【正文】 用土量值比，一般取 ； a—— 泥漿流失系數(shù)，取 。 水土比 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 泥漿容重 泥漿制成率 則小時灌漿量可按下式計算： Qjh=Qj/ m3/h 式中： n—— 每日灌漿班數(shù) ,班； t—— 每班純灌漿小時數(shù)。 ③ 礦井日用土量 礦井實(shí)際每日所需采土量為： Qt=a﹒ Qt2 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(yùn)輸過程中的損失， a取 ； 2）灌漿用水量 Qw 灌漿用水量 (Qw)可按下式計算： Qw= 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。 ，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。 Qt1= 式中： Qt1—— 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。采前預(yù)灌、采后封閉停采線灌漿都是以充滿灌漿空間為準(zhǔn)。這里介紹一種常用的方法。在 210之間。 主要取決于土質(zhì)的情況，同時又與泥漿的輸送距離、灌漿的方法、煤層的傾角和氣候條件的變化有關(guān) 。 4）泥漿的土水比： 1： 25 泥漿的土水比 是 一個要參數(shù)。 3）黃泥灌漿 ： 水力取土、自然成漿： 高壓水槍取土 —— 輸漿溝 —— 過濾篩 —— 管道入井。 （ 2）灌漿材料的選擇 （ 3）漿液的制備與運(yùn)輸 1）矸石頁巖灌漿： 矸石頁巖采石場 —— 粒度篩選 —— 運(yùn)輸設(shè)備 —— 多極破碎機(jī)（球式、 鱷式） —— 泥漿攪拌池 —— 泵站 —— 管道入井。 7）泥土要便于開采、運(yùn)輸與制備。 4）泥漿要易于脫水； 注漿必須脫水 5）泥土粒度要求； 不大于 2mm，細(xì)小粉粒（粒度小于 1mm）要占 75%以上。否則等于白注。 1）加入少量水能夠成漿； 泥漿加入水后要能溶解成漿，不能形成團(tuán)團(tuán)塊塊或夾雜大量矸石，否則易堵管和灌漿不均勻。預(yù)防性灌漿的作用 （ 1）預(yù)防性灌漿： 預(yù)防性灌漿：將水與漿材作適當(dāng)配合制成漿液，借助輸漿設(shè)備送到可能發(fā)生自燃發(fā)火的地點(diǎn)，防止煤炭的自燃。 預(yù)防性灌漿 《 煤礦安全規(guī)程 》 第二百三十二條規(guī)定： 開采容易自燃和自燃的煤層時，必須對采空區(qū)、突出和冒落孔洞等空隙采取預(yù)防性灌漿或全部充填、噴灑阻化劑、注阻化泥漿、注凝膠、注惰性氣體、均壓等措施，編制相應(yīng)的防滅火設(shè)計，防止自然發(fā)火。 根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者對采場漏風(fēng)的研究認(rèn)為采空區(qū) “ 三帶 ” 的范圍根據(jù)采空 區(qū)流速 劃分一般為： 不燃帶的流速：大于 m/min； 自燃帶的流速： m/min； 窒息帶的流速：小于 m/min。 （ 2） 采空區(qū)煤炭氧化自燃“三帶” 劃分 劃分采空區(qū)的 ， 目前尚無具體的統(tǒng)一指標(biāo)參數(shù) ， 但總的來說有兩種劃分方法 ： ① 根據(jù)采空區(qū)漏風(fēng)流速劃分 這種方法主要通過實(shí)驗(yàn)室模型實(shí)驗(yàn) ， 模擬采場的實(shí)際條件來進(jìn)行 。 在自燃帶之后，冒落的巖石不斷被壓實(shí)，漏風(fēng)微弱氧氣濃度下降到 68%以下的窒息濃度。 從不自燃帶向采空區(qū)的 1120m范圍內(nèi)， 因 采空區(qū)上覆巖層的冒落與逐漸壓實(shí)，漏風(fēng)減少 到 既有充足的供氧條件，又有良好的蓄熱環(huán)境，故煤炭最易于自燃。 不燃帶的寬度一般為工作面煤壁至采空區(qū)的 115m范圍內(nèi)。 第一帶 ： 不自燃帶 。 加快 自燃帶 前移速度的唯一方法是加快工作面回采速度。 采空區(qū)自燃“三帶”劃分依據(jù)： 依據(jù) ：以氧氣濃度為主，溫度變化曲線為輔，參考其他氣體變化曲線與采空區(qū)流速模擬分析。 取樣： 每日一次取樣，同時記錄回采工作面進(jìn)度。 氣體成分：束管、 氣相色譜儀 、 抽氣泵 、球心。 如圖所示，前進(jìn)式回采時，采用 b的通風(fēng)方式，而不應(yīng)采用 a，加大了漏風(fēng)，后退式回采時，采用 d的通風(fēng)方式，而不采用 c，會在上隅角形成無風(fēng)區(qū)?？梢圆捎镁鶋悍罍缁鸬绕渌椒▉矸阑稹? 把漏風(fēng)量控制在 m3/，也是一件困難的事，花了九牛二虎之力，可能漏風(fēng)量減少得還很少。 漏風(fēng)量小，氧不足，氧化條件不忍受或很微弱，不致引起熱量的集聚。 1m3碎煤最利于自燃的供氧條件為。 區(qū)段“由上向下”開采 工作面應(yīng)采用后退式 工作面沿走向提腰斬斷 防止漏風(fēng) 漏風(fēng)是導(dǎo)致煤炭氧化自燃的根源，井下條件千變?nèi)f化，不能做到杜絕漏風(fēng)，只能說是控制漏風(fēng)、減少漏風(fēng)使其達(dá)不到自燃條件。然而由于采掘失調(diào)，生產(chǎn)工作面接替緊張，又單純追求快出煤，以致在有的礦井出現(xiàn)反其道而行的現(xiàn)象。這就為自然發(fā)火創(chuàng)造了條件。一前一后，產(chǎn)量成倍增長。 煤層群開采，有的礦井單純追求近期效益，常常是先吃 “ 肥肉 ” 后啃 “ 骨頭 ” ，就是說違背正常的自上而下依次開采的順序，先采厚煤層，后采薄及中厚煤層，以致破壞了上下鄰近煤層的完整性，為日后開采防止自然發(fā)火制造了困難。 因此，在中央并列式通風(fēng)的礦井，開采易燃煤層時最好采用由邊界后退的開采順序。 推廣無煤柱開采 1）礦井應(yīng)采用“由外向里”的開采方式 過去的一些礦井，由于過分的強(qiáng)調(diào)快出煤、早出煤的要求，以致在中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，開采易自燃的厚煤層礦井，主付井筒貫通之后，就在靠近衛(wèi)業(yè)廣場煤柱邊緣市置工作面采煤。 在特厚煤層的開采中，將水平大巷、采區(qū)上山、區(qū)段集中運(yùn)輸和回風(fēng)巷均布置在煤層底板巖石里，采用垮越回采，取消水平大巷煤柱，采區(qū)上 (下 )山煤柱，采用沿空留巷或掘巷，取消區(qū)段煤柱，采區(qū)區(qū)間煤柱，采用傾斜長壁仰斜推進(jìn)、間隔跳采等措施，并輔以巷旁隔離、采空區(qū)灌漿、停采線局部區(qū)域灌漿充填、及時封閉、均壓通風(fēng)等措施，則采空區(qū)自然發(fā)火是可以完全控制的。棗莊柴里煤礦在開采自燃較為嚴(yán)重的特厚煤中也試行了無煤柱開采，獲得了沿空掘巷有助于防止自燃的結(jié)論?；仫L(fēng)阻力不要超過 50%，總壓力不要超過 3000Pa(300mmH2O) 無煤柱開采是六十年代開始，七十年代發(fā)展成熟的一項(xiàng)技術(shù)，無煤柱開采方法不僅巳經(jīng)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，而且在防止煤柱自然發(fā)火方面，在不少礦區(qū)也巳取得成效。 2） 通風(fēng)構(gòu)筑物布置合理 通風(fēng)構(gòu)筑物布置應(yīng)以不引起采空區(qū)或火區(qū)進(jìn)、回風(fēng)密閉兩側(cè)風(fēng)壓增高為原則。 1） 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)合理 指通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、通風(fēng)動力與網(wǎng)絡(luò)的匹配合理。合理的通風(fēng)系統(tǒng)就是要盡量減少向采空區(qū)、煤柱等的漏風(fēng)供氧條件。 卸 壓 帶應(yīng) 力 集 中 帶正 常 應(yīng) 力 帶應(yīng) 力 集 中 帶正 常 應(yīng) 力 帶 合理的通風(fēng)系統(tǒng) 火災(zāi)三要素是同時具備： 可燃物、熱源、供氧； 自燃四要素是同時具備： 自燃傾向性、蓄熱環(huán)境、供氧、氧化時間。 要將巷道布置在集中應(yīng)力的卸壓帶內(nèi)。 由于集中應(yīng)力的影響，使巷道壁壓裂、壓碎、變形等，從而引起漏風(fēng)和 造成蓄熱的環(huán)境。 合理的采煤方法 控制礦山壓力、減少煤體破碎 由于受采掘的影響，破壞了煤巖體內(nèi)原有的內(nèi)力平衡狀態(tài)，從而要引起 應(yīng)力的再分布，也就形成了應(yīng)力的集中。要做到： (1）少丟煤或不丟煤，盡量減少可燃物； （ 2）控制礦山壓力，減少煤柱破壞； （ 3）合理布置采區(qū)； （ 4）加快回采速度； （ 5）減少巷道維護(hù)時間； （ 6）堅持正常的采序。 盡量少掘輔助性巷道。 1）采用巖石巷道 盡量減少切割煤層， 以最小的煤層切割量獲得最大的煤炭回采率。 合理的巷道布置系統(tǒng) 為了防止煤層自然，對開拓開采的要求是 ： 正確的開拓方式，合理的采煤方法，就是增強(qiáng)礦井的先天防火能力。 若布置在自燃傾向性嚴(yán)重的煤層、厚煤層、煤層群中，將得不償失，可 能會被火燒得焦頭爛額、夜不安寧。投采的 34年間 礦井火災(zāi)頻頻發(fā)生，生產(chǎn)處于采采停停、停停采采的被動局面。挑肥揀瘦，大量丟失余煤，煤炭的堆積 導(dǎo)致火災(zāi)頻頻不斷打亂了生產(chǎn)次序，欲速這不達(dá)。因煤軟易掘，投入小、見效快。 但最重要的方法還是要有正確的開拓開采方法，合理的開拓系統(tǒng)與采 煤方法對于防止煤炭自燃起著決定性的作用。 煤層自然發(fā)火期 是自然發(fā)火危險程度在時間上的量度。 煤炭自燃傾向性、 自然發(fā)火危險程度、煤層自然發(fā)火期三者關(guān)系： ? 煤炭自燃傾向性 是煤層的自然屬性，是煤本身的氧化能力和物理化學(xué)特征，即煤層自燃的能力。 巷道中煤層自然發(fā)火期應(yīng)以自然發(fā)火地點(diǎn)在揭露煤之日起至發(fā)生自然發(fā)火時為止的時間計算，一般以月為單位。影響煤炭自燃的外因因素也是不可忽視的。一個弱自燃傾向性的礦井，如果不重視安全工作，亂采亂伐，四處漏風(fēng)，則煤炭自燃發(fā)火的幾率可能要比一個強(qiáng)自燃傾向性的礦井大。 而 外因的影響因素則是后天的因素 ，主要包括：地質(zhì)變動、煤層賦存條件、開拓開采條件和通風(fēng)條件等的影響。 內(nèi)因的影響因素是先天的因素 ，是在成煤之前或在成煤的過程中就已經(jīng)存在了的。 表 2 高硫煤、無煙煤自燃傾向性分類表 表 1 褐煤、煙煤類自燃傾向性分類表 同一 實(shí)驗(yàn)室 不同 實(shí)驗(yàn)室 表 3 煤吸氧量測定的平行實(shí)驗(yàn)誤差 專用標(biāo)準(zhǔn)樣品管結(jié)構(gòu)示意圖 ZRJ1型流態(tài)色譜吸氧儀器 煤層自燃危險程度及自然發(fā)火期 如前所述，煤炭的自燃與否， 主要取決于煤炭本身的自燃傾向性， 煤本身的物理化學(xué)性質(zhì)和外部的漏風(fēng)供氧和熱交換的條件。 干煤 Ⅰ 容易自燃 Ⅱ 自燃 Vd ≤ Ⅲ 不易自燃 ≤ 自燃傾向性等級 自燃傾向性 煤的吸氧量， cm3／g (3)煤自燃傾向性等級分類 以每克干煤在常溫(30℃) 、常壓( 104Pa)下的吸氧量作為分類的主指標(biāo)，煤的自燃傾向性等級按表 表 2分類。 ／ min，吸附氧氣流量為 20177。 3）步驟 （ 1）煤樣的預(yù)處理 制備好的煤樣稱取 1g裝入標(biāo)準(zhǔn)樣品管中，通以氮?dú)?(流量 30cm3／ min)，在柱箱溫度為 105℃ 的條件下處理 。 開采容易自燃和自燃煤層的礦井，必須采取綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火的措施。 新建礦井的所有煤層的自燃傾向性由地質(zhì)勘探部門提供煤樣和資料送國家授權(quán)單位作出鑒定，鑒定結(jié)果報?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)及煤炭管理部門備案。 煤的自燃傾向性鑒定方法與分類 煤炭自燃 傾向性 影響因素 影響煤炭自燃傾向性的因素 （ 內(nèi)因因素 ） 主要有： 1） 煤的變質(zhì)程度 2） 煤的水分 3） 煤巖成分 4） 煤的含硫量 5） 煤的粒度 、 孔隙度與脆性 影響煤炭自燃的外因因素： 影響煤炭自燃的外因因素主要有： 1） 煤層地質(zhì)賦存條件 2） 地質(zhì)構(gòu)造的破壞程度 3） 圍巖性質(zhì) 4） 采掘技術(shù)因素 5） 通風(fēng)條件 煤炭自燃 傾向性 影響因素 鑒定煤的自燃傾向性對于掌握自燃火災(zāi)的發(fā)生規(guī)律，有針對性地采取防火措施具有重要意義。 外因因素： 指煤在氧化過程中的通風(fēng)供氧和熱交換的條件 。 因此煤炭的自燃與否主要取決于兩個因素： 內(nèi)因因素： 指煤本身的自燃傾向性 ， 煤本身的氧化能力和物理化學(xué)特征 。 為什么有的煤能自燃 ， 有的煤不會自燃 ， 如：河南焦作的煤不易燃 ， 陜西銅川 、 遼寧撫順 、 甘肅窯街等的煤易燃 。 4）冷卻風(fēng)化 煤在氧化過程中，如有良好的冷卻散熱條件以至溫度不能上升，則發(fā)生風(fēng)化。 自熱后期：當(dāng)溫度達(dá)到 6080℃ 的臨界 溫度時，氧化速度加劇。 氧化過程 燃燒期著 火 點(diǎn) 溫 度自 熱后 期自 熱前 期潛 伏 期℃冷 卻 風(fēng) 化時 間溫度1）準(zhǔn)備期 （潛伏期） 煤在低溫下吸附空氣中的氧，在煤的表 面生成不穩(wěn)定的初級氧化物羧基 OH、 羥基 COOH，煤溫與環(huán)境溫度不變，煤 重增加，