【導(dǎo)讀】山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì)

　　

【正文】 計(jì) 28 表 621 灌漿設(shè)備一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 單位 數(shù)量 1 潛水泵 ZBA6B 臺(tái) 2 2 泥漿攪拌機(jī) 自制 臺(tái) 3 3 減速器 臺(tái) 3 4 下液式泥漿泵 80NYl5020J 臺(tái) 2 5 無(wú)縫鋼管 φ 108179。 m 616 6 無(wú)縫鋼管 φ 75179。 m 1140 7 4 寸膠管 DN100 m 50 8 供水管 (軟管 ) φ 30 m 100 灌漿系統(tǒng)路徑： 地面灌漿站 (干管 φ 108179。 )→行人斜井 (干管 φ108179。 )→車(chē)場(chǎng) (干管 φ 108179。 )→采區(qū)軌道下山 (干管 φ 108179。 )→工采面回風(fēng)順槽 (支管 φ 75179。 )→工作面 (DN100膠管 )。 6 灌漿疏水系統(tǒng)及預(yù)筑防火墻 ①疏水系統(tǒng) 灌漿前后要嚴(yán)密觀(guān)測(cè)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(dāng)疏水措施。疏水措施應(yīng)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(yù)測(cè)水量大小、工作地點(diǎn)排泄水設(shè)施、設(shè)備能力綜合考慮，并應(yīng)符合井下防治水的有關(guān)要求。 對(duì)于采空區(qū)積水，可采用探水鉆施工疏水鉆孔或通過(guò)密閉上預(yù)留的放水孔疏放，也可以通過(guò)臨近順槽施工疏水鉆孔或順槽間聯(lián)絡(luò)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(guò)順槽內(nèi)水溝排到大巷水溝 (或流入順槽集水坑，通過(guò)水泵外排 )，后排入井下水倉(cāng)。 疏水系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備主要有：水溝、集水坑、密閉墻、排水管路、探水鉆機(jī)及配套設(shè)備、小水泵等。 ②預(yù)筑防火墻 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì) 29 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(shè)置防火墻及預(yù)留防火墻位置。采煤工作面回采結(jié)束后，須及時(shí)砌筑永久性封閉。井下發(fā)生火災(zāi)不能直接滅火時(shí)，必須砌筑防火墻，封閉火區(qū)。井底設(shè)消防材料庫(kù)，內(nèi)有足量砌筑防火墻材料，并備有專(zhuān)用車(chē)輛，材料可直接運(yùn)往井下各使用地點(diǎn)；另外，也可在采區(qū)內(nèi)適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)臨時(shí)材料儲(chǔ)備硐室，內(nèi)置砌筑防火墻的材料。 預(yù)筑防火墻的位置：①回采工作面順槽：進(jìn)風(fēng)順槽內(nèi)應(yīng)設(shè)在工作面停采線(xiàn)外部，距離不小于大巷保安煤柱尺寸，且需在各聯(lián)絡(luò)巷與順槽交叉地點(diǎn)以里；回風(fēng)順槽內(nèi)除上述要求外，防火墻應(yīng)位于通風(fēng)設(shè)施及構(gòu)筑物以 里工作面一側(cè)；各進(jìn)風(fēng)順槽間、各回風(fēng)順槽間不使用的聯(lián)絡(luò)巷應(yīng)密閉；所有與工作面連通的順槽、巷道都應(yīng)按要求預(yù)留防火墻位置。②掘進(jìn)工作面：應(yīng)參照回采工作面順槽預(yù)留要求因地制宜選定防火墻預(yù)留位置，所選地點(diǎn)應(yīng)在通風(fēng)設(shè)施及構(gòu)筑物、交叉巷道以里；雙巷 (多巷 )同時(shí)掘進(jìn)時(shí)，各巷道都應(yīng)分別預(yù)留防火墻位置，巷道間不使用的聯(lián)絡(luò)巷道應(yīng)及時(shí)密閉；與掘進(jìn)工作面連通的所有巷道內(nèi)，都應(yīng)預(yù)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(diǎn)的 巷道內(nèi)等。 ③灌漿后防止?jié){、透水事故的措施 ，嚴(yán)格控制漿液泥水比，并控制灌漿量不使過(guò)大。 ，并配備小水泵，能夠滿(mǎn)足工作面俯斜開(kāi)采時(shí)的涌水和漿液析水的排放要求。 10d灌漿一次，一部分灌漿水會(huì)從采空區(qū)流入工作面運(yùn)輸機(jī)道或順槽水溝內(nèi) (俯斜開(kāi)采時(shí) )，這時(shí)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。 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì) 30 ，對(duì)采空區(qū)的灌漿量與排水量進(jìn)行觀(guān)測(cè)記錄。排水量過(guò)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(dòng)灌漿管口位置，改變漿液流動(dòng)路線(xiàn)。 e)工作面下部運(yùn)輸機(jī)道見(jiàn)水即停止灌漿。 (相鄰 )工作面間留有 20m保安煤柱，聯(lián)絡(luò)巷及時(shí)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(shí)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(jìn)行放水。 。 7 灌漿量計(jì)算 灌漿用土量 Qt 計(jì)算 預(yù)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(yù)灌、采后封閉停采線(xiàn)灌漿都是以充滿(mǎn)灌漿空間為準(zhǔn)。隨采隨灌的用土量 (Qs)可按下式計(jì)算。 Qt=K179。 M179。 L179。 C179。 H （ 31） 式中： Qt—— 灌漿用土量， m3； m—— 煤層開(kāi)采厚度， m； L—— 灌漿區(qū)的走向長(zhǎng)度， m； H—— 灌漿區(qū)的傾斜長(zhǎng)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)，泥漿收縮山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì) 31 系數(shù)和跑漿系數(shù)等綜合影 響。 取 。 m179。 L179。 H179。 C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(lái)確定灌漿量的大小。 Qt6=179。 179。 120179。 414179。 95%= m3 Qt9+10=179。 179。 130179。 880179。 85%= m3 按日灌漿量計(jì)算 Qt2=（ 32） 式中： Qt2—— 日灌漿所需用土量， m3； G—— 礦井日產(chǎn)量， t； γ 1—— 煤炭容重， t/m3； L—— 工作面日進(jìn)度， m。 Qt2（ 6） =179。 363/= m3 Qt2（ 9+10） =179。 3273/= m3 按灌漿區(qū)日灌漿所需用土量計(jì)算公式為 礦井實(shí)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(kāi)采、運(yùn)輸過(guò)程中的損失， a取 ； Qt=179。 (+)= m3 灌漿用水量 Qw 計(jì)算 灌漿用水量 (Qw)可按下式計(jì)算： Qw=Kw179。 Qt179。δ （ 34） 式中： Qw—— 灌漿用水量， m3； Kw—— 沖洗管路用水量的備用系數(shù)，一般取 ，??； δ —— 水土比，一般取 25，取 2。 Qw=179。 179。 2= m3 日灌漿量 Qj 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì) 32 每日的灌漿量可按下式計(jì)算： Qj= （ Qt2 （ 6 ） +Qt2 （ 9+10 ） +Qw ） u （ 35） 式中： Qj—— 日灌漿量， m3； u—— 泥漿制成率，如表 11所示。 Qj=（ ++）179。 = m3 則小時(shí)灌漿量可按下式計(jì)算： Qjh=Qj/n*t m3/h （ 3－ 6） 式中： n—— 每日灌漿班數(shù) ,班； t—— 每班純灌漿小時(shí)數(shù)。 h/班。 則小時(shí)灌漿量： Qjh=（ 3179。 4） =35m3 其他計(jì)算方法 根據(jù)采空區(qū)所留浮煤量的多少確定灌漿用土量 Qti= m3 （ 3－ 7） 式中： S—— 采空區(qū)傾斜面積， m2； T—— 殘留浮煤厚度， m； K2—— 浮煤量與用土量值比，一般取 ； a—— 泥漿流失系數(shù)，取 。 Qti= m3 （ 3－ 8） 式中： —— 采空區(qū)體積， m3。 K—— 灌漿系數(shù)，一般取 。 8 灌漿管道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 灌漿管道系統(tǒng)布置 灌漿管路有“ L”和“ Z”布置形式 ，如圖 4－ 1 所示 。 各自的優(yōu)缺點(diǎn)如下： ①、 L 形：優(yōu)點(diǎn)：能量集中，充分利用自然壓力，管路有較大的注漿能力；安裝維護(hù)管理簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：井深時(shí)壓力過(guò)大，易崩管。 ②、 Z形：與 L形相反。 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì) 33 圖 4－ 1 L”和“ Z” 灌漿管路圖 所以灌將管路采用“ L”形 布置，能使能量集中，充分利用自然壓力，管路有較大的注漿能力。灌漿路線(xiàn)為： 地面灌漿站→行人斜井→車(chē)場(chǎng)→采區(qū)軌道下山→工采面回風(fēng)順槽→工作面。 輸送倍線(xiàn)計(jì)算 泥漿的輸送倍線(xiàn)為：地面灌漿站至井下灌漿地點(diǎn)的管線(xiàn)長(zhǎng)度與灌漿點(diǎn)的垂高之比。 N=HL （ 4－ 1） 式中： N—— 輸送倍線(xiàn)； L—— 管線(xiàn)長(zhǎng)度， m； H—— 垂高， m。 地面灌漿站到 6煤首采工作面距離為 1078m,工作面走向長(zhǎng) 120m，工作面至地面垂高為 9+10煤首采工作面 距離為1640m,工作面走向長(zhǎng) 130m,工作面至地面的垂高為 10%的管長(zhǎng)， 6煤總長(zhǎng)為 ,9+10煤總長(zhǎng)為 1804m. N6= HL = N9+10= HL = 1804/210= 管徑計(jì)算 根據(jù)泥漿流速確定，對(duì)泥漿流速的要求是： a、 能夠保證泥漿中固體顆粒在輸送過(guò)程中能夠順利流動(dòng)而不要沉淀在管中，以致發(fā)生堵管事 故。 臨界流速：保證泥漿中固體顆粒在輸送過(guò)程中能夠順利流動(dòng)而不沉淀或生堵管的最小平均流速。他與土壤的質(zhì)量、含砂量、比重、土水比等因素有關(guān)，可通過(guò)查表得出。 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì) 34 b、 根據(jù)臨界流速計(jì)算管徑后再反過(guò)來(lái)驗(yàn)算實(shí)際流速，使之略大于臨界流速以保證泥漿的輸送和獲得最經(jīng)濟(jì)的管徑。 ① 管徑計(jì)算： （ 4－ 2） 式中： Qjh—— 小時(shí)灌漿量 m3/h； v0—— 臨界流速 m/s； ②查表選擇直徑 d 表 41 泥漿臨界流速表： 土壤名 稱(chēng) 比重 管外徑及壁厚 土水比 泥漿容重 (t/m3) 臨界流速 (m3/s) 粘土 90179。 6 1:3 1:5 1:7 125179。 6 1:3 1:5 1:6 1:7 1:10 根據(jù)上表，選擇外徑為 100mm的熱軋無(wú)縫鋼管。 ③校驗(yàn)實(shí)際流速 v=π Qjh /（ 30*d2 ） 2 （ 4－ 3） v=179。 35/(30179。 )=要求 : v=＞ v0=00 3013 6 0 04 vQvQd jhjh ?? ??md * 35301 ??山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì) 35 管材確定 根據(jù)灌漿壓力確定：選用無(wú)縫鋼管。 管壁計(jì)算 ① 垂直管道： （ 4－ 4） 式中：δ —— 管壁厚度， mm； d—— 管內(nèi)徑 ， mm； RZ—— 許用應(yīng)力，無(wú)縫鋼管 800kg/cm2；鑄鐵管 200kg/cm2；普通鋼管 600kg/cm2； P—— 管內(nèi)壓力 kg/cm2， P= jH； γ j —— 泥漿容重 t/m3，取 ； H—— 井深 , ； a—— 考慮管壁不均勻的附加厚度，鋼管 12mm；鑄鐵管 79mm； b—— 考慮垂直管道磨損的附加厚度，根據(jù)管道的服務(wù)年限取14mm。 ② 水平管道： （ 4－ 5） n—— 管道質(zhì)量與壁厚不均勻的變動(dòng)系數(shù)，取 。 ③ 管材確定 baPR PRdZZ ?????? ) (?banR dPZ??? 140γ jH?mm642)1210*** 210***(* ????????mm228 0 0**1 4 0 *2 1 0** ????山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井防滅火設(shè)計(jì) 36 根據(jù)上 述計(jì)算，并結(jié)合 表 4－ 1， 最終 選擇外徑為 100mm 的熱軋無(wú)縫鋼管。 9 水槍選擇 水槍的流量特性計(jì)算 水槍噴嘴出口射流速度可根據(jù)式（ 5－ 2）進(jìn)行計(jì)算。