膠體防滅火技術(shù)

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-359編號(hào)：_膠體防滅火技術(shù)審核：_時(shí)間：_單位：_膠體防滅火技術(shù)用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項(xiàng)目而進(jìn)行的活動(dòng)或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計(jì)劃和可行性分析、實(shí)施和跟進(jìn)。可通過修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。摘要：結(jié)合煤層自燃火勢及范圍，通過采取合理的滅火方案及措施，有效地遏制了火勢范圍擴(kuò)大，最大限度的減少能源損失，在較短時(shí)間內(nèi)礦井得以恢復(fù)安全生產(chǎn)。介紹膠體防滅火技術(shù)在韓家灣煤礦煤層

2、自然滅火中的應(yīng)用和效果。關(guān)鍵詞： 膠體 滅火 應(yīng)用 效果一、礦井概況韓家灣煤礦位于神木縣大柳塔鎮(zhèn)，20xx年開始進(jìn)行升級(jí)改造，改造后生產(chǎn)能力提高到150萬噸/年，服務(wù)年限為40年。煤層埋藏深度70m，主要開采1-2上、1-2下和2-2煤層，1-2上煤層平均厚度1.68m，1-2下煤層厚度2.52.8m，層間距約2.8m，2-2煤層平均厚度4.5m，與1-2煤的層間距約28m。煤種為長焰煤、不粘煤，屬易自燃煤層。二火區(qū)概況20xx年12月30日，韓家灣礦1-2煤層自然發(fā)火，初期發(fā)現(xiàn)明火點(diǎn)和高溫區(qū)位于距井口約130m處的主斜井穿1-2煤層約8m范圍內(nèi)，并迅速發(fā)展到約20m范圍，經(jīng)救護(hù)隊(duì)探查，主斜井

3、附近的1-2煤層巷道內(nèi)有明火（高溫和明火區(qū)范圍見圖1），遂采取灑水、注水的措施控制了明火，并從主斜井內(nèi)高溫區(qū)以上5m至高溫區(qū)以下12m（約25m）的范圍內(nèi)向巷邦和巷頂灌注羅克休封堵漏風(fēng)，然后對1-2煤層與火區(qū)相關(guān)的巷道實(shí)施了封閉（圖1中1#、2#和3#閉墻），有效地隔離和控制了火區(qū)。圖1 高溫和明火區(qū)范圍示意圖 三、滅火及施工方案1-2煤火區(qū)的位置較為明確，為確保礦井的安全生產(chǎn)，防止高溫火區(qū)復(fù)燃或向其它生產(chǎn)區(qū)域蔓延，決定向已封閉的高溫區(qū)內(nèi)施工鉆孔壓注高分子膠體，徹底熄滅火區(qū)，經(jīng)與西安科技大學(xué)滅火專家共同研究，采用打鉆注膠滅火方案。1鉆孔施工機(jī)具施工機(jī)具：KHY-50/38注膠鉆孔快速

4、施工機(jī)具，機(jī)具構(gòu)成見圖2。1-巖石電鉆；2-加水器；3-連接變頭；4-鉆桿；5-導(dǎo)軌；6-支承座；7-鉆頭。圖2 KHY-50/38鉆具結(jié)構(gòu)及組成圖主要技術(shù)參數(shù)：1）最大鉆進(jìn)深度：80m（煤體和松散煤體內(nèi)）。2）打鉆方式：濕式打鉆。3）動(dòng)力：3kw電機(jī)。4）鉆進(jìn)速度：40m/h。5）鉆桿：鉆桿和套管一體化，每根長度1.2m，外徑50mm，內(nèi)徑38mm。6）鉆頭：外徑54mm，內(nèi)徑38mm，有效過流斷面大于內(nèi)徑32mm的套管。2鉆孔施工工藝流程鉆孔施工流程：穩(wěn)鉆鉆進(jìn)封孔口移鉆。1）穩(wěn)鉆首先接好鉆機(jī)電源和水管，然后根據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)，在井下巷道內(nèi)靠巷幫安放鉆機(jī)，并用點(diǎn)柱加橫梁穩(wěn)好鉆機(jī)，鉆機(jī)應(yīng)安放平穩(wěn)，不

5、發(fā)生傾斜、位移。2）鉆進(jìn)按要求安放好鉆機(jī)后，連接好鉆桿、鉆頭，打開鉆機(jī)進(jìn)水閥門，開啟鉆機(jī)電源后向設(shè)計(jì)位置鉆進(jìn)。3）封孔鉆孔打好后，應(yīng)及時(shí)用封孔材料（棉紗）將鉆孔封好，防止向火區(qū)漏風(fēng)供氧。4）移鉆一個(gè)鉆孔打好后，移動(dòng)鉆機(jī)，按要求施工下一個(gè)鉆孔。3鉆孔布置鉆孔布置：鉆孔終孔位置在1-2煤層著火巷道內(nèi)，以及著火巷道頂部和巷幫的松散煤體內(nèi)，開孔位置在主斜井和1-2煤繞道內(nèi)。向1-2煤層著火的巷道內(nèi)施工7至8排鉆孔，鉆孔排距9m，每排3個(gè)（順序?yàn)樽罂住⒅锌?、右孔），約需施工鉆孔25個(gè)，鉆孔長度4m24m，平均15m，總施工量約300m。圖3 注膠滅火鉆孔布置示意圖鉆孔編號(hào)：按終孔位置對鉆孔進(jìn)行編號(hào)，分別

6、為左1、中1、右1、左2，并對現(xiàn)場施工的鉆孔進(jìn)行明確的標(biāo)識(shí)。基準(zhǔn)鉆孔：以中1為基準(zhǔn)，終孔位置在主斜井透1-2煤層點(diǎn)的正上方。施工順序：由于火區(qū)封閉時(shí)間較短，主斜井內(nèi)高溫區(qū)段風(fēng)流不穩(wěn)定，且在1-2煤繞道內(nèi)發(fā)現(xiàn)明火點(diǎn)，為確保鉆孔的及時(shí)施工，首先在1-2煤繞道內(nèi)施工左2、中2、左3、中3、左4、中4、左5鉆孔，待火區(qū)得到初步控制且穩(wěn)定后，再從主斜井內(nèi)施工剩余鉆孔。4滅火材料（高分子膠體）滅火材料選用高分子膠體，高分子膠體由水和MCJ12滅火劑構(gòu)成，見圖4。圖4 高分子膠體MCJ12高分子膠體滅火劑能使水發(fā)生膠凝，形成彈性膠體，脫水率<5%，滅火劑添加量0.63.0%，即：30150kg/h。主

7、要用途和性能特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)水的液固轉(zhuǎn)化，使水在指定地點(diǎn)停留，起到持續(xù)降溫和封堵裂隙作用；克服注水流失量大、水的利用率和效率低等問題；解決凝膠成膠原料運(yùn)輸量大、種類多、現(xiàn)場配比難、受壓易開裂等問題；充填于松散煤體裂隙內(nèi)，起到包裹煤體、封堵漏風(fēng)、降低煤溫、長期阻止煤自熱的作用，實(shí)現(xiàn)快速控制火勢和滅火。5注膠裝備注膠設(shè)備：ZHJ-5/1.8G礦用移動(dòng)式防滅火注漿裝置，結(jié)構(gòu)和外觀見圖5。該裝置是一種專門將粉狀材料按比例、分散加入水中，并攪拌均勻，最終配制成膠體的設(shè)備。主要由防爆電機(jī)、減速機(jī)、螺桿泵、促凝劑及滅火劑定量送料總成、無級(jí)調(diào)速機(jī)、齒輪泵、傳動(dòng)裝置、流量計(jì)、壓力表及管路等組成。圖5 ZHJ-5/1.

8、8G礦用移動(dòng)式防滅火注漿裝置結(jié)構(gòu)和外觀圖6注膠工藝及注膠量利用“ZHJ-5/1.8G煤礦用注漿機(jī)”，將滅火劑按0.6%以上的比例與水混合后，注入防滅火區(qū)域。根據(jù)現(xiàn)場情況，滅火劑添加量可由設(shè)備自身調(diào)節(jié)，必要時(shí)最大可添加至4%。1-2煤火區(qū)內(nèi)的巷道長度約180m，體積約1800m3，封閉空間內(nèi)的煤體裂隙體積按200m3考慮，并考慮1.2倍的富余系數(shù)，需注膠充填的總體積約為2400m3,約需高分子膠體滅火劑20噸。四、施工工期及進(jìn)度1施工總工期火區(qū)的滅火施工總工期10d，主要工程的施工進(jìn)度如下表。1-2煤層火區(qū)治理工程進(jìn)度表2施工順序及分段進(jìn)度打鉆工程完成需68d；注膠工程完成需810d；可平行作業(yè)

9、。鉆孔施工效率36個(gè) /d；注膠量10m3/h（兩臺(tái)注膠泵），日注膠量240m3。五滅火效果1月10日早8點(diǎn)，礦組織人員對火區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)檢查驗(yàn)收，經(jīng)檢測皮帶巷碹體最高溫度為22Co，且溫度逐漸降低。CO濃度為零；1、2、3密閉墻墻體溫度分別是7.8Co、10.5Co、10.4Co、，一氧化碳濃度均為零，水溫也正常；各密閉墻均無漏風(fēng)、冒煙、水蒸氣現(xiàn)象。經(jīng)滅火指揮部對火區(qū)各檢測參數(shù)的分析，確定火區(qū)已經(jīng)熄滅，同意停止向火區(qū)注膠，膠體防滅火技術(shù)在煤層自燃火災(zāi)防治的應(yīng)用實(shí)踐證明，該技術(shù)具有如下特點(diǎn)：滅火速度快：由于膠體獨(dú)特的滅火性能，其滅火速度很快，通常巷道小范圍的火僅需幾小時(shí)即可撲滅，工作面后方大范圍的火也只需幾