【正文】 式中： Qj—— 日灌漿量， m3； u—— 泥漿制成率，如表所示。 h/班。 （ 2）根據(jù)采空區(qū)體積大小確定灌漿用土量 Qti= m3 式中： —— 采空區(qū)體積， m3。 一般情況下灌漿后泥漿都能脫水，一部分水經(jīng)由裂隙滲出。因此 ，在煤層內(nèi)掘進(jìn)分層巷道時(shí)，對(duì)有可能積水地區(qū)仍應(yīng)采取邊掘邊探的方法，及時(shí)放出積水。 解決方法： 在運(yùn)輸巷道內(nèi)挖掘排水溝； 一定要將水全部排出，以防泥水大量存積于采空區(qū)造成突水事故。 解決方法： （ 1）在工作面下口靠近放頂線(xiàn)的運(yùn)輸巷道內(nèi)構(gòu)筑濾漿密閉，使泥漿滯留于采空區(qū)。（采用酥桔、蘆葦?shù)龋? （ 2）增加泥漿濃度 增加泥漿濃度，在泥漿中加砂或鋸末堵塞漏漿通道。 （ 7）防止?jié){事故 防止?jié){事故在預(yù)防性灌漿中，是非常重要的環(huán)節(jié)。 吉林遼源礦務(wù)局西安礦事故 造成潰漿事故的原因 ： 1）泥漿脫水性不好，不能及時(shí)沉淀，大量積聚于采空區(qū)運(yùn)輸巷； 2）濾漿密閉構(gòu)筑不好，積水不能排出； 3）有地表水或地下水源經(jīng)由塌陷區(qū)或其他裂隙進(jìn)入灌漿區(qū)。在受采掘影響時(shí)，如果原有密閉或煤柱強(qiáng)度不夠或采掘的溝通，大量的泥漿就會(huì)突然涌出造成人員傷亡事故。如果排出的水量太少，說(shuō)明在采空區(qū)有大量積水，應(yīng)立即停止灌漿，采取放水措施。 2）設(shè)置濾漿密閉 在工作面下口靠近放頂線(xiàn)的運(yùn)輸巷道內(nèi)構(gòu)筑濾漿密閉，使泥水分開(kāi)，泥漿留于采空區(qū)，水要排出。 4）在灌漿區(qū)下作業(yè)時(shí)要先探后采掘 灌漿區(qū)下作業(yè)，一定要先打鉆孔探查采空區(qū)是否有積水，特別是在有了突水征兆時(shí)，更要加倍小心，先探后采掘。將防止?jié){事故總結(jié)為八個(gè)字： “ 探、放、排、引、堵、截、濾、泄 ” 。 放 探查倒有積水存積時(shí)，要打大直徑鉆孔進(jìn)行放水。 引 積水從掘進(jìn)工作面和采煤工作面排出后，利用大巷水溝將積水引至井 底水倉(cāng)。 截 堵截灌漿區(qū)和其他水體的通道。 泄 如果再隨采隨灌時(shí)，雖構(gòu)筑了濾漿密閉，但積水仍然不能較好的排出，則需要掘?qū)Ｓ盟疁闲钩龇e水。 （ 8）灌漿站的主要設(shè)施 灌漿站的主要設(shè)施包括： 集泥池、泥漿攪拌池、泥漿攪拌機(jī)、儲(chǔ)土場(chǎng) 等 1）集泥池 水力取土?xí)r，為了方便泥漿泵的吸、送漿，可就地取材，砌筑一個(gè)池或用水槍沖刷一個(gè)坑。 一般以 10min的水槍沖土能力或 10min的水泵的吸泥能力選大者作為集泥池的體積。 2）泥漿攪拌池 ａ 一般按 2h灌漿量計(jì)算，向出口方向設(shè) 25%坡度，長(zhǎng) 20m，寬 1m，高 1m。 4）儲(chǔ)土場(chǎng) 按 10天的儲(chǔ)土量設(shè)計(jì)。 2）煤炭自然發(fā)火情況 煤的碳化程度、煤巖成分、含硫量、自然發(fā)火傾向性及自然發(fā)火期 —— 選擇灌漿方式、土水比； 3）灌漿材料基本情況 各種漿材的質(zhì)量、數(shù)量、開(kāi)采條件及采土場(chǎng)與井口位置關(guān)系圖； （ 1）根據(jù)漿材的質(zhì)量、數(shù)量合理選擇灌漿材料； （ 2）根據(jù)開(kāi)采條件及采土場(chǎng)與井口位置關(guān)系合理選擇灌漿方法； （ 3）選擇合理的土水比。 5）灌漿站的工作制度 （ 1）計(jì)算日灌漿量、時(shí)灌漿量； （ 2）選擇灌漿設(shè)備。 2）灌漿材料的選擇 水土豐富，采用黃泥灌漿，否則采用其他泥漿代用材料，要從經(jīng)濟(jì)上考慮。 井下灌漿方法的確定及灌漿參數(shù)選擇計(jì)算 1）根據(jù)煤層自然發(fā)火情況、地質(zhì)資料、老窯情況等選擇灌漿方法； 2）根據(jù)已知的基礎(chǔ)資料合理地選擇灌漿參數(shù)：土水比、灌漿系數(shù)、取土系數(shù)等； 3）根據(jù)已選擇參數(shù)計(jì)算： （ 1）灌漿用土量 m3 Qt1= Qt2=或 Qt2= Qt=a﹒Q t2 （ 2）灌漿用水量 m3 Qw= （ 3）灌漿量 m3 Qj=（ Qt2+Qw） u Qjh=Qj/ m3/h （ 4）泥漿容重 t/m3 γ j=（ γ w +γ t)u/2 灌漿管道（管壁、壁厚）及泥漿泵選型計(jì)算 1）灌漿管道計(jì)算 （ 1）主要灌漿干管直徑計(jì)算 根據(jù)泥漿流速確定，對(duì)泥漿流速的要求是： 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。 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。 ① 管徑計(jì)算： 式中： Qj—— 小時(shí)灌漿量 m3/h； v0—— 臨界流速 m/s； ②查表選擇直徑 d ③ 校驗(yàn)實(shí)際流速 v=4Qj/3600π d2 要求 v＞ v0 00303600 4 vQvQd jj ?? ??（ 2）管材確定 地面灌漿管一般采用鑄鐵管，井下根據(jù)灌漿壓力確定：壓力小于 1016at，大于 16at選用無(wú)縫鋼管。 水平管道： n—— 管道質(zhì)量與壁厚不均勻的變動(dòng)系數(shù)，取 ； anRPdZ?? 140?2）灌漿管路的布置 灌漿管路有“ L” 和“ Z” 布置形式。 缺點(diǎn)：井深時(shí)壓力過(guò)大，易崩管。 3）泥漿泵設(shè)計(jì) 下列情況需要泥漿泵 ，輸漿壓力不夠； ，泥漿至井口壓力不夠； ，自然成漿方式時(shí)，水槍所需壓力由泥漿泵提供。 （ 2）泥漿泵揚(yáng)程 Hj 用公式計(jì)算 ： Hj=h0+hf+hj+hs+hb+hc 式中： h0—— 與泥漿提升幾何高度相當(dāng)?shù)乃叨?m； h0 =γ ′ /γ w= γ ′ h0′ —— 泥漿提升幾和高度 m； hj—— 局部阻力損失，一般為沿程阻力損失的 10%； hs—— 泥漿泵吸水高度，一般取 45m； hb—— 泥漿泵站內(nèi)管路及零件阻力損失，一般取 23m； hc—— 剩余水頭，取 25m； hf—— 泥漿管道沿程阻力損失， hcHjh0hfhjhshb hf= L—— 泥漿管道長(zhǎng)度 m； ij—— 泥漿管道每米長(zhǎng)度上運(yùn)送泥漿時(shí)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)。如是輸送水，則簡(jiǎn)單一些，只要將公式中參數(shù)改為水的參數(shù)即可。 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。 阻化劑朱要是一些有機(jī)鹽類(lèi)化合物，如： 氯化鈣 (CaCl26H 2O)、 氯化鈉（ NaCl） 氯化銨 (NH4Cl) 水玻璃 (xNa2O 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(chēng)之為阻化劑。 1）日本 19681969年，在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)做了大量的研究工作后，結(jié)果認(rèn)為： ①表面活性劑濕潤(rùn)煤的能力最大。 2)美國(guó) 1966年開(kāi)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。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。2H 20)鍛燒除去結(jié)晶水后的粉狀物，試 用是成功的。 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。 從上述情況可以看出，利用阻化劑防火是有成效的。 19611971年對(duì)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)如氯化鈣 (CaCl2)、水玻璃 (xNa20 1960年在卡拉干達(dá)礦區(qū)通過(guò)試驗(yàn)認(rèn)為 5％濃度的 CaCl2溶液加入 1％的潤(rùn) 濕劑阻化效果最好。 在頓巴斯煤田自然發(fā)火期一般為 13個(gè)月，個(gè)別情況有 23個(gè)星期，采用 含有 25％的氯化鈣 (CaCl2)和 12％濕潤(rùn)劑的混合溶液噴灑煤柱、采空區(qū)浮 煤防止自然發(fā)火。 在庫(kù)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(gè)鉆孔，壓入量為 50m3，使煤柱溫度由 35℃ 降至 1820℃ 。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用取得良好效果，有些礦已將使用氯化泥漿正 ?；?。 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。 19791982年對(duì)陜西銅川陳家山礦進(jìn)行了阻化劑試驗(yàn)。由于原設(shè)計(jì)采用黃泥灌漿系 統(tǒng)，但因缺土少水，無(wú)法灌漿。后采用 阻化劑，基本消滅了火情。 雖然阻化劑防滅火技術(shù)已逐漸成熟完善，但對(duì)于阻化劑為什么能夠防火？其阻化原理是什么？國(guó)內(nèi)外目前僅提出兩種假說(shuō)： 1）吸水鹽類(lèi)液膜隔氧降溫學(xué)說(shuō) 從物理方面解釋 阻化劑都是一些吸水性很強(qiáng)的鹽類(lèi)，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。起到了一種隔氧降溫的作用，從而抑制了煤炭的自燃。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(huì)。 （ 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(shí)，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。 （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。 我國(guó)撫順煤科院經(jīng)過(guò)大量研究認(rèn)為： ? 堿性金屬：鈹 Be、鎂 Mg、鈣 Ca、鍶 Sr、鋇 Ba。 的氯化物以及一些吸水性很強(qiáng)的物質(zhì)，對(duì)煤的自燃都有一定 的阻化效果。ySiO 2)； 鹵塊： 25% 熟石灰（ CaO）； 其他的如：氯化銨 (NH4Cl) 硼酸（ H2BO3） 釀酒廠(chǎng)的廢液、造紙廠(chǎng)的廢液 煉鎂槽碴、化工廠(chǎng)廢液等，具有一定的環(huán)境污染。 濃度太小起不到防火作用；太大，防火費(fèi)用高。 阻化劑藥品濃度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件確定，自然傾向性大、極易自燃 的煤層，可大一些。 ? 水玻璃 (xNa2O 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(shí)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(lái)確定的，其計(jì)算公式與上式相同。 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(chēng)阻化劑的阻化壽命。 從以上兩個(gè)概念出發(fā)，可以認(rèn)為：阻化劑的阻化率高，阻化壽命長(zhǎng)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。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(guān)測(cè)，要采取注水的措施以延長(zhǎng)阻化劑的使用時(shí)間。 原則：要使余煤、浮煤充分濕潤(rùn)（吃飽喝足），而不致于泄出（吃不了）。Lh1γ 1SA2/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(cè)確定