安全課程設(shè)計---火災(zāi)防治

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　礦井火災(zāi)是煤礦生產(chǎn)中的重大自然災(zāi)害之一。事故一旦發(fā)生，會造成煤炭資源、設(shè)備的重大損失和人員的重大傷亡，處理不及時或處理不當(dāng)會誘發(fā)更為嚴(yán)重的事故，如瓦斯、煤塵的燃燒與爆炸，使災(zāi)害進(jìn)一步擴(kuò)大。</p><p>　　礦井火災(zāi)不僅能使礦井遭受巨大的物質(zhì)損失，同時它也是導(dǎo)致井下職工傷亡的重大淵源。礦井火災(zāi)發(fā)生的都十

2、分突然，常常出人意料，而且發(fā)展迅猛、激烈，會使井下風(fēng)流的熱力狀態(tài)發(fā)生急劇變化，導(dǎo)致井下正常通風(fēng)出現(xiàn)紊亂；而燃燒后所生成的有毒有害氣體不依既定的線路流動，會使災(zāi)區(qū)或災(zāi)區(qū)波及的區(qū)域中的人員中毒傷亡；也可能引起可燃?xì)怏w爆炸致人死亡，釀成重大事故，使礦井蒙受難以彌補的損失和危害。</p><p>　　我國煤礦自燃發(fā)火非常嚴(yán)重, 有56 %的煤礦存在自燃發(fā)火問題, 而我國統(tǒng)配和重點煤礦中具有自燃發(fā)火危險的礦井約占47 %,

3、礦井自燃發(fā)火又占總發(fā)火次數(shù)的94%, 其中采空區(qū)自燃則占內(nèi)因火災(zāi)的60 %。這種火災(zāi)常造成工作面封閉、凍結(jié)大量的煤炭資源和昂貴的生產(chǎn)設(shè)備, 造成工作面、采區(qū)風(fēng)流紊亂, 影響礦井正常的生產(chǎn)接續(xù), 并造成人員傷亡。</p><p>　　“預(yù)防為主”是我們在開采過程中同各種自然災(zāi)害事故作斗爭的指導(dǎo)方針，也是防治自燃火災(zāi)必須遵循的原則。為了加強煤礦防滅火安全技術(shù), 我國從50 年代起就在煤礦推廣了黃泥灌漿防火技術(shù), 60

4、 年代至70 年代又研究出了阻化劑防火、均壓通風(fēng)、高倍數(shù)泡沫滅火等技術(shù), 80 年代至90 年代則研究了礦井自燃發(fā)火預(yù)測系統(tǒng)、惰性氣防滅火、快速高效堵漏風(fēng)、帶式輸送機(jī)火災(zāi)防治等技術(shù), 并逐步形成適應(yīng)普通采煤法和高產(chǎn)高效采煤法的綜合防滅火技術(shù)。</p><p>　　由于我國火災(zāi)基礎(chǔ)理論研究起步晚, 防滅火關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)有待完善和配套, 有一批亟待解決的技術(shù)問題。因此, 礦井火災(zāi)防治工作仍然是礦井安全生產(chǎn)所面臨的一項

5、艱巨任務(wù)。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1煤炭自燃的條件及煤礦火災(zāi)形式3</p><p>　　1.1礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素</p><p>　　1. 2煤礦的火災(zāi)形式</p><p>　　2 7251工作面的各種概況4</p><p>

6、;　　2.1 7251工作面地理位置</p><p>　　2.2 7251工作面煤的概況</p><p>　　2.3 7251工作面自然發(fā)火因素分析</p><p>　　3 防滅火方法的選擇5</p><p>　　3.1煤礦通用的滅火方法</p><p>　　3.2阻化劑防滅火技術(shù)</p><p&

7、gt;<b>　　3.3惰性氣體技術(shù)</b></p><p>　　3.4 惰性氣體泡沫技術(shù)</p><p><b>　　3.5 均壓防滅火</b></p><p><b>　　3.6灌漿防滅火</b></p><p>　　3.7防滅火技術(shù)的最終選擇</p><

8、;p>　　4 灌漿防滅火的工藝設(shè)計9</p><p>　　4.1制漿材料的選擇</p><p>　　4.2 泥漿的制備</p><p>　　4.2.1 泥漿的制備工藝</p><p>　　4.2.2 泥漿的水土比</p><p>　　4.3 灌漿防滅火設(shè)計</p><p>　　

9、4.3.1 埋管灌漿</p><p>　　4.3.2 灌漿量的確定</p><p><b>　　4.4 灌漿管理</b></p><p>　　4.4.2加強對灌漿水土比的控制</p><p>　　4.4.3灌漿區(qū)的脫水</p><p>　　4.4.4工作面采空區(qū)泥漿分布的觀測</p&g

10、t;<p>　　4.4.5建立健全原始記錄臺帳</p><p>　　4.5 灌漿費用概算</p><p>　　4.6 灌漿效果檢驗</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p>　　1煤炭自燃的條件及煤礦火災(zāi)形式</p><p>　　1.1礦井火災(zāi)發(fā)生的基本

11、要素</p><p>　　和所有的物質(zhì)燃燒一樣, 導(dǎo)致礦井火災(zāi)發(fā)生的三個基本要素為: 熱源、可燃物和空氣。</p><p><b>　?。?）點火源</b></p><p>　　具有一定溫度和足夠熱量的熱源才能引起火災(zāi)。煤的自燃、瓦斯或煤塵爆炸、放炮作業(yè)、機(jī)械摩擦、電流短路、吸煙、電(氣)焊以及其他明火等都可能成為引火的熱源。</p>

12、;<p><b>　?。?）可燃物</b></p><p>　　煤本身就是一種普遍存在的大量的可燃物。另外, 坑木、各類機(jī)電設(shè)備、各種油料、炸藥等都具有可燃性。</p><p><b>　?。?）空氣</b></p><p>　　燃燒就是劇烈的氧化現(xiàn)象。實驗證明, 在氧濃度為3% 的空氣環(huán)境里, 燃燒不能維持

13、; 空氣中的氧濃度在12% 以下, 瓦斯就失去爆炸性; 空氣中氧濃度在14% 以下, 蠟燭就要熄滅?；馂?zāi)的三個要素必須同時存在, 且達(dá)到一定的數(shù)量, 才能引起礦井火災(zāi), 缺少任何一個要素, 礦井火災(zāi)就不可能發(fā)生。</p><p>　　1. 2煤礦的火災(zāi)形式</p><p>　　礦井火災(zāi)可分為外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)。外因火災(zāi)是由于外部熱源引起的火災(zāi)。煤礦常見的外部熱源有電能熱源、摩擦熱、各種明火

14、(如液壓聯(lián)軸器噴油著火、吸煙、焊接火花)等, 多發(fā)生在井筒、井底車場、石門及其他有機(jī)電設(shè)備的巷道內(nèi)。內(nèi)因火災(zāi)是由于煤炭等易燃物質(zhì)在空氣中氧化發(fā)熱并積聚熱量而引起的火災(zāi)。它不存在外部引燃的問題, 因此, 又稱自燃火災(zāi)。自燃火災(zāi)多發(fā)生在采空區(qū), 特別是丟煤多而未封閉或封閉不嚴(yán)的采空區(qū)、巷道兩側(cè)煤柱內(nèi)及煤巷掘進(jìn)冒高處等。</p><p>　　2 7251工作面的各種概況</p><p>　　2

15、.1 7251工作面地理位置</p><p>　　該礦共三個煤層，地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖層穩(wěn)定，地表標(biāo)高約為+90m，表土層及風(fēng)化帶厚度﹙垂高﹚約為50m，表土層中含有厚度不一的流沙層，井田中部流沙層較薄，靠井田境界處較厚。井田上以+10m，下以-420m的煤層底板等高線為界。井田兩側(cè)系人為劃定境界。地層總體走向為東西走向，南北傾向，走向長9000m，傾斜長2000m。傾角14°~16°，平均傾角

16、為15°。地質(zhì)構(gòu)造主要表現(xiàn)為單斜構(gòu)造。井田內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，無火成巖侵入。7251工作面是7號層煤的工作面。</p><p>　　井田內(nèi)煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)地層組成，基底為經(jīng)過長期剝蝕夷平的中奧陶系統(tǒng)，上覆地層為二疊系統(tǒng)陸相碎屑巖，含煤建造由一套海相、過度相、陸相地層組成。煤系地層總厚度約430m，共含煤層9層，其中可采煤層共1層，即煤7。7號煤層厚度在3.80 m ～4.20m之間，平均厚

17、度4.04m。煤層的容重為1.38t/m3。結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，頂板一般為砂質(zhì)泥巖和砂巖，底板為泥巖，屬全井田穩(wěn)定可采的厚煤層，煤巖類型以半亮型和半暗淡型為主，條帶狀、透鏡狀及層狀構(gòu)造，硬度中等。</p><p>　　2.2 7251工作面煤的概況</p><p>　　煤層自燃傾向性：容易自燃；</p><p>　　走向長度：644m；</p>&l

18、t;p>　　傾向長度:161.5m；</p><p>　　地面標(biāo)高：+35m；</p><p>　　7251采煤工作面標(biāo)高：527.8～535.3m。</p><p>　　煤層傾角:（10°～15°）/13°；</p><p>　　采煤方法：綜采放頂煤；</p><p>　　割煤高度

19、：2.3m；</p><p>　　設(shè)計采高：4.04m；</p><p><b>　　回采率：85％；</b></p><p>　　2.3 7251工作面自然發(fā)火因素分析</p><p>　　通過分析認(rèn)為，7251面主要存在以下2個自然發(fā)火因素：</p><p>　　作為綜采工作面，7251面煤

20、炭回收率相對較低，采空區(qū)遺留浮煤多，一旦條件適宜，將會發(fā)生堆積煤自燃。由于綜采面在采煤后，采空區(qū)冒落高度稍大，堆積煤較厚，發(fā)生自然發(fā)火后一般滅火物質(zhì)難以撲滅，滅火難度增大。采空區(qū)自然發(fā)火對工作面的安全生產(chǎn)影響最大。</p><p>　　3 防滅火方法的選擇</p><p>　　3.1煤礦通用的滅火方法</p><p>　　介質(zhì)法是防治自燃發(fā)火的直接技術(shù), 其基本出發(fā)

21、點: 一是消除或破壞煤自燃發(fā)火基本條件中的供氧條件, 降低煤自燃氧化的供氧量; 二是吸熱降溫作用, 延緩和徹底阻止煤自燃發(fā)火的進(jìn)程。這類技術(shù)種類較多, 主要有灌漿防滅火、惰化防滅火、阻化劑防滅火、凝膠防滅火以及泡沫防滅火等技術(shù)。</p><p>　　3.2阻化劑防滅火技術(shù)</p><p>　　煤炭自然發(fā)火是由于煤與空氣中的氧氣相互作用的結(jié)果, 在漏風(fēng)不可避免的情況下, 在煤的表面噴灑上一層

22、隔氧膜, 阻止或延緩煤的氧化進(jìn)程。阻化劑主要是鹵化物與水溶液能浸入到煤體的裂隙中, 并蓋在煤的外部表面, 把煤的外部表面封閉, 隔絕氧氣。同時, 鹵化物是一種吸水能力很強的物質(zhì), 它吸收大量水份復(fù)蓋在煤的表面, 也減少了氧與煤接觸的機(jī)會, 延長煤的自然發(fā)火期。阻化劑技術(shù)在美國、波蘭、前蘇聯(lián)等國家得到了較好的應(yīng)用。近些年來, 阻化劑技術(shù)在我國也得到推廣應(yīng)用。該技術(shù)惰化煤體表面活性結(jié)構(gòu), 阻止煤炭的氧化; 吸熱降溫, 并使煤體長期處于潮濕狀

23、態(tài)。但阻化劑技術(shù)也存在著一定的缺陷, 不容易均勻分散在煤體上,且噴灑工藝難實施; 腐蝕井下設(shè)備, 影響井下工人的身體健康。</p><p><b>　　3.3惰性氣體技術(shù)</b></p><p>　　惰性氣體技術(shù)從20 世紀(jì)70 年代開始在德、法英等發(fā)達(dá)國家煤礦中大量使用, 從80 年代起, 我國開始了氮氣防滅火技術(shù)的研究與推廣。惰氣源目前發(fā)展起來的主要是氮氣, 制備

24、的方式有: 深冷空分、碳分子篩變壓吸附和中空纖維分離等三種。注惰效果主要取決于能否保證惰氣質(zhì)量, 合理必需的注入量及其連續(xù)性, 以及能否輔以強有力的檢測技術(shù), 否則很難取得理想的效果。該技術(shù)的優(yōu)點: ( 1 ) 減少區(qū)域氧氣濃度； ( 2 ) 可使火區(qū)內(nèi)瓦斯等可燃性氣體失去爆炸性； ( 3 ) 對井下設(shè)備無腐蝕不影響工人身體健康。但也存在著一定的缺點: ( 1 ) 易隨漏風(fēng)擴(kuò)散, 不易滯留在注入的區(qū)域內(nèi)； ( 2 ) 注氮機(jī)需要經(jīng)常維護(hù)

25、； ( 3 ) 降溫滅火效果差。</p><p>　　3.4 惰性氣體泡沫技術(shù)</p><p>　　N2性質(zhì)穩(wěn)定，在常壓、常溫條件下難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。采KDGl200Nm3／98型碳分子篩制氮機(jī)向采空區(qū)注氮，其產(chǎn)氮量為l 200 m3／h，N2濃度大于98％，N2釋放出口壓力為0.2 MPa，能在短期內(nèi)將火焰熄滅。由于高濃度的N2注入，使采空區(qū)內(nèi)的O2濃度不高于5％-10％時，可抑

26、制煤炭的氧化自燃，O2濃度降到3％時，可完全抑制煤炭等可燃物陰燃、復(fù)燃。向采空區(qū)注入N2，并使其滲入到采空區(qū)垮落帶和斷裂帶，形成N2惰化帶，可抑制采空區(qū)浮煤自燃，達(dá)到集窒息、降溫為一體的防滅火目的。</p><p>　　1)石門注氮防滅火。利用封閉石門向采空區(qū)注氮，將該工作面上階段以及后方回采工作面采空區(qū)及時封閉，盡量杜絕采空區(qū)漏風(fēng)，減少了向采空區(qū)供氧，漏風(fēng)風(fēng)流流動的速度及數(shù)量對自然發(fā)火往往起主導(dǎo)作用。當(dāng)工作面采

27、過60 m后，距采空區(qū)60 m處有封閉石門，利用此石門向采空區(qū)注氮，并保證工作面后方最小30 m的隔離帶，讓N2充填采空區(qū)后方30 m范圍，以后始終保持后方30 m采空區(qū)注氮，</p><p>　　保證N2能存貯在采空區(qū)內(nèi)不進(jìn)入工作面風(fēng)流中，如此循環(huán)，直至采煤工作面結(jié)束。</p><p>　　2)鉆孔注氮防滅火。在瓦斯抽放巷內(nèi)每隔40 m設(shè)1個注氮鉆場，每個鉆場內(nèi)施工3個108 mm鉆孔，

28、鉆孔終孔位置在綜放工作面采空區(qū)距機(jī)巷約20 m。當(dāng)工作面推過鉆孔 25 m時即可通過鉆孔注 N2，鉆孔進(jìn)入采空區(qū)以里60 m時停注，換成另一個鉆孔注N2。為了防止N2從煤柱裂隙漏掉，鉆孔套管的長度應(yīng)大于10 m，用封孔劑封孔。</p><p><b>　　3.5 均壓防滅火</b></p><p>　　為了防止采空區(qū)N2在礦井負(fù)壓作用下向外泄漏，采取在采空區(qū)回風(fēng)側(cè)實行

29、局部均壓方法，工作面通風(fēng)方式必須既能使工作面的瓦斯含量符合《煤礦安全規(guī)程》，又能盡量減少采空區(qū)的漏風(fēng)，按此原則，工作面采用“一進(jìn)二回”的負(fù)壓通風(fēng)方式，從機(jī)巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)巷和頂板風(fēng)巷回風(fēng)。工作面的風(fēng)量不宜過大，機(jī)巷進(jìn)風(fēng)風(fēng)量控制在600—800 m3／min，為了減少回風(fēng)巷和上隅角瓦斯含量，在離回風(fēng)巷較近的進(jìn)風(fēng)流中設(shè)置2臺18.5 kW的對旋局部通風(fēng)機(jī)(當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)因故障停止運轉(zhuǎn)后，另一臺風(fēng)機(jī)能自動啟動)，保證均壓風(fēng)機(jī)持續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，用風(fēng)筒連接到

30、離上隅角2—5 m的地點，使風(fēng)巷增加200 m3／min左右的風(fēng)量。通過均壓風(fēng)門向工作面回風(fēng)側(cè)增壓，調(diào)整工作面人回風(fēng)壓差，觀察采空區(qū)向工作面回風(fēng)巷漏風(fēng)量并在回風(fēng)巷采空區(qū)防火密閉處設(shè)置1套“U”型壓差計，用來觀測采空區(qū)內(nèi)外壓差，將壓差確定在0～49 Pa內(nèi)，否則，及時調(diào)整均壓風(fēng)門的風(fēng)量窗，通過風(fēng)量調(diào)節(jié)使防火密閉內(nèi)外壓差在規(guī)定范圍內(nèi)，確保防滅火的實施。</p><p><b>　　3.6灌漿防滅火</

31、b></p><p>　　灌漿技術(shù)是一項傳統(tǒng)的、簡單易行的、比較可靠的防滅火技術(shù)。在一些缺少灌漿材料的礦區(qū), 通常采用注水來代替灌漿, 增加煤體的水分, 也取得了較好的效果。目前現(xiàn)用防滅火充填材料主要有:黃泥漿充填材料、水砂漿充填材料、煤矸石泥漿充填材料、粉煤灰充填材料、石膏填材料、水玻璃凝膠充填材料、廢水泥渣充填材料等。</p><p>　　3.7防滅火技術(shù)的最終選擇</p&

32、gt;<p>　　7251工作面處采空區(qū)用灌漿防滅火。</p><p>　　該技術(shù)的優(yōu)點是: a、包裹煤體, 隔絕煤與氧氣的接觸 ；b、吸熱降溫；c、 工藝簡單d、 成本較低。</p><p>　　但同時也存在缺點: a、 只流向地勢低的部位, 不能向高處堆積, 對中、高及頂板煤體起不到防治作用；b、漿體能均勻覆蓋浮煤, 容易形成“拉溝”現(xiàn)象, 覆蓋面積??；c、易跑漿和潰漿,

33、 造成大量脫水, 惡化井下工作環(huán)境, 影響煤質(zhì)。</p><p>　　簡言之，泥漿可以起到預(yù)防自燃和消滅自燃火災(zāi)的作用。</p><p>　　4 灌漿防滅火的工藝設(shè)計</p><p>　　4.1制漿材料的選擇</p><p>　　制漿用的材料應(yīng)滿足以下要求：</p><p>　　作為泥漿中的固體材料，應(yīng)滿足以下要求：

34、加入少量水即可制成泥漿；滲透性強，易脫水；收縮量盡可能的??；不含可燃物和催化劑，便于制備和運輸?shù)取?lt;/p><p>　　煤礦中使用的傳統(tǒng)灌漿材料是含砂量不超過25%～30%的黃土，該礦區(qū)條件，也可采取適當(dāng)?shù)拇貌牧?。如煤礦，根據(jù)礦區(qū)情況，可用作制漿材料的有黃土和黑粘土。主要采用黃土或黃土和黑粘土的混合土作制漿材料，同時在制漿過程中增加一定量的阻化劑，制作阻化泥漿，效果較好。</p><p>

35、;　　4.2 泥漿的制備</p><p>　　4.2.1 泥漿的制備工藝</p><p>　　泥漿制備可分為水力直接制漿和機(jī)械制漿兩種方法，前者是用高壓水槍直接沖刷地表或預(yù)先堆積的黃土成漿，經(jīng)輸漿溝送達(dá)輸漿管路。這種方式工序簡單，但漿液質(zhì)量難以保證，因此一般采用機(jī)械制漿方法。機(jī)械制漿的泥漿攪拌池應(yīng)分成兩格，一池浸泡，一池攪拌，輪換使用。漿池的容積，一般按2小時灌漿量計算，其底部有向出口

36、方向2～5％的坡度，在泥漿引灌漿管前應(yīng)設(shè)兩層過濾篩子（孔徑分別為15mm和10mm），在注漿時應(yīng)及時清除篩前的碴料。</p><p>　　4.2.2 泥漿的水土比</p><p>　　泥漿的水土比是反映泥漿濃度的指標(biāo)，是指泥漿中水與土的體積之比。水土比的大小影響著注漿的效果和泥漿的輸送。泥漿的水土比小，則泥漿的濃度大，隔絕和包裹效果好，但流動性差，輸送困難，在輸漿倍數(shù)和管徑一定的條件下，

37、泥漿輸送的沿程阻力大，泥漿在管道中的流速降低，泥漿中的固體顆粒容易沉降，造成堵管事故。水土比大，則輸送相同體積的土所用的水量大，包裹和隔絕效果不好。根據(jù)實際應(yīng)用經(jīng)驗，如傾角在~的水土比為5?1～6?1，傾角~時為3?1～5?1為宜。由于本礦的條件，選著水土比為5:1。</p><p>　　4.3 灌漿防滅火設(shè)計 </p><p>　　我國煤礦現(xiàn)在使用的預(yù)防性灌漿方法有三種。</p&

38、gt;<p>　　1采前預(yù)灌：即是在工作面尚未回采前對其上部的采空區(qū)進(jìn)行灌漿。這種灌漿方法適用于開采老窯多的易自燃、特厚煤層。</p><p>　　2 隨采隨灌：就是隨采煤工作面推進(jìn)同時向采空區(qū)灌漿。在灌漿過程中，灌漿與回采保持有適當(dāng)?shù)木嚯x，以免灌漿影響回采工作，隨采隨灌用于自然發(fā)火期短的煤層。</p><p>　　3采后封閉灌漿：:利用鉆孔向工作面后部采空區(qū)內(nèi)注漿；采空區(qū)封

39、閉后，在密閉墻上插管灌漿，防止停采線遺煤自燃。</p><p>　　我國目前采用的灌漿方式主要有鉆孔注漿，埋管灌漿，工作面灑漿，綜采工作面插管灌漿。</p><p>　　經(jīng)過實際經(jīng)驗和比較該礦用的是埋管灌漿。</p><p><b>　　采空區(qū)埋管圖如下：</b></p><p>　　4.3.1 埋管灌漿</p&

40、gt;<p>　　把灌漿管鋪設(shè)在工作面的回風(fēng)道內(nèi)。工作面采煤前，在回風(fēng)巷的灌漿支管上接一段預(yù)埋鋼管（10～15m），預(yù)埋管和支管之間用高壓膠管連接。工作面 采煤后始終保持預(yù)埋管壓在采空區(qū)內(nèi)5～8m，預(yù)埋管用回柱絞車?yán)庖啤?lt;/p><p>　　這種方法的優(yōu)點是簡便，工作量小，但漿液在采空區(qū)內(nèi)流動情況難控制，漿液在采空區(qū)內(nèi)分布情況不均勻。</p><p>　　灌漿管道直徑應(yīng)根

41、據(jù)管內(nèi)泥漿流速加以選擇，管內(nèi)泥漿的實際流速應(yīng)大于臨界流速。所謂泥漿的臨界流速，就是為了保證泥漿中的固體顆粒在管道輸送時不致沉淀或堵管的最小平均流速。其值與固體材料顆粒的形狀、粒徑、密度、泥漿濃度和顆粒在靜水中的自由沉降速度等因素有關(guān)。當(dāng)采用密度為2.7t/m³的黏土作為泥漿中固體材料時 ，泥漿在管道中的臨界流速為1.1～2.2m/s，水土比為3:1～10:1的情況下，管道內(nèi)徑按下式計算</p><p>

42、　　d=(4Qh/3600πV)½ =1/30×(Qh/πV)½</p><p>　　式中 d——灌漿管道內(nèi)經(jīng)，m；</p><p>　　Qh——每小時灌漿量，m³/h；</p><p>　　V——管內(nèi)泥漿的實際流速，m/s。</p><p>　　現(xiàn)場灌漿干管直徑一般為100～150mm，支管直徑為

43、75～100mm，工作面膠管直徑為40～50mm，管壁厚度為4～6mm。</p><p>　　根據(jù)本礦井的實際情況，決定采用埋管灌漿的灌注方法，采用這種方法，相對鉆孔灌注用費較省</p><p><b>　　工作面支管</b></p><p>　　工作面的埋管為管路支管，從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，不適于采用管口直徑過大的管道。供選擇的有直徑50mm和

44、直徑75mm兩種管子。通過對該礦工作面進(jìn)風(fēng)巷的實圖測量數(shù)據(jù)，根據(jù)公式</p><p>　　L=（A+ B）/2 </p><p>　　A——工作面進(jìn)風(fēng)巷所處標(biāo)高與回風(fēng)巷所處標(biāo)高的差值，m.</p><p>　　B——工作面進(jìn)風(fēng)巷在水平方向上的投影長，m.</p><p>　　量得 A=（427－422）m=5m<

45、;/p><p><b>　　B=627.5m</b></p><p>　　所以L=[5+(627.5×2)] /2=630m</p><p>　　從阻力方面考慮選用50mm管子阻力值太大，因此可選擇直徑為75mm的管子，鋪設(shè)長度為630m。</p><p><b>　　（2）采區(qū)分管</b>&

46、lt;/p><p>　　回風(fēng)井底離工作面距離較遠(yuǎn)，在對邊緣采區(qū)工作面注漿時管道阻力較大，故選用100mm的管子為采區(qū)分管注漿系統(tǒng)。其長度</p><p>　　L=L0+L1+L2+L3+L4+L5</p><p><b>　　L0聯(lián)絡(luò)巷</b></p><p><b>　　L1東一回風(fēng)上山</b><

47、;/p><p><b>　　L2皮帶大巷</b></p><p><b>　　L3軌道大巷</b></p><p><b>　　L4西五上平巷</b></p><p><b>　　L5西邊界回風(fēng)巷</b></p><p>　　L=126

48、+574+675+860+635+350=3220m</p><p><b>　?。?）礦井主管</b></p><p>　　所給主回風(fēng)井標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)： 回風(fēng)斜井的井口至井底的距離為350m 。則選擇直徑為100mm,長度為200m的管子作為礦井主管系統(tǒng)。</p><p>　　4.3.2 灌漿量的確定</p><p>　　

49、根據(jù)注漿的作用和目的，合理的注漿量應(yīng)能夠使沉積的泥漿充填碎煤裂隙和包裹注漿區(qū)暴露的遺煤。注漿量受注漿形式、開采方法及地質(zhì)條件等因素的影響，比如同樣的條件下，工作面注漿要比采后注漿用泥漿量少。目前采空區(qū)的注漿量是根據(jù)注漿開采空間、采煤方法及地質(zhì)情況來計算的。</p><p><b>　　1）用土量Qs為</b></p><p>　　Qs=K*M*L*H*C</p&

50、gt;<p>　　式中 M——煤層開采厚度，m；</p><p>　　L——灌漿區(qū)的走向長度，m；</p><p>　　H——灌漿區(qū)的傾斜長度，m；</p><p>　　C——煤炭采出率，%；</p><p>　　K——注漿系數(shù)即泥漿的固體材料體積與注漿區(qū)容積之比，一般取用水量0.03～0.15。</p>&l

51、t;p>　　在本礦井中 K=0.1, M=4.04, L=644, C=85%, H=100</p><p>　　故 Qs =0.1×4.04×644×85%×100=22115m3</p><p><b>　　2）用水量Qw為 </b></p><p><b>　　Qw=KwQs

52、δ</b></p><p>　　式中 Kw——考慮沖洗管路用水量備用系數(shù)，一般為1.10～1.25；本設(shè)計取1.10</p><p><b>　　δ——水土比。</b></p><p>　　故 Qw=1.10×22115×5=121632 m3</p><p>　　3）按日灌漿所需土量

53、計算</p><p>　　Q土2=K*M*l*H*C</p><p>　　式中 Q土2——日灌漿所需土量，m³/d；</p><p>　　l——工作面日推進(jìn)度，m（本礦井日推進(jìn)度為2.68m）；</p><p>　　K、M、H、C——符號意義同上式。</p><p>　　故本礦井中，Q土2 =0.1

54、5;4.04×2.68×100×85%=92.03m³/d</p><p>　　4)日灌漿所需實際開采土量</p><p><b>　　Q土3= Q土2α</b></p><p>　　式中 Q土3——日灌漿所需實際開采土量，m³/d；</p><p>　　α——取土系

55、數(shù)，一般取值1.1；</p><p>　　故本礦井中，Q土3=92.03×1.1=101.2 m³/d</p><p>　　5）每日制備泥漿用水量</p><p><b>　　Q水1= Q土2δ</b></p><p>　　式中 Q水1——制備泥漿用水量，m³/d；</p>

56、<p><b>　　δ——水土比 </b></p><p>　　故本礦井中，Q水1=101.2×5=506m³/d</p><p>　　6）每日灌漿用水量可用下式計算：</p><p>　　Q水2=K水Q土2δ</p><p>　　式中 Q水2——灌漿用水量，m³/d；&

57、lt;/p><p>　　K水——沖洗管路用水系數(shù)，一般為1.10～1.25：</p><p>　　故本礦井中，Q水2=1.24×506=627.44 m³/d</p><p><b>　　7）每日灌漿量</b></p><p>　　Q漿1=（ Q水1 + Q土2）M</p><p>

58、;　　式中 Q漿1——日灌漿量，m³/d；</p><p>　　M——泥漿的制成率，當(dāng)水土比為3：1時，取值為0.880.</p><p>　　故本礦井中，Q漿1=（101.2+627.44）×0.880=641.2 m³/d</p><p><b>　　4.4 灌漿管理</b></p><

59、;p>　　4.4.1合理確定灌漿量</p><p>　　灌漿質(zhì)量的主要標(biāo)志是泥漿的灌注數(shù)量，應(yīng)根據(jù)灌漿參數(shù)計算區(qū)域灌漿量及土量。各個鉆孔的灌漿量要求分配均勻合理，由于某些原因沒能達(dá)到設(shè)計規(guī)定的灌漿數(shù)量時，需補充鉆孔再灌。各個鉆孔要實行交叉式灌注，以利泥漿的滲透。</p><p>　　4.4.2加強對灌漿水土比的控制</p><p>　　預(yù)提高灌漿效果，就必須保

60、持合適的泥漿濃度。在灌漿期間要隨時測量泥漿濃度。</p><p>　　4.4.3灌漿區(qū)的脫水</p><p>　　灌漿區(qū)停止灌漿后，一般經(jīng)3～5天黃土即可沉實。經(jīng)一段時間大部分灌漿水通過各種渠道流出灌漿區(qū)，部分水則滲入并賦存于灌漿周圍的煤巖層和灌漿區(qū)內(nèi)的松散煤巖及黃土中。脫水方法分自燃脫水和人工脫水兩種形式。自燃脫水是通過圍巖裂隙自然滲出灌漿區(qū)；人工脫水一般多用鉆孔放水或利用灌漿孔等使灌漿

61、水脫出。在灌漿區(qū)有水沉積時，必須采用人工脫水，否則易造成泥漿潰決事故。</p><p>　　4.4.4工作面采空區(qū)泥漿分布的觀測</p><p>　　泥漿分布的均勻程度是檢查灌漿質(zhì)量的基本標(biāo)志。觀測方法是：隨著采煤工作面的推進(jìn)，定期定點量取工作面頂部泥漿沿走向和傾斜的分布數(shù)據(jù)，并繪制成上分層泥漿分布圖，為分析上分層灌漿效果提供資料，也為開采下分層的灌漿提供一定的數(shù)據(jù)。</p>

62、<p>　　4.4.5建立健全原始記錄臺帳</p><p>　　各項記錄臺帳是灌漿管理工作中不可缺少的原始材料，是分析灌漿工作的基礎(chǔ)。其中包括：鉆孔工程記錄臺帳；灌漿工程記錄臺帳；防火墻工程記錄臺帳；氣體分析記錄臺帳；泥漿分布記錄臺帳等。</p><p>　　4.5 灌漿費用概算</p><p>　　黃土單價：1元/m3，水單價：0.5/ m3，埋管費

63、用：25元/m。</p><p>　　故日灌漿費用：S日=627.44×0.5+101.2×1=413.42元；</p><p>　　年灌漿費用：S年=413.42×300=12.4026萬元</p><p>　　埋管費用：S管=（630+3220+200）×25=10.125萬元</p><p>　　

64、故灌漿總費用S總= S年+ S管=12.403+10.125=22.528萬元</p><p>　　4.6 灌漿效果檢驗 </p><p>　　下陽礦經(jīng)過黃泥灌漿以后，自然發(fā)火現(xiàn)象明顯減少，黃泥灌漿效果顯著，且黃土便宜，灌漿工藝簡單，系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟(jì)而且實惠，能達(dá)到集團(tuán)公司的要求。黃泥灌漿能包裹煤體, 隔絕煤與氧氣的接觸， 吸熱降溫， 工藝簡單，成本較低；大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。故明下陽礦采用

65、黃泥灌漿技術(shù)能達(dá)到要求。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過對礦山安全的課程設(shè)計，我深刻了解了火災(zāi)對于一個礦井會造成多大的危害，對于放滅火對于一個礦井來說是多么的重要。礦井防滅火工作，是響應(yīng)國家政策的同時對財產(chǎn)的一種保護(hù)，更是對生命的一種尊重。</p><p>　　所以礦井放滅火工作要防患于未然，不能輕視它的存在

66、，更不能忽視它發(fā)生時的危害。</p><p>　　另外，衷心感謝我的老師和同學(xué)們，在設(shè)計過程中，與他們的探討交流使我受益頗多；同時，他們也給了我很多無私的幫助和支持，我深表謝意。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]采礦工程設(shè)計手冊（下冊）. </p><p>　　[2]關(guān)