【正文】 泥漿在流1. 注漿量少2. 輸漿困難或無法用鉆孔注漿時采用優(yōu)點：1. 機動靈活2. 注漿距離短、管材消耗少、堵管機會少缺點：1. 生產(chǎn)能力低2. 管理分散、效率低井下移動注漿1. 煤層埋藏淺2. 注漿采區(qū)分散3. 原料豐富，運輸距離近優(yōu)點：1. 設(shè)備簡單、投資少、建設(shè)速度快2. 制漿工藝簡單、操作容易3. 可減少井下所需干管缺點：1. 注漿分散、管理分散、人員多2. 占用土地多、需打分區(qū)鉆孔鉆孔或分區(qū)注漿分散注漿1. 煤層埋藏較深2. 礦井注漿量大，且采區(qū)生產(chǎn)集中3. 取運漿料距離較遠優(yōu)點：1. 工作集中、便于管理2. 人員少、效率高3. 便于掌握漿液的濃度和質(zhì)量4. 占地較少缺點：1. 初期投資大、建設(shè)時間長2. 采運工作比較復(fù)雜集中注漿適 用 條 件優(yōu) 缺 點名 稱注漿量少輸漿困難或無法用鉆孔注漿時采用優(yōu)點：機動靈活注漿距離短、管材消耗少、堵管機會少缺點：生產(chǎn)能力低管理分散、效率低井下移動注漿煤層埋藏淺注漿采區(qū)分散原料豐富，運輸距離近優(yōu)點：設(shè)備簡單、投資少、建設(shè)速度快制漿工藝簡單、操作容易可減少井下所需干管缺點：注漿分散、管理分散、人員多占用土地多、需打分區(qū)鉆孔鉆孔或分區(qū)注漿分散注漿煤層埋藏較深礦井注漿量大，且采區(qū)生產(chǎn)集中取運漿料距離較遠優(yōu)點：工作集中、便于管理人員少、效率高便于掌握漿液的濃度和質(zhì)量占地較少缺點：初期投資大、建設(shè)時間長采運工作比較復(fù)雜集中注漿適 。水力取土機械制漿是用高壓水槍直接沖刷地表或預(yù)先堆積的黃土混合形成泥漿，經(jīng)輸漿溝送達灌漿管路，這種方式工序簡單，但漿液質(zhì)量難以保證，防火效果差；機械制漿是按照一定的比例將制漿材料和水送入攪拌池，經(jīng)攪拌機攪拌后經(jīng)輸漿泵輸入灌漿管路送至井下，可保證漿液的配比， 灌漿防火 效果較好，設(shè)計采用機械攪拌制漿工藝。 地面固定式集中灌漿系統(tǒng)是在礦井工業(yè)場地設(shè)立 集中灌漿站 ，為全礦服務(wù)，雖然初期投資較大、管路較長、占地較大，但具有灌漿量大、工作集中、管理方便、效率高等優(yōu)點，因此，趙家溝煤業(yè)選擇地面固定式灌漿系統(tǒng)，布置在副斜井附近。Q 土 式中： K 水 —— 用于沖洗管路防止堵塞的水量備用系數(shù)，取 。 經(jīng)計算： Q 土 =73m3 日灌漿用水量 Q 水 =K 水 山西石樓華潤聯(lián)盛趙家溝煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項設(shè)計 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 33 經(jīng)計算： Qw= 日灌漿量 Q=Qwt= 12= 式中 ： Q—— 日灌漿量， m3/d。 灌漿量計算 本礦井采井田范圍內(nèi)的 2 號煤層，工作面達產(chǎn)時，在 2 號煤布置一個 高檔普采 工作面，產(chǎn) 量 60 萬噸 /年。 八 ” 工作制。 灌漿站工作制度 灌漿站在原則上應(yīng)與礦井工作制度相配合，趙家溝煤業(yè)礦井年工作 330天，井下“ 四 土水比小，則輸送相 同體積的土所用的水量大，包裹和隔絕效果不好。 土水比 漿液的土水比是反映泥漿濃度的指標(biāo)，是指泥漿中土與水的體積之比，土水比的大小影響著灌漿的效果和泥漿的輸送。 灌漿參數(shù)計算 灌漿系數(shù) 灌漿系數(shù)指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，《煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范， MT/T 702— 1997》規(guī)定：對于預(yù)防性灌漿一般取 3％～ 12％，滅火灌漿時系數(shù)相應(yīng)加大。粘土顆粒粒度小，粘性良好，易成漿，便于輸送；流動性、滲透性好，能填堵巖石和煤中的細小裂隙；密封性能好，不透氣體。粉煤灰在國內(nèi)的許多礦區(qū)得到廣泛地使用。粉煤灰親水性差，粒度大于粘土，粘性差；漿液脫水速度快，易沉降，容易發(fā)生堵管現(xiàn)象；堵漏效果差。經(jīng)粉碎研磨的矸石可滿足不同粒度要求，易懸??；材料資源穩(wěn)定，可滿足持續(xù)注漿需求；減少矸石堆放量及所需耕地，利于保護耕地；減輕環(huán)境污染?？蓪崿F(xiàn)大流量注漿；脫水性良好；消耗最小的電能和水便能很容易沖走；材料成本較低，資源穩(wěn)定，節(jié)約大量土地資源。粘土顆粒粒度小，粘性良好，易成漿，便于輸送；流動性、滲透性好，能填堵巖石和煤中的細小裂隙；密封性能好，不透氣體。粉煤灰在國內(nèi)的許多礦區(qū)得到廣泛地使用。粉煤灰親水性差，粒度大于粘土，粘性差；漿液脫水速度快，易沉降，容易發(fā)生堵管現(xiàn)象；堵漏效果差。經(jīng)粉碎研磨的矸石可滿足不同粒度要求，易懸浮；材料資源穩(wěn)定，可滿足持續(xù)注漿需求；減少矸石堆放量及所需耕地，利于保護耕地；減輕環(huán)境污染?？蓪崿F(xiàn)大流量注漿；脫水性良好；消耗最小的電能和水便能很容易沖走；材料成本較低，資源穩(wěn)定，節(jié)約大量土地資源。 其優(yōu)缺點如表 431所示。 目前煤礦常用的灌漿材料主要有：黃土、電廠 粉煤灰、煤矸石粉、頁巖、尾礦等。 灌漿防滅火方法主要注重于“滅”，即煤層出現(xiàn)自燃發(fā)火征兆時而使用，若煤層無自燃發(fā)火征兆時，主要以 噴灑阻化劑方法為主，但灌漿系統(tǒng)應(yīng)每隔 710 天 運行一次，以保證該系統(tǒng)的可靠性。但由于這種方法具有以下缺點： (1)漿體只流向地勢低處，不能向高處堆積，對高位火作用有限； (2)不能均勻覆蓋浮煤，容易形成 “ 拉溝 ” 現(xiàn)象； (3)易跑漿和潰漿，惡化工作環(huán)境，影響煤質(zhì)。 煤層采用仰斜開采的方法。 應(yīng)有灌 漿前疏水和灌漿后防止?jié){、透水的措施。 安排生產(chǎn)計劃時，必須同時安排防火灌漿計劃，落實灌漿地點、時間、進度、灌漿濃度和灌漿量。 灌漿防滅火系統(tǒng)基本要求 礦井注漿防滅火設(shè)計的主 要內(nèi)容 選用的注漿材料種類及其性能分析資料； 主要注漿參數(shù)； 漿液的制備方法； 輸送漿液的管路系統(tǒng)及計算； 注漿方法； 礦井注漿防滅火效果考察； 礦井注漿防滅火安全措施。 《煤礦建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計審查和竣工驗收規(guī)范》（ AQ10552021）對防滅火設(shè)計中要求規(guī)定：開采容易自燃煤層或采用放頂煤開采自燃煤層的礦井，必須設(shè)計以灌漿為主的兩種以上綜合防滅火措施。 山西石樓華潤聯(lián)盛趙家溝煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項設(shè)計 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 29 4 灌漿防滅火系統(tǒng) 灌漿防滅火特點 灌漿就是將水和漿材按適當(dāng)?shù)谋壤旌?，制成一定濃度的漿液，沿輸漿管路借助于自 然 壓差或泥漿泵輸送到井下，然后通過鉆孔或?qū)ｉT的灌漿引管向可能或已經(jīng)發(fā)生自燃的區(qū)域灌注，以防止自燃火災(zāi)的發(fā)生或治理火區(qū)。 嚴(yán)格氣樣分析日報制度，要隨取樣隨分析，并當(dāng)天審核上報。 礦井火災(zāi)預(yù)測預(yù)報管理 加大布點密度，提高預(yù)測預(yù)報精度。 檢測時要做到 “ 四 定 ” ，即定人、 定點、 定時、定儀器。 根據(jù)礦井防滅火的需要，掘進工作面迎頭 5m，回采 工作面上隅角、回風(fēng) 順槽，密閉觀測孔、密閉墻四周 等 地點；重點檢查 CO、 O溫度，每班檢測 2 次，如果任何一處 CO或溫度異常，可隨時根據(jù)變化情況設(shè)置測點，且增加每班觀測次數(shù)。并定期 利用氣囊 采集氣樣送地面進行氣相色譜分析。 人工檢測和取樣分析 人工檢測 是 煤層 自燃 火災(zāi)的重要監(jiān)測手段，由人工直接在測點進行氣體 和溫度 檢測 。 ③ 束管連接采用專用的束管連接頭連接，做到連接處無漏氣；采樣頭的端部應(yīng)罩以鐵絲網(wǎng)，并用堅硬的護欄保護好。其中一個一直設(shè)置在工作面上隅角，其余 1個間隔 50m并接上采樣器作為一個采樣點，當(dāng)采樣點進入采空區(qū)后進行取樣分析， 以此類推依次啟用下一個采樣點 。 山西石樓華潤聯(lián)盛趙家溝煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項設(shè)計 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 27 5)束管 采樣系統(tǒng)的布置 地面 束管采樣系統(tǒng)主機布置在地面防滅火實驗室，約需 3 5=15m2，井下主要監(jiān)測點為回采工作面上下隅角、采空區(qū)，密閉觀測孔，其余地點根據(jù)需要從主管路接出。 4)系統(tǒng)主要功能及技術(shù)參數(shù) 對井下任意 (132)點的 O N CO、 CO CH C2H C2H C2H6 等 火災(zāi)氣體的常、微含量實行 24 小時連續(xù)監(jiān)測，經(jīng)過對 自燃 火災(zāi)標(biāo)志氣體的確定和分析，及時早期預(yù)測預(yù)報 煤層自然發(fā)火，連續(xù)監(jiān)測煤自燃過程中標(biāo)志氣體組分、濃度變化規(guī)律，防止自然發(fā)火和瓦斯爆炸、判斷密閉火區(qū)的發(fā)展情況和火區(qū)熄滅程度，為啟封火區(qū)提供科學(xué)數(shù)據(jù)、在采用惰氣防滅火作業(yè)中，跟蹤了解作業(yè)區(qū)惰化情況，為滅火措施提供保障。 3)系統(tǒng)分析中心 選用 JSG7 型礦井多點自動檢測儀，與井下 12～ 32路采樣管 相 連接，通過微機控制與數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)循環(huán)采樣分析、自動報警、打印組分結(jié)果報表。 山西石樓華潤聯(lián)盛趙家溝煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項設(shè)計 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 26 1)系統(tǒng)組成 主要由井下工作面粉塵過濾器、單管、井下初級濾水裝置、分路箱、束管、地面二級濾水裝置、真空管道系統(tǒng)、氣體采樣自動控制柜、束管專用色譜儀、數(shù)據(jù)處理工作站及爆炸三角形軟件等組成。 針對采空區(qū)、封閉火區(qū)等人員無法進入地點氣樣的采集，目前最常用的是礦井自燃火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng) 連續(xù)采集輸送井下多處采煤工作面的氣體，由地面監(jiān)測控制，循環(huán)自動取樣分析，經(jīng)過對礦井火災(zāi)標(biāo)志性氣體的連續(xù)分析數(shù)據(jù)及趨勢曲線，對火災(zāi)和瓦斯爆炸的可能性連續(xù)進行分析及發(fā)火點的預(yù)測預(yù)報，為礦井瓦斯事故和自然火災(zāi)的防治工作提供科學(xué)依據(jù)。 采煤工作面溫度傳感器的報警值為 30℃，機電硐室溫度傳感器的報警值為 34℃。 2)溫度傳感器 采煤工作面回風(fēng)巷、回風(fēng)隅角和機電硐室應(yīng)設(shè)置溫度傳感器， 其中采煤工作面回風(fēng)溫度傳感器布置在 距 回風(fēng) 口 1015m處 ； 采煤工作面溫度傳感器設(shè)置如圖所示。 圖 311 采煤工作面一氧化碳傳感器的設(shè)置 CO 傳感器應(yīng)垂直懸掛在巷道的上方風(fēng)流穩(wěn)定的位置，距頂板（頂梁）不得大于山西石樓華潤聯(lián)盛趙家溝煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項設(shè)計 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 25 300mm，距巷壁不得小于 200mm，并應(yīng)安裝維護方便，不影 響行人和行車。 1)CO 傳感器 采煤工作面回風(fēng)巷、帶式輸送機滾筒下風(fēng)側(cè) 10～ 15m 處、自燃發(fā)火觀測點、封閉火區(qū)防火墻柵欄外、采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷和總回風(fēng)巷必須設(shè)置 CO傳感器。 系統(tǒng) 煤層自燃監(jiān)測主要協(xié)同有：傳感器監(jiān)控系統(tǒng)、束管監(jiān)測系統(tǒng)和人工檢測系統(tǒng)。觀測點應(yīng)設(shè)置在能采集到觀測區(qū)內(nèi)有代表性氣體的地點，并盡量設(shè)置在巷道周圍壓力較小，沒有拐彎，斷面沒有突然擴大或縮小的地點。 煤自 燃 發(fā)火預(yù)測預(yù)報制度就是對井下煤層自燃監(jiān)測點，采用一定的方法定期或連續(xù)的進行取樣分析，總結(jié)各點氣體組分、濃度的變化規(guī)律，結(jié)合煤自燃發(fā)火標(biāo)志氣體，判斷煤自燃的發(fā)展進程，作出煤自燃發(fā)火的早期預(yù)測預(yù)報。因此，對趙家溝煤業(yè)開采煤層自燃火災(zāi)的預(yù)報以標(biāo)志氣體分析法為主，測溫法為輔。 煤自燃是一個漸進變化的過程，是處于破碎狀態(tài)堆積的煤在與空氣（氧氣）接觸后，發(fā)生一系列物理吸附、化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生熱量，當(dāng)產(chǎn)生的熱量大于向環(huán)境散發(fā)的熱量時，熱量得以聚集，煤巖體和周圍空氣溫度逐漸上升 ，并釋放出一系列氣體，其中某些氣體的出現(xiàn)和產(chǎn)率隨煤溫的上升而發(fā)生規(guī)律性變化，可以用來預(yù)報煤炭自燃發(fā)火的情況，這些氣體稱之為煤自燃發(fā)火的標(biāo)志氣體。 山西石樓華潤聯(lián)盛趙家溝煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項設(shè)計 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 23 3 礦井自燃火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng) 《煤礦安全規(guī)程》第二百四十一條規(guī)定：開 采容易自燃和自燃煤層時，在采區(qū)開采設(shè)計中，必須明確選定 自燃發(fā)火觀測站或觀測點的位置并建立監(jiān)測系統(tǒng) 、確定煤層自燃發(fā)火的標(biāo)志氣體和建立自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報制度。 加強對礦井外因火源的管理，機電設(shè)備、帶式輸送機、空壓機等要滿足相關(guān)規(guī)定，并完善各種保護措施，健全相應(yīng)的防火構(gòu)筑物和消防材料。 正常生產(chǎn)時，灌漿站為三班灌漿；阻化劑每天在檢修班期間噴灑一次。 趙家溝煤業(yè)礦井防滅火設(shè)計總體方案 采集開采煤層煤樣進行煤自燃特性試驗，優(yōu)選出煤層自燃發(fā)火的標(biāo)志氣體，并根據(jù)礦井不同自燃監(jiān)測點要求建立和完善煤自燃監(jiān)測方法和手段，強化煤自燃發(fā)火的早期預(yù)測預(yù)報工作，及時測定氣體、溫度的變化情況，科學(xué)地對煤自燃發(fā)火進行預(yù)測預(yù)報，防患于未 “ 燃 ” 。由于趙家溝煤礦開采的 4號煤層為自燃煤層，且 4號煤層采用 高檔普采 回采工藝，因此設(shè)計 采用 以灌漿為主 、噴灑阻化劑為輔 的兩種防滅火措施。灌入的泥漿能夠吸熱降溫，對煤體有包裹作用，起隔氧降溫目的，同時能膠結(jié)頂板、降低采空區(qū)空隙率、增加漏風(fēng)阻力。 目前，煤自燃早期預(yù)測預(yù)報方法主要有指標(biāo)氣體分析法和測溫法，其中指標(biāo)氣體分析法相應(yīng)的配套裝備比較完善