【正文】 預(yù)報(bào)。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置清單如下：井下分站：⑴ 束管氣體采樣柜 1 套，內(nèi)含：一氧化碳傳感器 1 臺(tái)，高低濃度甲烷傳感器 1臺(tái)，礦用氧氣傳感器 1 臺(tái)，礦用防爆電磁閥 8 個(gè)，礦用隔爆型接線盒 3 個(gè)，氣水分離器、除塵器、流量計(jì)、真空表及附屬氣室和管路等。⑵ 抽氣裝置：礦用防爆水環(huán)式真空泵 1 臺(tái)；⑶ 井下分站控制箱：KXSG8C 井下束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制箱 1 臺(tái)；⑷ 礦用單芯束管：礦用聚乙烯阻燃抗靜電束管，標(biāo)準(zhǔn)配置為 5000m；⑸ 束管接頭及除塵除濕器等管路附件 1 套；⑹ 通訊電纜：礦用通訊屏蔽電纜，標(biāo)準(zhǔn)配置 5000m；地面中心站：⑴ 通訊接口： KJJ2400 地面數(shù)據(jù)接口 1 臺(tái)；⑵ 監(jiān)控軟件： JSG8 井下火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件；⑶ 監(jiān)控主機(jī)： 地面工業(yè)控制微機(jī) 1 臺(tái)；⑷ 打印機(jī)和不間斷電源等。25 / 66圖 43 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖安裝內(nèi)容：⑴ 地面中心站的安裝①監(jiān)控主機(jī)的安裝監(jiān)控主機(jī)應(yīng)該安裝在礦監(jiān)控中心，專人監(jiān)護(hù)，主機(jī)安裝 XP 系統(tǒng)，專機(jī)專用。由重慶研究院技術(shù)人員指導(dǎo)安裝 JSG8 井下火災(zāi)束管系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)通訊接口將通訊電纜從井下安裝“KXSG8C 井下束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制箱”處鋪設(shè)至地面監(jiān)控主機(jī)處。由重慶研究院技術(shù)人員指導(dǎo)安裝數(shù)據(jù)接口和監(jiān)控主機(jī)及井下通訊電纜的連接。⑵ 井下部分的安裝①安裝地點(diǎn)的選擇26 / 66溫度：0℃～40℃；相對(duì)濕度：井下：≤95%；井上室內(nèi)：≤90%周圍無腐蝕性氣體；無干擾、震動(dòng)沖擊的場(chǎng)所；大氣壓力：80 kPa～106kPa。，如果系統(tǒng)處于回風(fēng)流中，必須按照《煤礦安全規(guī)程》的要求采取相應(yīng)的安全措施。，便于看護(hù)和值守。有條件的情況下設(shè)立柵欄，獨(dú)立管理維護(hù)。：由礦方選擇井下安裝地點(diǎn)，并按井下分站尺寸設(shè)計(jì)施工水泥底座，設(shè)計(jì)原則如下：采樣分析柜放在中間，電控箱和水環(huán)真空泵按現(xiàn)場(chǎng)情況放置于采樣分析柜兩邊。采樣分析柜與巷道壁應(yīng)保持 500mm 距離。平臺(tái)后面應(yīng)有排水溝，保證水環(huán)真空泵排水順暢。②所需電源、水源及材料a. 兩路 660v 電源一路供電控箱使用，兩相 660v，容量大于 200VA；一路供水環(huán)真空泵使用，三相 660v，功率大于 10kw。電控箱和水環(huán)真空泵各一個(gè)。c. 穩(wěn)定干凈的水源，可設(shè)置一個(gè)水箱，容積在 。③井下部分電路連接當(dāng)場(chǎng)地與材料準(zhǔn)備就緒后，就可以進(jìn)行井下連接安裝了。由廠家技術(shù)人員指導(dǎo)安裝。 礦井自然發(fā)火監(jiān)測(cè)方案采樣點(diǎn)分為固定觀測(cè)點(diǎn)、移動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)和臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)。固定觀測(cè)點(diǎn)、移動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)27 / 66和處于開放空間的臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)，利用人工巡檢監(jiān)測(cè)固定觀測(cè)點(diǎn)和處于開放空間的臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)，處于密閉空間的觀測(cè)點(diǎn)采用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)布置方案井下安裝地點(diǎn)一般設(shè)置在中央變電所（或采區(qū)變電所）附近，由于注氮管路選擇在進(jìn)風(fēng)側(cè)，因此，采取在進(jìn)回風(fēng)同時(shí)監(jiān)測(cè)采空區(qū)氣體變化情況，除了對(duì)進(jìn)風(fēng)側(cè)注氮?dú)夥阑鹦Ч目疾?，也有利于考察回風(fēng)側(cè)采空區(qū)注漿、噴灑阻化劑防滅火效果，進(jìn)而以便于進(jìn)一步采取其他措施來加強(qiáng)采空區(qū)的防火工作。因此，測(cè)定采空區(qū)范圍大約距工作面 150 m 左右，約 50 m 設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，保持采空區(qū)內(nèi)部進(jìn)、回風(fēng)側(cè)各三個(gè)探頭，上下順槽同時(shí)觀測(cè)，待距工作面最遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)進(jìn)入采空區(qū) 150m 后，即可結(jié)束觀測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置如圖 44 所示。工作面回采結(jié)束封閉后，每個(gè)密閉墻處可以里外設(shè)置兩個(gè)束管測(cè)點(diǎn)，共 4 個(gè)測(cè)點(diǎn)，如圖 45。3 號(hào)測(cè)點(diǎn)距離工作面前 5 m，2 、4 測(cè)點(diǎn)布置于密閉墻內(nèi) 20 m，用于監(jiān)測(cè)采空區(qū)氣體變化情況。埋入采空區(qū)的束管取樣頭處應(yīng)注意與套管密封連接，附近應(yīng)用大塊矸石或木跺防護(hù)，以防止浮煤、水、泥漿堵管和抽取到套管內(nèi)氣體。取樣頭段的套管為 DN38鋼管，前端封口并在前端 m 長范圍周邊鉆 6～ 9 個(gè)直徑為 5 mm 透氣小孔。 回 采 工 作 面 采空區(qū)束 管 采 樣 頭 50m束 管 0m回 風(fēng) 巷進(jìn) 風(fēng) 巷 圖 44 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作面測(cè)點(diǎn)布置停采線28 / 66圖 45 密閉區(qū)束管測(cè)點(diǎn)布置示意圖 密閉墻前監(jiān)測(cè)點(diǎn) 密閉墻內(nèi)測(cè)點(diǎn)密閉墻前監(jiān)測(cè)點(diǎn) 密閉墻內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)與煤礦采用的礦井綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理，自動(dòng)貯存，打印分析結(jié)果等功能。煤礦束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，可為合理劃分工作面自燃“ 三帶” 范圍，考察采空區(qū)在未注氮和注氮情況下采空區(qū)自燃“三帶”變化規(guī)律，為自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供監(jiān)測(cè)手段。 人工取樣檢測(cè)礦井職工日常巡檢時(shí)，使用儀器對(duì)井下容易發(fā)火地點(diǎn)的指標(biāo)氣體、溫度進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)出現(xiàn)檢測(cè)氣體異常情況時(shí)，人工取樣到地面實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行色譜分析。為了檢測(cè)全礦井的一氧化碳情況，礦井需配備便攜一氧化碳檢測(cè)報(bào)警儀，數(shù)量不少于便攜瓦檢儀的三分之一。制定井下巡邏采樣制度，根據(jù)全礦回采、掘進(jìn)工作面數(shù)量、位置、采區(qū)回風(fēng)巷位置、已封閉火區(qū)、密閉位置等，確定全礦需要采樣的數(shù)量、地點(diǎn)，制定每個(gè)采樣工巡回采樣路線、間隔時(shí)日，并繪成圖表交由采樣工執(zhí)行。要對(duì)井下采樣工培訓(xùn)，使其了解自然發(fā)火預(yù)報(bào)的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)井下采樣方法、便攜式儀器的操作使用方法等。采樣工采集氣樣的同時(shí)記錄采樣點(diǎn)風(fēng)速、溫度，以便攜式儀器分析采樣點(diǎn)氣體以便與分析室結(jié)果對(duì)照。當(dāng)天采集的氣樣必須當(dāng)班完成分析，結(jié)果制表報(bào)送通風(fēng)主管和礦安全副總，或發(fā)送礦井管理局域網(wǎng)上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況要特別標(biāo)明并同時(shí)報(bào)礦總工程師。通風(fēng)主管工程師對(duì)報(bào)來的分析結(jié)果，標(biāo)示出各測(cè)點(diǎn)變化圖表，并計(jì)算工作面 CO、CO 2 的釋29 / 66放速率 qco、 qco2 及 hh 2 參數(shù)，繪成變化圖表，并根據(jù)其變化規(guī)律及標(biāo)志氣體C2HH C 2H2 及 C3H8/C2H6 等的變化提出自然發(fā)火趨勢(shì)的預(yù)報(bào)。30 / 665 自燃綜合防治方案 注漿防滅火系統(tǒng)經(jīng)對(duì)東古城煤業(yè)公司 22 號(hào)煤層煤樣鑒定，煤層屬易自燃煤層。因此，必須采取以注漿為主要手段的綜合防滅火技術(shù)措施，以確保東古城礦的安全回采。 注漿防滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)預(yù)防性注漿是使用最為廣泛、效果最好的一種防止煤炭自燃的技術(shù)。礦井附近黃土資源豐富，井田地面屬于中山地貌，依據(jù)各注漿系統(tǒng)的適用條件，本礦井適合建立地面注漿防滅火系統(tǒng)。⑴ 注漿系統(tǒng)的選擇注漿系統(tǒng)基本分為集中注漿、分散注漿。集中注漿一般適用煤層埋深較深，采區(qū)生產(chǎn)集中等條件；分散注漿一般適用煤層埋深較淺，土源豐富可就地開采等條件，設(shè)計(jì)采用地面集中注漿系統(tǒng)，注漿量大，系統(tǒng)工作集中，便于管理，效率高，占地較少，雖然初期投資較大，但能夠長期使用。⑵ 注漿材料、制漿注漿方法采用的制漿系統(tǒng)為制漿料由采土場(chǎng)用貨車運(yùn)至注漿站土場(chǎng)，用刮板輸送機(jī)將黃土送入制漿機(jī)的制漿池內(nèi)。① 顆粒要小于 2 mm，而且細(xì)小顆粒(粘土：≤ mm 者應(yīng)占 60%～70％)要占大部分。② 主要物理性能指標(biāo)比重為：～ t/m 3塑性指數(shù)為 9～11(亞粘土)膠體混合物(按 MgO 含量計(jì))為 25%～30％：含砂量為 25%～30％，( 顆粒為 ～ mm 以下)容易脫水和具有一定的穩(wěn)定性。③ 不含有可燃物考慮到注漿材料符合顆粒、物理性能指標(biāo)，不含有可燃物等方面要求，目前常用的注漿材料有黃土、粉煤灰等。該礦地面黃土資源較豐富，便于選取。在注漿過程中可適量添加 1%XFJ1 型懸浮劑，以防止泥漿沉淀堵塞管路。31 / 66⑶ 參數(shù)計(jì)算及選擇① 注漿系數(shù)（K）對(duì)于煤層傾角小的煤層，注漿系數(shù)（K）一般為 1%～3%，本設(shè)計(jì)取 2%；滅火注漿系數(shù)視滅火情況可相應(yīng)加大。② 土水比泥漿土水比的確定相當(dāng)重要，因?yàn)樗苯佑绊懽{的質(zhì)量與效果。隨著煤層傾角、注漿方式、處理對(duì)象、注漿季節(jié)、輸漿倍線的不同對(duì)它應(yīng)作相應(yīng)的改變，采空區(qū)注漿通常以 1：2～1：5，夏季輸漿倍線取 1:4，冬季取 1：5。⑷ 注漿量計(jì)算及選擇（以下計(jì)算土水比按 1:5 取值，土水比為 1:4 的情況與 1:5 算法相同）① 按產(chǎn)量計(jì)算本礦井考慮每天注漿時(shí)間為 10 h，全年工作天數(shù)為 330 d。日注漿所需土量為： （51）38m/GQK??式中：Q—日注漿所需土量，m 3/d；K—注漿系數(shù)，取 ；γ—煤容重， t/m 3；G—礦井日產(chǎn)量， t。若考慮 的取土系數(shù)，則實(shí)際注漿所需土量為：38=42 m 3/d。泥漿土水比的確定相當(dāng)重要，因?yàn)樗苯佑绊懽{的質(zhì)量與效果。隨著煤層傾角、注漿方式、處理對(duì)象、注漿季節(jié)、輸漿倍線的不同對(duì)它應(yīng)作相應(yīng)的改變，參照以往大同礦區(qū)防滅火注漿經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將防滅火設(shè)計(jì)土水比取為 1：5。當(dāng)選取注漿的泥水比為 1:5，注漿所需水量為 190 m3/d，考慮用于沖洗管路防止堵塞的水量備用系數(shù) ，實(shí)際用水量為 228 m3/d。② 按泥漿覆蓋厚度計(jì)算采煤工作面，工作面長為 150 m，采高 m，年推進(jìn)度 1247 m，回采率93％。采空區(qū)范圍內(nèi)覆蓋按 5 cm 厚注漿材料。32 / 66則日注漿所需土量：（1247/330）150＝ m3日注漿所需實(shí)際開采土量：＝ m 3日注漿所需水量：5＝ m 3日注漿用水量：225 ＝ m 3所以，礦井實(shí)際注漿所需土量為 42 m3/d，礦井實(shí)際用水量為 228 m3/d。按泥水比 1：5 計(jì)算，泥漿密度為 ，泥漿制成率選取 ，則每日注漿量：(42+228)= m3/d，小時(shí)注漿量為 ＝ m3/h。需要說明的是：注漿系統(tǒng)的注漿系數(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、注漿方式及注漿材料和季節(jié)等因素通過實(shí)驗(yàn)確定，以確保注漿效果。⑸ 泥漿的制備工藝流程在工業(yè)場(chǎng)地附近建一個(gè)注漿站，負(fù)責(zé)全礦井各盤區(qū)的注漿及注砂任務(wù)。水源水由水泵房經(jīng)水管送入高壓水槍內(nèi)，用水槍沖刷表土制成泥漿，然后經(jīng)泥漿池流入注漿管路進(jìn)入井下。在注漿站內(nèi)設(shè)有泥漿攪拌池、清理雜物等建筑物。⑹ 注漿管路① 管材輸漿管路的臨界管徑按下式計(jì)算：＝ （52）312. ??????????????????????WQDn??＝ （53）VgVi n13212?????????式中： ＝)0log2.(51?dn?D1—輸漿管路的臨界管徑（內(nèi)徑） ，m；Q—漿液流量，m 3/s； m3/s；γ1—水的密度， t/m 3；γ2—漿液的密度， t/m 3； 33 / 66γ3—注漿材料自然堆積密度，～ t/m 3，取 ；n—干擾沉降指數(shù)； W1—加權(quán)平均自由沉降速度，m/s； 取 ；W2—顆粒分布曲線上相當(dāng)于 95%處粒徑的自由沉降速度， m/s；取 ；i—每米管道長度的水頭損失值，m；λ—水的摩擦系數(shù)；（D 內(nèi) ＝93mm 時(shí)，＝； D 內(nèi) ＝67mm 時(shí)，＝） ；取 ；V—漿液流速，m/s；取 ～，本設(shè)計(jì)取 ；g—重力加速度，m/s 2；取 ；D2—實(shí)際選用的管徑（內(nèi)徑） ，m； 取 ；d—注漿材料的當(dāng)量直徑，mm，取 ；η—水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，mm 2/s，取 ；經(jīng)流速驗(yàn)證，取干管內(nèi)徑為 80mm，每日注漿按 10 h 小時(shí)計(jì)，經(jīng)查表得，臨界速度 v 臨 ＝ m/s。實(shí)際工作流速為：v= = m/s。 （54 ）23604dQ?實(shí)際工作流速 v＞v 臨 ，注漿管可以正常工作，故所選管徑合適。管壁厚按下式計(jì)算：垂直管路： （55 ）( )???????式中：δ—管壁厚度，mm ； d—管路內(nèi)直徑，80 mm； RC—許用應(yīng)力，無縫鋼管取 800 KPa； αf—管道附加厚度，取 2 mm； Ｐ—管道內(nèi)壓力，KPa，Ｐ= ＝ KPa； γ—泥漿密度，取 t/m3； H—井深，293 m；34 / 66 b—垂直管道磨損量附加厚度，取 2 mm。管壁厚度取 6mm。水平管路： （56 ）????式中：δ—管壁厚度，mm ； RC—許用應(yīng)力，無縫鋼管取 800 KPa； n—管道質(zhì)量與壁厚不均的變動(dòng)系數(shù)，取 。井筒、集中回風(fēng)大巷管路選取 D926，回風(fēng)大巷、回風(fēng)順槽管路選取 D905，工作面管道直徑選用 50mm 的膠管。② 輸漿倍線二盤區(qū)初期采深： 1430652Hm???管線總長： 295Lm輸漿倍線為 .N根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，利用漿體自身壓力輸漿倍數(shù)的合理范圍 38，參照其他礦區(qū)實(shí)際的輸漿倍數(shù)以及影響因素，東古城礦注漿的輸漿倍數(shù)超出合理范圍內(nèi)，需利用外力加壓將泥漿注到防滅火區(qū)域。⑺ 防止?jié){措施① 要使用滲(透) 水性強(qiáng)的材料，如聚氯乙烯塑料簾子做圍堰壁；如果采用木板做圍巖壁時(shí)，必須預(yù)留泄水孔，泄水孔的分布、直徑或面積大小及數(shù)量多少等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。② 圍堰的四周要同巷道幫壁接實(shí)打固。③ 圍堰構(gòu)筑好后，背好套棚，打齊、打牢中心頂子。④ 充填流量要均勻適度，切忌流量忽大忽小，接近充滿時(shí)，要適當(dāng)減小流量。⑤ 充填注漿時(shí)應(yīng)設(shè)壓力表，并設(shè)專人觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)管路壓力較大(如管路跳動(dòng)或管路接頭跑漏水、砂漿等現(xiàn)象)時(shí)，要及時(shí)打開安全閥，釋放壓力，停止充填注漿。⑥ 充填時(shí)，在充填地點(diǎn)前后兩端各 50 m 范圍內(nèi)，除監(jiān)護(hù)人員外其他人員一律禁止在充填區(qū)域內(nèi)逗留。35 / 66 制漿站及泥漿的制備工藝流程本礦井設(shè)計(jì)在地面工業(yè)場(chǎng)地設(shè)注漿站，為全礦注漿服務(wù)。綜合注漿系統(tǒng)由漿料