 濃度太小起不到防火作用；太大，防火費(fèi)用高。 10%和 20%的阻化劑， 經(jīng)濟(jì)成本差了一倍。 阻化劑藥品濃度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體條件確定，自然傾向性大、極易自燃 的煤層，可大一些。 目前常用的濃度： ? 工業(yè)氯化鈣（ CaCl2+6H2O）： 15% ； ? 工業(yè)氯化鎂（ MgCl2+6H2O）： 20%； ? 鹵塊： 25%； ? 熟石灰（ CaO）： 2030%。 ? 水玻璃 (xNa2OySiO 2)： 5% （ 4）衡量阻化劑效果的參數(shù) 衡量阻化劑效果的參數(shù)有兩個 ? 阻化率 ? 阻化衰退期 1)阻化率 表示： 煤樣在阻化處理前后放出的 CO量的差值與未經(jīng)阻化處理時放出 的 CO量之百分比稱為阻化率 (E)，用公式表達(dá)如下： (3— 4) 式中 :E—— 阻化率，％； A—— 煤樣未經(jīng)阻化處理在溫度為 100℃ ，通入 160ml／ min的凈化干燥的空氣氧化 5小時時放出的 CO濃度， ppm； B—— 煤樣經(jīng)阻化處理后，在上述相同的條件下放出的 CO濃度， ppm。 高硫煤的阻化率 是以阻化處理前后煤樣在 180℃ ，通入 80ml／ min的純 氧，氧化 5小時放出的 SO2量（ mg）的差值與原煤樣放出的 S02量（ mg）之 比的百分率來確定的，其計(jì)算公式與上式相同。 阻化率愈大的阻化劑，其阻止煤炭氧化的能力愈強(qiáng)。 100A BAE ???2)阻化衰退期 煤炭經(jīng)阻化處理后，阻止氧化的有效日期為阻化衰退期，又稱阻化劑的阻化壽命。阻化壽命長的阻化劑其阻化率下降的趨勢緩慢。 從以上兩個概念出發(fā)，可以認(rèn)為：阻化劑的阻化率高，阻化壽命長是理想的阻化劑；阻化率雖高，但阻化壽命短的阻化劑也不能視為良好的阻化劑。阻化劑對煤的自燃只能是抑制，延長發(fā)火期的作用，而且有一定的時間界限。所以噴灑阻化劑防火不是一勞永逸的措施，要加強(qiáng)自然發(fā)火情況的觀測，要采取注水的措施以延長阻化劑的使用時間。 阻化劑效果參數(shù) （ 5）阻化劑的應(yīng)用 1）阻化劑噴灑量的確定 阻化劑的噴灑量是根據(jù)工作面回采后的余煤、浮煤的多少而確定的。 原則：要使余煤、浮煤充分濕潤（吃飽喝足），而不致于泄出（吃不了）。 因此，工作面一次噴灑藥液量可按下式計(jì)算： V=V1+V2 V1=γ LSh1A1/γ y V2=Kγ 1LSh2A2/γ y 式中 :V—— 回采工作面一次噴灑所需阻化劑， m3； V1—— 護(hù)頂煤所需阻化劑噴灑量， m3； V2—— 底板浮煤所需阻化劑噴灑量， m3； K—— 易自燃部位藥液噴灑加量系數(shù)，一般取 ； γ —— 煤炭容重， t／ m3； γ 1—— 采空區(qū)遺煤容重， t／ m3；采取遺煤煤樣實(shí)測確定；可取 。 L—— 工作面長度， m；如果回采率較高，工作面中部丟煤很少，僅在 其上下兩段噴灑時，則取 L為噴灑區(qū)段的長度； S—— 一次噴灑寬度， m； h h2—— 護(hù)頂煤、底板