防滅火講課材料(王洪權(quán))

1、1一、防止煤炭自燃的開(kāi)采技術(shù)一、防止煤炭自燃的開(kāi)采技術(shù)1、合理地進(jìn)行巷道布置、合理地進(jìn)行巷道布置（1） 對(duì)一些服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)的巷道應(yīng)盡量采用巖石巷道。開(kāi)采有自燃傾向性的煤層，特別是自然發(fā)火嚴(yán)重的厚煤層礦井，運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷、采區(qū)上下山等服務(wù)年限長(zhǎng)的巷道一般應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定的巖層中；對(duì)于厚煤層分層開(kāi)采，通常在煤層底板巖石中開(kāi)掘區(qū)段運(yùn)輸集中平巷和區(qū)段回風(fēng)集中平巷或采用多組上山布置方式。布置在煤層中時(shí)采用寬煤柱護(hù)巷。（2） 區(qū)段煤巷采用垂直重疊布置。厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，分層區(qū)段平巷的布置過(guò)去有內(nèi)錯(cuò)和外錯(cuò)兩種形式，這兩種布置方式對(duì)防止采空區(qū)浮煤自燃都有一些不利的因素。如圖1-1(a)所示，內(nèi)錯(cuò)式布置在采空區(qū)上

2、下分層巷道形成的臺(tái)階煤柱內(nèi)側(cè)造成貯熱氧化易燃隅角帶。外錯(cuò)式布置如圖1-1(b)所示，則在下2分層回采時(shí)煤柱頂煤冒落堆積也易于形成易燃帶。如果各分層巷道重疊布置如圖1-1(c)所示，可以減小煤柱，甚至不留煤柱，亦消除了采空區(qū)浮煤自燃的基本條件。 分層運(yùn)輸平巷易燃隅角帶（a）區(qū)段平巷內(nèi)錯(cuò)式L1234（b）區(qū)段平巷外錯(cuò)式（c）區(qū)段平巷垂直布置圖圖1-1 區(qū)段平巷布置示意圖區(qū)段平巷布置示意圖 （3） 采用無(wú)煤柱護(hù)巷方式。留煤柱護(hù)巷時(shí)，不但浪費(fèi)煤炭資源，而且遺留在采空區(qū)中的煤柱也給自然發(fā)火創(chuàng)造了條件。采用無(wú)煤柱護(hù)巷方式，取消了煤柱，也就消除了由此帶來(lái)的煤炭自燃隱患。兗州礦區(qū)無(wú)煤柱開(kāi)采方式主要有：跨上（下

3、）山回采；跨大巷回采；跨水平回采；沿空送巷等。 32、堅(jiān)持正規(guī)地開(kāi)采和合理的開(kāi)采順序、堅(jiān)持正規(guī)地開(kāi)采和合理的開(kāi)采順序開(kāi)采工作中要設(shè)法加快工作面推進(jìn)速度，提高采煤機(jī)械化程度，采用一切可能的措施提高回采率，避免在采空區(qū)中留下任何不必要的煤柱，特別是要避免將一個(gè)走向長(zhǎng)壁工作面沿走向在其中部另開(kāi)切眼，形成兩個(gè)工作面同時(shí)回采的不規(guī)范做法；否則，在開(kāi)采過(guò)程中會(huì)向前部工作面采空區(qū)大量漏風(fēng)，開(kāi)采結(jié)束后會(huì)在采空區(qū)中留下孤島煤柱。同時(shí)，要按照合理的回采順序進(jìn)行開(kāi)采，煤層間、區(qū)段間一般采用下行式，下山采區(qū)則采用上行式；區(qū)段內(nèi)采用后退式，盡量避免形成孤島工作面。二、煤層自燃火災(zāi)防治技術(shù)二、煤層自燃火災(zāi)防治技術(shù)煤炭自燃

4、是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，其影響因素比較復(fù)雜，迄今為止尚不能對(duì)其機(jī)理做出清楚、圓滿的解釋，給現(xiàn)場(chǎng)防滅火工作造成了很多困難。但是對(duì)于煤炭自燃的條件，人們是有清楚認(rèn)識(shí)的，這就是必須同時(shí)具備以下4個(gè)條件：4（1） 有自燃傾向性的煤炭呈破碎狀態(tài)存在； （2） 有連續(xù)漏風(fēng)供氧條件； （3） 有積聚氧化熱的蓄熱環(huán)境； （4） 上述三要素在同一空間上同時(shí)具備，并穩(wěn)定持續(xù)足夠的時(shí)間。 因此，要想防止煤炭自燃，就必須采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，破壞上述4個(gè)基本條件之一。煤炭具有自燃傾向性，這是內(nèi)因，迄今尚無(wú)法改變，但是，其它諸多外因是完全可以改變的按破壞自燃的4個(gè)基本條件，礦區(qū)掌握的主要防滅火技術(shù)可分為兩大類，即：直接

5、的風(fēng)流隔絕技術(shù)和間接的風(fēng)流隔絕技術(shù)，如圖1-2所示。 5煤炭自燃防滅火技術(shù)直接風(fēng)流隔絕技術(shù)直接堵塞漏風(fēng)通道技術(shù)均壓防滅火 技 術(shù)間接風(fēng)流隔絕技術(shù)停采線外側(cè)布置均壓巷道利用聯(lián)絡(luò)巷和風(fēng)門位置變化合理選擇順槽風(fēng)流性質(zhì)黃泥或粉煤灰注漿防滅火技術(shù)凝膠防滅火技術(shù)膠體泥漿防滅火技術(shù)高分子材料防滅火技術(shù)阻化劑技術(shù)防火技術(shù)注氮防滅火技術(shù)惰泡防滅火技術(shù)掛簾堵漏防火技術(shù)噴涂水泥砂漿堵漏防火技術(shù)噴涂聚胺酯堵漏防火技術(shù)輕質(zhì)發(fā)泡噴涂堵漏防火技術(shù)高水充填技術(shù)防滅火技術(shù)凝膠、粉煤灰凝膠堵漏技術(shù)注砂堵漏防火技術(shù)61）漏風(fēng)檢測(cè)及封堵技術(shù)）漏風(fēng)檢測(cè)及封堵技術(shù)（1）漏風(fēng)檢測(cè)技術(shù)漏風(fēng)檢測(cè)技術(shù)礦區(qū)從八十年代末即應(yīng)用SF6 進(jìn)行漏風(fēng)通道和

6、漏風(fēng)量的檢測(cè)，并研制了連續(xù)定量、穩(wěn)定釋放SF6的裝置。SF6 漏風(fēng)檢測(cè)可分為SF6瞬時(shí)釋放法和連續(xù)定量釋放法兩種方法。SF6瞬時(shí)釋放法瞬時(shí)釋放法 釋放人員在釋放點(diǎn)，將球膽中的SF6一次釋放完畢。釋放量按下式計(jì)算： （1-1）式中，Q為SF6示蹤氣體的釋放量；Kr為儀器修正系數(shù)（采用SF6檢漏儀時(shí)，取1，采用色譜分析儀時(shí)，取153.4）；K為儀器的計(jì)算檢測(cè)濃度(采用SF6檢漏儀時(shí)，取107ml/ml，采用色譜分析儀時(shí)，取10-10g/ml)；M為被檢測(cè)空間（漏風(fēng)區(qū)域）的孔隙度；V為被檢測(cè)空間的體積。 在采樣地點(diǎn)，用小號(hào)球膽和取樣氣（15ml的醫(yī)用針管）采取氣樣，取樣時(shí)，球膽與取樣器必須連接緊密不

7、漏氣；取樣后，用夾子夾緊取樣球膽，嚴(yán)密封閉，并注明取樣時(shí)間和地點(diǎn)，然后帶到地面，交化驗(yàn)室分析。同一采樣地點(diǎn)的兩次采樣間隔時(shí)間初期可取510分鐘，后期取3060分鐘。同一地點(diǎn)采樣次數(shù)一般應(yīng)大于10次。7 通過(guò)分析氣樣中是否含有SF6以及SF6濃度的大小，具體確定漏風(fēng)通道和漏風(fēng)量。瞬時(shí)釋放法方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，但采樣時(shí)間較難掌握，如果掌握不好可能會(huì)錯(cuò)過(guò)SF6的最高濃度點(diǎn)，使分析結(jié)果產(chǎn)生誤差。SF6 連續(xù)定量釋放法連續(xù)定量釋放法 事先準(zhǔn)備好取樣器、小號(hào)球膽（水炮泥袋）、連接管、球膽夾等。在井下準(zhǔn)備好（SF6貯氣鋼瓶壓力不低于3Mpa）。釋放小組成員要分工明確，釋放點(diǎn)及接收點(diǎn)必須有專人負(fù)責(zé)。釋放前，統(tǒng)

8、一校正時(shí)間。 連續(xù)定量釋放操作與采樣分析連續(xù)定量釋放操作與采樣分析 利用定量釋放裝置在需要檢測(cè)的井巷風(fēng)流中連續(xù)、定量、穩(wěn)定地釋放SF6示蹤氣體（流量一般取為1030ml/min）。 當(dāng)SF6連續(xù)穩(wěn)定的釋放20分鐘后，在各采樣地點(diǎn)同時(shí)取樣。用小號(hào)球膽和采樣氣（15ml的醫(yī)用針管）采取氣樣，取樣JF ，球膽與取樣器應(yīng)連接緊密，不漏氣；取樣后，用夾子夾緊取樣球膽，嚴(yán)密封閉，并注明取樣時(shí)間和地點(diǎn)，然后帶到地面，交化驗(yàn)室分析。8 根據(jù)各采樣點(diǎn)i氣樣分析得出的SF6濃度，按下式計(jì)算出各點(diǎn)i的風(fēng)量。 （1-2）式中，為取樣點(diǎn)i的風(fēng)量；q為SF6釋放流量；Ci為i點(diǎn)的SF6濃度。 按下式可計(jì)算出i和i+1兩取

9、樣點(diǎn)間的漏風(fēng)量和i+1點(diǎn)的風(fēng)量，進(jìn)而找出漏風(fēng)規(guī)律。 （1-3）連續(xù)釋放法的關(guān)鍵是要有一套能連續(xù)、穩(wěn)定、定量地釋放示蹤氣體的裝置。該裝置必須有很高的可靠性，保證釋放流量穩(wěn)定在某一設(shè)定值，且能靈活地調(diào)節(jié)釋放量。 示蹤氣體的連續(xù)定量釋放裝置一般由貯氣鋼瓶、減壓閥、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥和流量計(jì)等組成，如圖5-3-3所示。為提高釋放的穩(wěn)定性，也可在此基礎(chǔ)上再加二級(jí)穩(wěn)流裝置和壓差監(jiān)測(cè)器。一般要求釋放裝置的穩(wěn)定釋放量可在10100ml/min間按需調(diào)節(jié)，以便測(cè)定10010000m3/min的風(fēng)量。9鋼瓶減壓閥穩(wěn)壓閥穩(wěn)流閥流量計(jì)圖1-3 SF6定量釋放裝置原理圖（2）漏風(fēng)封堵技術(shù)）漏風(fēng)封堵技術(shù)封堵漏風(fēng)通道，增加漏風(fēng)

10、風(fēng)阻，是防止和減少采空區(qū)瓦斯外泄的途徑之一。掛簾堵漏掛簾堵漏技術(shù)措施主要是針對(duì)綜放面進(jìn)風(fēng)隅角是本工作面采空區(qū)主要漏風(fēng)源，為減小風(fēng)流進(jìn)入采空區(qū)的能力，從而縮短自燃帶的寬度而采取的一項(xiàng)技術(shù)措施。該措施可與汽霧阻化措施相配合，使用汽霧阻化劑時(shí)將簾布拆下，非汽霧阻化期間將簾布掛上。所用簾布為破舊風(fēng)筒布或救護(hù)隊(duì)使用的風(fēng)障等。掛簾堵漏技術(shù)利用不透氣的工程布，鋪設(shè)在漏風(fēng)巷道的兩幫及頂板，并用小撐木撐牢，從而達(dá)到封閉堵漏的目的。應(yīng)該說(shuō)，工程布簾的整體性好，如果能夠解決接頭和起始端的漏風(fēng)，則是一種理想的堵漏材料。但由于與迎關(guān)掘進(jìn)施工的干擾，布簾無(wú)法貼近巷壁，放在支護(hù)材料的外面則接頭和起始處難以保證不漏風(fēng)，在巷道

11、施工過(guò)程中容易遭到破壞，因此，沒(méi)有在煤礦全面推廣。10夾縫密閉墻封堵兗州礦區(qū)采用的夾縫密閉墻，夾縫寬一般0.53m，兩平行密閉墻間夾縫用黃泥或膠體等填實(shí)。該技術(shù)適用于建閉墻巷道因受動(dòng)壓或礦壓影響，而煤體壓裂破碎條的區(qū)域，閉墻封閉效果較好，可有效封堵漏風(fēng)通道，主要用于建立密閉，有效的封閉火區(qū)。水泥砂漿噴涂封堵水泥砂漿噴涂封堵技術(shù)是通過(guò)噴漿機(jī)把水泥、黃砂和水按一定比例混合并噴射到煤巷道壁上，噴層厚度50100mm，要求噴射均勻、平整，將漏風(fēng)通路堵嚴(yán)，不留空洞。 噴涂工藝噴涂工藝 噴射水泥砂漿的巷旁及巷頂堵漏技術(shù)水泥砂漿標(biāo)號(hào)為200#，水泥、黃砂配比為1:2，水灰比為1:2，速凝劑按水泥重的3%配比

12、，噴漿機(jī)為轉(zhuǎn)子型。對(duì)沿空巷道要求噴堵沿空一側(cè)及巷道頂部的1/2，對(duì)頂板有冒頂及松動(dòng)離層段需全部噴嚴(yán)，并噴至實(shí)體煤一側(cè)頂板以下0.51.0m，噴層厚度30100mm，要求噴射均勻、平整，不留空洞。 11技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 該技術(shù)主要用于大面積沿空巷道、巷道頂板破碎或冒頂?shù)谋砻鎳娡慷侣乐蛊扑槊后w自然發(fā)火，具有成本低、材料來(lái)源廣泛、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，水泥砂漿具一定的支護(hù)強(qiáng)度，堵漏風(fēng)效果好，與錨網(wǎng)支護(hù)合用，將起到巷道支護(hù)和更好堵漏風(fēng)作用。該技術(shù)是礦區(qū)的一種常規(guī)堵漏防火技術(shù)之一。聚氨酯噴涂堵漏 聚氨酯泡沫噴涂堵漏技術(shù)是通過(guò)噴涂機(jī)具，將黑、白兩種原料經(jīng)按1:1的比例混合，噴射到煤體表面，發(fā)泡后形成一種密實(shí)

13、的泡沫狀物質(zhì)，封堵煤體空隙，對(duì)漏風(fēng)有很好的隔絕作用，預(yù)防自然發(fā)火。可用于充填空洞、噴涂巷幫煤壁或密閉表面。 噴涂設(shè)備及工藝噴涂設(shè)備及工藝 噴涂設(shè)備主要部件有電機(jī)、變速箱、齒輪泵及料箱。電機(jī)為YB90-6型1.1kw防爆機(jī)。技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 該技術(shù)材料用量少，噴涂速度快，噴涂機(jī)具簡(jiǎn)單、輕便，對(duì)風(fēng)流有很好的隔絕作用，但材料成本較高，噴涂時(shí)有異味，操作人員必須配帶口罩、橡膠手套。該技術(shù)主要用于井下小范圍煤壁的噴涂堵漏，也可用快速噴涂臨時(shí)密閉，減少漏風(fēng)。12粉煤灰為骨料的輕質(zhì)發(fā)泡噴涂堵漏粉煤灰為骨料的輕質(zhì)發(fā)泡噴涂堵漏技術(shù)是通過(guò)KPZ-1型井下移動(dòng)式長(zhǎng)距噴注設(shè)備和相應(yīng)管路系統(tǒng)，將電廠粉煤灰、輕質(zhì)發(fā)泡料按

14、一定比例混合后，噴涂在煤體表面，減少漏風(fēng)，防止自然發(fā)火，保障工作面安全生產(chǎn)。材料配方材料配方 根據(jù)試驗(yàn)研究，該技術(shù)應(yīng)用的最佳材料配方如表1-1。表1-1 粉煤灰輕質(zhì)噴涂材料最佳配方425#水泥粉煤灰速凝劑配方性能性能灰水比1 1密度：750kg/m3抗 壓 強(qiáng) 度 ：4MPa發(fā) 泡 倍 數(shù) ：2成本：192元/m3525Kg/ m3225Kg/ m330Kg/ m3發(fā)泡劑1.5Kg/ m313壓注設(shè)備及工藝壓注設(shè)備及工藝 根據(jù)粉煤灰輕發(fā)泡噴涂材料的特點(diǎn)和工藝要求，可采用“KPZ-1型井下移動(dòng)式噴注設(shè)備”和相應(yīng)的噴涂工藝。技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 該技術(shù)采用的KPZ-1型噴涂設(shè)備，壓力高達(dá)5MPa，輸送

15、距離大于1000m，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離噴涂堵漏，減少了噴涂與掘進(jìn)或回采工作的干擾。但該技術(shù)用于長(zhǎng)距離噴涂時(shí)，管路較長(zhǎng)，環(huán)節(jié)多，易堵管，故障率高，噴涂過(guò)程不易控制。該技術(shù)主要適用于噴涂距離長(zhǎng)，范圍小煤壁噴涂堵漏，減少漏風(fēng)，防止煤體自燃。高水材料（或石膏）充填高水充填材料（或石膏）是一種固水硬性充填材料，水固比高達(dá)2.03.0：1以上時(shí)可迅速凝結(jié)、硬化并產(chǎn)生一定的機(jī)械強(qiáng)度，從而充填采空區(qū)、煤體裂隙或者封堵漏風(fēng)。充填工藝充填工藝 高水材料(或石膏)充填是由甲、乙兩種粉狀物料(或石膏)構(gòu)成，分別加水配制成單漿，通過(guò)兩套管路泵送至現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)混合器混合后注入充填14固化地點(diǎn)。高水材料甲料為硫鋁酸鹽特種水泥，乙料有

16、的用石膏、石灰及其它填加劑，按重量比加入2%的凹凸棒土，甲、乙料析水量217%。 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 該技術(shù)主要用于沿空巷道沿空側(cè)松散煤體、高冒區(qū)等空洞的充填。具有一定的固化強(qiáng)度，充填堵漏效果較好，但充填材料凝固時(shí)間不易掌握，材料運(yùn)輸量大，故礦區(qū)應(yīng)用較少。煤灰為骨料的無(wú)氨膠體灌注堵漏煤灰為骨料的無(wú)氨膠體灌注堵漏煤灰為骨料的無(wú)氨膠體灌注堵漏技術(shù)由粉煤灰、速凝凝膠材料、KPZ-1型井下移動(dòng)式長(zhǎng)距離噴注設(shè)備，以及相應(yīng)的灌注、噴涂堵漏工藝組成。該技術(shù)通過(guò)KPZ-1型噴注設(shè)備，將粉水比1：31：5的無(wú)氨凝膠注入相鄰采空區(qū)或巷道松散煤體，阻止漏風(fēng)，防治相鄰采空區(qū)或巷道自然發(fā)火，以保障工作面安全生產(chǎn)。 材料配

17、方材料配方 根據(jù)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，該技術(shù)應(yīng)用的最佳材料配比如表1-2。 15表1-2 粉煤灰無(wú)氨凝膠材料最佳配方灰水比1 31 5基料用量3膠凝劑用量13壓注設(shè)備及工藝壓注設(shè)備及工藝 根據(jù)粉煤灰膠體壓注材料的特點(diǎn)和工藝要求，研制了相應(yīng)的配套設(shè)備“KPZ-1型井下移動(dòng)式噴注設(shè)備”，該設(shè)備的性能如表5-3-3。表1-3 KPZ1型設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)輸送壓力：5MPa輸送距離：1000m流量：5m3/h一般輸送灰水比：1:1輸送固體粒徑：8mm總功率：20.2kWKPZ-1型井下移動(dòng)式噴注設(shè)備的組成及噴注工藝（如圖1-4）16圖5-3-4 KPZ-1型井下移動(dòng)式噴注設(shè)備的組成及噴注工藝技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià)

18、該技校術(shù)采用的KPZ-1型壓注設(shè)備，壓力高達(dá)5MPa，輸送距離大于1000m，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離壓注膠體，減少了注膠與掘進(jìn)或回采工作的干擾。但該技術(shù)用于長(zhǎng)距離注膠時(shí)，管路長(zhǎng)，環(huán)節(jié)多，故障率高，且易堵管，注膠過(guò)程不易控制。該技術(shù)主要適用于注膠距離長(zhǎng)，小范圍的破碎煤體的自燃防治。注砂堵漏注砂堵漏注砂主要用于聯(lián)絡(luò)巷閉內(nèi)、停采線等地點(diǎn)的充填，以實(shí)現(xiàn)堵漏防火的目的。聯(lián)絡(luò)巷閉內(nèi)注砂堵漏防火聯(lián)絡(luò)巷閉內(nèi)注砂堵漏防火 工作面推過(guò)聯(lián)絡(luò)巷以前，先于聯(lián)絡(luò)巷下端適當(dāng)位置1123546781. 攪拌機(jī)2. 過(guò)濾器3. 速凝劑容器4. 注漿泵5. 計(jì)量泵6. 混合器7. 噴槍8. 壓風(fēng)系統(tǒng)17打上密閉，并在密閉上部及下部各留一泄

19、水孔，上孔斷面為0.5m0.5m，下孔斷面為0.3m0.3m，兩孔均用荊笆等材料封住，以擋砂泄水，從順槽中接管注砂。 停采線端頭注砂堵漏停采線端頭注砂堵漏 工作面停采以后，在停采線以外順槽的適當(dāng)位置建閉，閉上同前留孔設(shè)荊笆，引管進(jìn)行注砂。 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 由于注砂容易發(fā)生堵管和潰砂事故，注砂管路磨損較快，特別是彎頭處，應(yīng)經(jīng)常注意檢查更換磨損嚴(yán)重段。因此注砂堵漏技術(shù)目前在礦區(qū)很少采用。2）均壓防滅火技術(shù)）均壓防滅火技術(shù) 均壓是通過(guò)降低漏風(fēng)通道兩端的風(fēng)壓差，即削弱漏風(fēng)的動(dòng)力源來(lái)達(dá)到減少漏風(fēng)的目的，主要用于煤層自燃火災(zāi)預(yù)防、封閉火區(qū)等。常用的均壓技術(shù)措施一般有調(diào)壓氣室輔以連通管、風(fēng)門輔以主調(diào)壓風(fēng)機(jī)

20、、改變風(fēng)流流動(dòng)路線3種。礦區(qū)防火中常用改變風(fēng)流流動(dòng)路線均壓法。18 根據(jù)使用的條件不同，作用原理不一，均壓防滅火技術(shù)大體分為開(kāi)區(qū)均壓、閉區(qū)均壓兩大類。 （1）開(kāi)區(qū)均壓技術(shù)）開(kāi)區(qū)均壓技術(shù) 針對(duì)小并聯(lián)漏風(fēng)系統(tǒng)而采取的調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓技術(shù)； 改變工作面通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)行均壓； 利用聯(lián)絡(luò)巷和風(fēng)門位置變化實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面后部采空區(qū)的均壓； 合理選擇順槽風(fēng)流性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰采空區(qū)均壓； 相鄰工作面采掘同時(shí)作業(yè)時(shí)的調(diào)壓方法； 風(fēng)筒與風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓，減少停采線漏風(fēng)。 （2） 閉區(qū)均壓閉區(qū)均壓 停采線外側(cè)布置均壓巷道； 在輔助密閉上設(shè)調(diào)壓裝置如帶有調(diào)壓閥的管路，調(diào)節(jié)氣室的風(fēng)壓，使其內(nèi)的風(fēng)壓與火區(qū)的風(fēng)壓相等的均壓氣室法。 19根據(jù)

21、輔助密閉墻設(shè)置的調(diào)壓裝置及布置方式不同，均壓氣室分以下幾種：a回風(fēng)側(cè)連通管路均壓氣室；b進(jìn)風(fēng)側(cè)連通管路均壓氣室；c進(jìn)、回風(fēng)雙側(cè)連通管路均壓氣室；d回風(fēng)側(cè)局部通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)均壓氣室；e進(jìn)風(fēng)側(cè)局部通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)均壓氣室；f進(jìn)、回風(fēng)側(cè)局部通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)均壓氣室。（3）均壓技術(shù)的實(shí)施）均壓技術(shù)的實(shí)施根據(jù)生產(chǎn)布局及周圍采空區(qū)的關(guān)系，確定需要均壓的區(qū)域或范圍；對(duì)需進(jìn)行均壓區(qū)域內(nèi)的所有巷道進(jìn)行通風(fēng)阻力測(cè)定，繪制出各巷道的壓能圖，掌握均壓區(qū)域及其周圍相關(guān)巷道的通風(fēng)壓力和風(fēng)量分布狀況，選擇好調(diào)壓的參考點(diǎn)，確定均壓區(qū)域控制目標(biāo)（一般為）；全面了解均壓區(qū)域及相關(guān)巷道內(nèi)的通風(fēng)設(shè)施（風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門，局部通風(fēng)機(jī)等）。均壓區(qū)域內(nèi)的風(fēng)門

22、要閉鎖，實(shí)現(xiàn)遙訊，若采用局扇均壓，必須保證均壓風(fēng)20風(fēng)機(jī)持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，并有當(dāng)均壓風(fēng)機(jī)突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，保證人員安全撤出的措施； 根據(jù)均壓區(qū)域具體情況（主要是巷道系統(tǒng)及其壓力分布狀況），選擇出合理、有效可靠的均壓方案，并編制出均壓方案，報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn)后，方可實(shí)施； 將參考點(diǎn)風(fēng)壓值調(diào)至目標(biāo)值，與此同時(shí)，需派人監(jiān)測(cè)低風(fēng)壓區(qū)巷道內(nèi)的氣體變化，當(dāng)風(fēng)壓平衡穩(wěn)定后，各處風(fēng)壓值及有害氣體都滿足要求，且至少觀測(cè)一個(gè)班（8小時(shí)）以上，方可結(jié)束調(diào)壓。（4） 均壓通風(fēng)的有效做法均壓通風(fēng)的有效做法 停采線外側(cè)布置均壓巷道停采線外側(cè)布置均壓巷道 停采線外側(cè)布置均壓巷道實(shí)現(xiàn)對(duì)停采線均壓，如圖-5 所示的通風(fēng)系統(tǒng)，均壓巷道A

23、B使停采線兩端的風(fēng)壓差大大降低，從而減少了停采線漏風(fēng)。此外均壓巷道是向停采線實(shí)施鉆孔注漿的非常好的場(chǎng)所，施工方便，注漿效果好。均壓巷道可提前掘出亦可與區(qū)段巷道同時(shí)掘出。21 利用聯(lián)絡(luò)巷和風(fēng)門位置變化實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面后部采空區(qū)均壓利用聯(lián)絡(luò)巷和風(fēng)門位置變化實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面后部采空區(qū)均壓 如1-6圖所示的綜放面通風(fēng)系統(tǒng)，在工作面生產(chǎn)過(guò)程中，隨著工作面推進(jìn)，用于連接巖石集中巷與順槽的聯(lián)絡(luò)斜巷將逐個(gè)被遺留在后部采空區(qū)，按正常生產(chǎn)管理，這些聯(lián)絡(luò)巷應(yīng)予以封閉。但是由于兩側(cè)聯(lián)絡(luò)巷和采空區(qū)連通，其間存在風(fēng)壓差，漏風(fēng) (a)均壓前 (b)均壓后 圖1-5 停采線通風(fēng)網(wǎng)路及壓力坡度示意圖22不可避免，漏風(fēng)風(fēng)流長(zhǎng)期流經(jīng)聯(lián)絡(luò)巷

24、，容易在聯(lián)絡(luò)巷與煤層的接觸面附近引起自燃。為了消除聯(lián)絡(luò)巷漏風(fēng)，可利用已有的巷道系統(tǒng)，采取均壓措施。 1 3 2 5 c B A 4 圖1-6 聯(lián)絡(luò)巷均壓系統(tǒng)示意圖1-巖石集中巷；2-巖石集中回風(fēng)巷；3-進(jìn)風(fēng)順槽；4-回風(fēng)順槽；5底版巖石集中巷；、聯(lián)絡(luò)巷 具體做法是：當(dāng)工作面推過(guò)、聯(lián)絡(luò)巷后，封閉、聯(lián)絡(luò)巷同時(shí)將安設(shè)在A處的風(fēng)門移到B處；當(dāng)工作面繼續(xù)推進(jìn)，另一對(duì)聯(lián)絡(luò)巷又被遺留在采空區(qū)后部，同樣將安設(shè)在B處的風(fēng)門移到C處，以此類推。23 雖然只是風(fēng)門位置作了變動(dòng)，但兩聯(lián)絡(luò)巷的風(fēng)壓狀況完全不一樣了。風(fēng)門設(shè)在A處時(shí)，聯(lián)絡(luò)巷處于回風(fēng)側(cè)，故聯(lián)絡(luò)巷處風(fēng)壓大于聯(lián)絡(luò)巷處的風(fēng)壓；當(dāng)風(fēng)門由A處移到B處以后，、兩聯(lián)絡(luò)巷均

25、處于進(jìn)風(fēng)側(cè)，故基本上處于同一壓力狀態(tài)，從而減少了兩聯(lián)絡(luò)巷之間的風(fēng)壓差，即減少了漏風(fēng)。 合理選擇順槽風(fēng)流性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰采空區(qū)均壓合理選擇順槽風(fēng)流性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰采空區(qū)均壓 無(wú)煤柱開(kāi)采時(shí)采空區(qū)將與生產(chǎn)工作面直接連通，有兩種情形：一是工作面一側(cè)為采空區(qū)，另一側(cè)為實(shí)體煤；二是工作面兩側(cè)均為采空區(qū)，即所謂的孤島工作面。 這兩種情況下，可通過(guò)合理選擇工作面順槽風(fēng)流性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰采空區(qū)的均壓?？偟脑瓌t是：使工作面順槽風(fēng)流和周圍采空區(qū)周邊壓力盡量保持平衡。具體做法是：可根據(jù)實(shí)際風(fēng)壓測(cè)定來(lái)定，亦可根據(jù)相鄰采空區(qū)周邊巷道中的風(fēng)流性質(zhì)，確定與該采空區(qū)相鄰的順槽風(fēng)流性質(zhì)，使順槽與相鄰采空區(qū)周邊巷道保持風(fēng)流同性，即進(jìn)風(fēng)

26、皆進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)皆回風(fēng)。 相鄰工作面采、掘同時(shí)作業(yè)時(shí)的調(diào)壓方法相鄰工作面采、掘同時(shí)作業(yè)時(shí)的調(diào)壓方法 沿空掘進(jìn)巷道與相鄰工作面同時(shí)24作業(yè)時(shí)，由于無(wú)隔離煤柱，往往存在較大漏風(fēng)。通過(guò)建立局部均壓系統(tǒng)，可有效地控制漏風(fēng)壓差，減少漏風(fēng)。 如1-7圖所示的均壓系統(tǒng)，可通過(guò)調(diào)節(jié)沿空掘進(jìn)巷道進(jìn)、回風(fēng)側(cè)調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)整采、掘工作面之間壓差，從而減少漏風(fēng)。圖1-7 采、掘同時(shí)作業(yè)時(shí)的通風(fēng)系統(tǒng)圖25 （5） 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 均壓技術(shù)實(shí)施速度快，防火效果好，防火成本低。但均壓穩(wěn)定性差，需要嚴(yán)格管理和調(diào)節(jié)，操作繁鎖，不易控制。只能用于防火，而不能有效的降溫滅火。 3）預(yù)防性注漿技術(shù)）預(yù)防性注漿技術(shù) 預(yù)防性注漿技術(shù)是將地面

27、灌漿池按一定比例配制好的漿液（泥漿或粉煤灰漿），通過(guò)灌漿管路輸送到井下用漿地點(diǎn)（如采空區(qū)）。漿液注入采空區(qū)等用漿地點(diǎn)，便能對(duì)浮煤形成覆蓋和包裹，從而減少煤與氧接觸的反應(yīng)面，減緩煤炭的氧化速度；再者，漿液中含有大量的水，注入采空區(qū)后能吸收并帶走煤的氧化熱，破壞其聚熱環(huán)境，使煤炭溫度不能持續(xù)升高而致燃燒。 （1） 注漿工藝注漿工藝 漿液的制備與輸送 漿材選取電廠粉煤灰時(shí)，則要建立由電廠到注漿站的專用運(yùn)輸線和運(yùn)輸工具，注漿站要建立儲(chǔ)灰池。漿材選擇黃土?xí)r，用水槍沖刷儲(chǔ)土場(chǎng)的黃土制成泥漿，然后經(jīng)輸送溝送往注漿管路。26 制備漿液時(shí)應(yīng)合理地確定與控制水土比或水灰比。水土比的變化范圍一般為2:15:1，需根

28、據(jù)輸送距離的長(zhǎng)短、輸送管路的彎頭多少、煤層傾角大小和季節(jié)因素綜合確定。兗州礦區(qū)各礦的漿液水土比（水灰比）見(jiàn)表1-4。表5-3-4 兗州礦區(qū)各礦的漿液水土比礦 別輸漿倍線漿液濃度水土比水灰比南屯礦5.511.72:15:12:13:1興降莊礦8132:14:1-鮑店礦392:15:1-東灘礦4.76.22:16:1-27 為了提高泥漿質(zhì)量，加大泥漿濃度，在制漿前將黃土充分浸泡使之粉化再行攪拌，浸泡時(shí)間為812h，制備的漿液在攪拌池內(nèi)再放置半小時(shí)左右，使之沉淀澄出清水，保持最大濃度，土水比高達(dá)1:2，再注入井下。為此，應(yīng)采用多泥漿池，行走式攪拌機(jī)。漿液的輸送一般采用管道送往井下各注漿區(qū)。輸漿干管一

29、般選用直徑為127175mm的無(wú)縫鋼管，進(jìn)入注漿區(qū)的分管一般采用89108mm的鋼管，進(jìn)入工作面順槽的支管一般采用5089mm，支管末端采用4050mm的高壓膠管。 注漿量的確定預(yù)防性注漿量的確定主要取決于注漿形式、注漿區(qū)的容積、采煤方法等。對(duì)于采前預(yù)注和采后封閉停采線注以充滿注漿空間為準(zhǔn)。隨采隨注的用土量（Qs）可按下式計(jì)算： （1-4） 式中，Qs 為注漿用土量，m3；M為煤層開(kāi)采厚度，m；L為注漿區(qū)的走向長(zhǎng)度，m；H為注漿區(qū)的傾斜長(zhǎng)度，m；C為回采率，%；K為注漿系數(shù)，（即泥漿100/HLMKCQs28的固體材料體積與注漿區(qū)空間的容積之比，兗州礦區(qū)一般取0.0140.03）。注漿用水量（

30、Qw）可按下式計(jì)算： （1-5）式中，Qw為注漿用水量，m3；Kw為沖洗管路用量的備用系數(shù)，一般取1.101.25；為水土比，一般取25。 預(yù)防性注漿方法及使用條件如表1-5。表1-5 預(yù)防性注漿方法及使用條件wwKQ注漿方法方法描述方法使用條件采前預(yù)注未進(jìn)行回采之前對(duì)那些可能引起煤炭自燃或已自燃的地區(qū)進(jìn)行灌漿欲采地區(qū)已經(jīng)有火區(qū)或大量浮煤存在，進(jìn)行回采時(shí)可能受到自然發(fā)火的威脅隨采隨灌隨著工作面（采面或掘進(jìn)面）的推進(jìn)，同時(shí)向煤體已經(jīng)被破壞的地區(qū)（如采空區(qū)等）注漿防止遺留在采空區(qū)的浮煤發(fā)生自燃；膠結(jié)頂板冒落的巖石，形成再生頂板；固結(jié)煤巷松軟的煤體及堵漏風(fēng)通道采后注漿在工作面采完后，封閉停采線的上下

31、出口，然后，在上部密閉墻上插管注漿封閉采空區(qū)，其次是充填最易發(fā)生自然發(fā)火的停采線29（2） 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià)該技術(shù)是一種傳統(tǒng)的防滅火技術(shù)，其材料來(lái)源廣泛，成本低，工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，注漿流量大，可用于井下大面積浮煤的注漿防火，和閉內(nèi)注漿。但由于漿液流動(dòng)性大，不易脫水，不能堆積存留，易發(fā)生潰漿，不能用于頂部煤體的自燃防治。4）凝膠防滅火技術(shù)）凝膠防滅火技術(shù)凝膠防滅火技術(shù)是通過(guò)壓注系統(tǒng)將基料（水玻璃）和促凝劑（銨鹽）兩種按一定比例與水混合后，注入到煤體中凝結(jié)固化，起到堵漏和防火的目的?；旌弦涸谀糖?，其粘度近似于水，流動(dòng)較好，可滲透到煤和巖石的裂隙中，而成膠后則固結(jié)在煤體中。該膠體具有固水性、吸熱降溫性

32、、密封堵漏性、阻化性、以及成膠時(shí)間可調(diào)等主要特性。（1） 材料配方材料配方防火時(shí)：基料8%10%；促凝劑3%5%滅火時(shí)：基料6%8%；促凝劑2%4%（2） 凝膠壓注設(shè)備系統(tǒng)凝膠壓注設(shè)備系統(tǒng)雙泵凝膠壓注系統(tǒng)30雙泵凝膠壓注系統(tǒng)如圖1-8，系統(tǒng)由兩臺(tái)相同型號(hào)的壓注泵和四個(gè)水箱（水箱應(yīng)放在同一水平）組成，一臺(tái)泵配備兩個(gè)水箱，并分別作上標(biāo)記，可實(shí)現(xiàn)凝膠的連續(xù)壓注。泵混合器C3C4C1C2泵促凝劑+水 B1促凝劑+水 B2基料+水 A1基料+水 A2圖1-8雙泵凝膠壓注系統(tǒng)輕型移動(dòng)式定量膠體壓注機(jī),輕型移動(dòng)式定量膠體壓機(jī),其結(jié)構(gòu)原理如圖5-3-9。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)為：功率5.5 kw、流量 5.0m3/

33、h、壓力: 1.8 MPa、最大通過(guò)固料顆粒粒徑: 5mm。定量注膠設(shè)備主要特點(diǎn)為：.能耗小、噪聲低; 體積小,易于運(yùn)輸;.運(yùn)行穩(wěn)定可靠;使用、維護(hù)方便;.物料全自動(dòng)配比,不需人工配料;與地面灌漿系統(tǒng)相配合,可進(jìn)行大流量膠體泥漿壓注。31 該壓注設(shè)備是專門為煤礦設(shè)計(jì)的一套井下防滅火設(shè)備,可單獨(dú)用于壓注凝膠和膠體泥漿,也可與地面灌漿系統(tǒng)相配合,進(jìn)行井下煤層自燃火災(zāi)的預(yù)防與撲滅,并可作為其它用途的注漿設(shè)備。傳動(dòng)皮帶攪拌器壓力表 主泵供水管螺旋給料器配比閥可調(diào)節(jié)定量泵 A 基料+水B 增強(qiáng)劑+水C 促凝劑+水分流器電機(jī)圖1-9 輕型移動(dòng)式膠體壓機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖32（3） 井下注膠防滅火工藝井下注膠防滅火

34、工藝井下注膠防滅火工藝如圖1-10，該注膠工藝是為井下局部煤體高溫或發(fā)火的防滅火處理而開(kāi)發(fā)的,在沒(méi)有地面灌漿系統(tǒng)的煤礦也可用此設(shè)備對(duì)火區(qū)進(jìn)行處理。其主體是膠體壓注設(shè)備，能同時(shí)完成基料、促凝劑和泥漿的定量添加、混合壓注等功能。操作過(guò)程如下:首先將設(shè)備與電源開(kāi)關(guān)、管路及注膠鉆孔連接好，把清水供上，待系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，將自吸泵與基料料桶連接好，添加基料。添加量調(diào)好穩(wěn)定后，兩個(gè)料箱中添加基料和促凝劑，按比例調(diào)好這兩個(gè)料箱的配比閥。調(diào)整穩(wěn)定后，只管及時(shí)加松散煤體頂煤巖石頂板底板高 溫高溫火4309采 空 區(qū)松 散 煤 體井 下 移 動(dòng) 式 膠 體 壓 注 機(jī)3m3m圖1-10 井下輕便型移動(dòng)式注膠工藝流程

35、 33料而無(wú)須再操心配比，設(shè)備會(huì)按先前調(diào)好的比例自動(dòng)配料，從而降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。當(dāng)注膠結(jié)束時(shí)，停止基料、促凝劑及泥漿的添加。用清水沖洗設(shè)備及管路，以防堵塞設(shè)備和管路。完成這些工作后停水、斷電。 （4）技術(shù)評(píng)價(jià)）技術(shù)評(píng)價(jià)凝膠具有固水性、阻化性、熱穩(wěn)定性和吸熱降溫性等較好的防滅火性能；防滅火有效期長(zhǎng)，一般情況下，經(jīng)過(guò)凝膠處理過(guò)的碎煤不易復(fù)燃；成膠時(shí)間可控，成膠后，凝膠失去流動(dòng)性，有一定的強(qiáng)度，可用于巷道頂煤或支架頂部等高部煤體自燃火災(zāi)防治；凝膠耐高溫，在明火中不會(huì)迅速汽化，僅慢慢萎縮，不存在水煤汽爆炸和水蒸汽傷人的危險(xiǎn)。滅火安全性好；成膠材料來(lái)源廣泛,成本低廉,壓注工藝簡(jiǎn)單，操作方便。

36、該技術(shù)在礦區(qū)得到廣泛應(yīng)用，成功地?fù)錅缌硕啻蚊簩幼匀蓟馂?zāi)，現(xiàn)已成為主要的防滅火技術(shù)之一。但凝膠材料用量大，井下運(yùn)輸困難；有的促凝劑有氨味，會(huì)對(duì)井下環(huán)境造成一定程度的污染；壓注設(shè)備流量較小，因此，井下凝膠壓注技術(shù)僅適用于井下小范圍煤體自燃火災(zāi)的防治。345） 膠體泥漿膠體泥漿(或粉煤灰膠體或粉煤灰膠體)防滅火技術(shù)防滅火技術(shù)該技術(shù)利用基料、促凝劑的膠凝作用，以黃土（或粉煤灰）作增強(qiáng)劑，增加膠體強(qiáng)度、提高耐溫性能和延長(zhǎng)有效期，通過(guò)灌漿管路系統(tǒng)將基料和增強(qiáng)劑輸送到井下用膠地點(diǎn)的混合器中，在井下利用專用設(shè)備，將促凝劑壓入混合器，經(jīng)混合器混合后，通過(guò)防滅火鉆孔，注入煤體火區(qū)。膠體中的硅膠起骨架作用，黃土（粉

37、煤灰）起充填作用，把易流動(dòng)的水固定在硅膠內(nèi)部，堵塞煤體孔隙，阻止煤炭氧化放熱；固定大量水份，降低煤體溫度，從而達(dá)到滅火的目的。（1）材料配比）材料配比地面漿池制漿水土比為4:15:1，基料添加比例為90100kg/(m3漿)，攪拌均勻。井下促凝劑添加比例視所需的成膠時(shí)間而定，即：成膠時(shí)間為78min，促凝劑比例為20 kg/(m3漿)；成膠時(shí)間為34min時(shí)，促凝劑比例為30 kg/(m3漿)；成膠時(shí)間為25s時(shí)，促凝劑比例為50 kg/(m3漿)。（2） 注膠工藝系統(tǒng)注膠工藝系統(tǒng)注膠工藝系統(tǒng)主要是利用煤礦現(xiàn)有的地面灌漿防滅火系統(tǒng)、注沙防滅火系統(tǒng)及35防塵水管路系統(tǒng)，從地面漿池中配好基料、增強(qiáng)

38、劑和水，在井下著火點(diǎn)附近用注膠泵把促凝劑按比例定量添加到管路中，再壓注到火源。該系統(tǒng)井下材料運(yùn)輸量很少（只需要運(yùn)送促凝劑），注膠流量很大，且對(duì)固體顆粒要求不嚴(yán)?？偭髁客ǔＴ?0100m3/h。其滅火工藝如圖1-11所示。井 下 輸 膠 管 路按 比 例 混 合 攪 拌 池傳動(dòng)皮帶黃 土 、 粘 土 或粉 煤 灰 采 集 場(chǎng)井 下地 面火松 散 煤 體泥 漿水 槍 注 ： 工 藝 主 要 參 數(shù) ： 促 凝 劑 添 加 設(shè) 備 參 數(shù) ： 管 路 管 徑 ： 36 英 寸 功 率 : 5.5 kw 注 膠 流 量 : 30100m3/h 壓 力 : 1.8 Mpa 總 重 量 : 230kg 通

39、 過(guò) 粒 度 ： 5mm 分 流 器定 量 配 比 器促 凝 劑攪 拌 器壓 力 表泵電 機(jī)現(xiàn) 場(chǎng) 促 凝 劑 添 加 設(shè) 備基 料定 量 配 比 器供 水 管地 面 水 池水 泵攪 拌 器圖1-11 井上、下配合的管路大量流注膠工藝圖 36工藝過(guò)程為：首先在地 面灌漿系統(tǒng)的配漿池中，將基料和泥漿按比例配制好，在一切工作準(zhǔn)備完成后，打開(kāi)閘門，放出混合液，混合液沿灌漿管路來(lái)到用漿地點(diǎn)，促凝劑的添加通過(guò)多功能壓注設(shè)備來(lái)完成。將多功能壓注設(shè)備連接在灌漿管路中，當(dāng)?shù)孛媾浜玫幕旌弦旱竭_(dá)之后，啟動(dòng)該設(shè)備，根據(jù)混合液下漿速度，配比及距火區(qū)的距離，調(diào)整促凝劑壓注量，從而調(diào)整好成膠時(shí)間，以達(dá)到預(yù)期目的。完成注膠

40、后用清水沖洗壓注設(shè)備。 （3） 膠體泥漿技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例膠體泥漿技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例 1、發(fā)火時(shí)間及地點(diǎn)：、發(fā)火時(shí)間及地點(diǎn)：1996年5月26日，東灘礦14308西軌順。 2、火區(qū)概況、火區(qū)概況 14308西軌順火區(qū)位于東灘礦北翼14采區(qū)14308綜放面西部。該綜放面走向長(zhǎng)1200m,南鄰143上07綜放采空區(qū)(下分層還未開(kāi)采),北邊為實(shí)體煤(見(jiàn)圖1-12)。主采3層煤,煤厚9.2m,采高2.8m,放煤高度6.4m。14308西軌順與14307上分層綜放面軌順垂直重疊布置,間隔一層3上與3下煤層之間的夾矸。37 14308 西 運(yùn) 順 火 14308 西 軌 順 14307（ 綜 放 一 次 采 全

41、高 ） 14307 西 運(yùn) 順 146 巖 集 運(yùn) 消 火 道停采線14308 綜 采 放 頂 煤 工 作 面消火道圖1-12 14308工作面布置圖 14307上分層綜放面94年7月開(kāi)采,推進(jìn)約7080m時(shí),采空區(qū)出現(xiàn)自然發(fā)火征兆,上隅角CO濃度1000ppm以上,回風(fēng)流CO濃度超過(guò)100ppm。利用底板巖集向上打鉆孔往采空區(qū)回風(fēng)側(cè)灌漿,并加快推進(jìn)速度甩掉高溫點(diǎn),95年6月采完后封閉,實(shí)行閉區(qū)均壓防滅火。14308西軌順96年2月開(kāi)始由東向西掘進(jìn),掘進(jìn)期間巷道多處冒頂,與頂部14307綜放面采空區(qū)冒透連通。96年5月26日順槽掘出1050m,距14307采空區(qū)切眼約30m處時(shí),發(fā)現(xiàn)頂部采空區(qū)

42、浮煤中有干餾過(guò)的焦炭存在,二天后該處頂煤自燃。采用往頂煤插管注水滅火,火勢(shì)發(fā)展較快,前后約20m范圍內(nèi)水管一插即往下掉紅火炭,并形成冒空區(qū)。至5月30日未能將火源撲滅,1050m順槽被迫全部封閉,采用注氮滅火。38 96年10月28日該順槽火區(qū)采用鎖風(fēng)法逐段啟封,并對(duì)啟封的部分迅速噴漿堵漏,對(duì)未啟封巷道采用注氮防滅火技術(shù),惰化火區(qū)。注氮期間閉內(nèi)氧含量69%,停止注氮后閉內(nèi)氧含量1215%。到97年1月4日,順槽啟封910m,閉內(nèi)還有140m。由于一些原因停止注氮三天,板閉縫隙中冒出大量濃煙,CO濃度超過(guò)2000ppm,原火區(qū)仍在燃燒,高溫火點(diǎn)并沒(méi)有窒熄消失。為此決定在滅火道內(nèi)打鉆向火源壓注膠體

43、泥漿直接滅火。3、火區(qū)特點(diǎn)、火區(qū)特點(diǎn) (1) 巷道頂部火點(diǎn)是94年14307綜放面回采期間氧化自燃的舊火點(diǎn)。 (2) 火源點(diǎn)復(fù)燃速度很快,從96年5月26日進(jìn)入該火源點(diǎn)底部到28日出現(xiàn)明火,間隔只只有40個(gè)小時(shí)。 (3) 14307綜放面是東灘礦第一個(gè)綜放試驗(yàn)面,距切眼7080m內(nèi)頂煤回收率低,且順槽和二個(gè)端頭支架不放頂煤,故該火點(diǎn)處有松散煤體4m多厚,12m寬,遺煤量很大。 (4) 該火點(diǎn)經(jīng)過(guò)近二年多時(shí)間氧化放熱所儲(chǔ)存的熱能很大。 (5) 東灘礦采用無(wú)煤柱開(kāi)采,采空區(qū)連成一片,杜絕向火區(qū)供氧很難。該火區(qū)位置高,巷道頂部煤體破碎、冒落空洞多,且沒(méi)有噴漿。若采用灌水、注漿淹火區(qū),水只能流入巷道或

44、采空區(qū),很難淹沒(méi)。若注水、注漿量大,容易把頂煤沖落到巷道,造成冒頂39且大量泥漿泄入巷道,使巷道恢復(fù)困難。由于火區(qū)溫度高、熱容大,注氮、注惰泡只能抑制火區(qū)發(fā)展,很難使煤體溫度下降。 (6) 14308綜放面是450萬(wàn)噸礦井97年的主采工作面,全礦產(chǎn)量的一大半要靠這個(gè)工作面完成。該工作面97年2月底要投產(chǎn),時(shí)間緊,任務(wù)重。該火區(qū)必須在工作面投產(chǎn)前徹底撲滅,且要能保證整個(gè)工作面回采期間不復(fù)燃。4、滅火過(guò)程、滅火過(guò)程 根據(jù)14308火區(qū)范圍及火勢(shì),預(yù)計(jì)注膠量在1000m3以上。若采用井下小型注膠系統(tǒng),占用人員多,材料運(yùn)輸困難,注膠速度很慢。因此,采用地面配漿池和灌漿管路進(jìn)行大流量連續(xù)運(yùn)行的膠體泥漿壓

45、注工藝。利用北風(fēng)井四個(gè)配漿池按一定的水土比配好泥漿后,往漿池中添加基料,然后用攪拌機(jī)攪拌均勻備用,放漿速度由閘閥控制,用標(biāo)尺計(jì)算下漿量。配有基料的漿液通過(guò)灌漿管路送到注膠地點(diǎn),用泵把固體促凝劑按比例輸送到泥漿管內(nèi),利用管內(nèi)高速流動(dòng)的液體溶解促凝劑并混合均勻,通過(guò)分流器注入鉆孔,分流器并行管路可達(dá)18個(gè)。 考慮到14308西軌順火區(qū)頂部是大量浮煤堆積的采空區(qū),巷道沒(méi)有噴漿,用水滅火時(shí),頂煤冒落形成許多空洞,膠體泥漿一旦泄漏到巷道中,把頂煤沖垮形成大冒頂,膠體40泥漿灌滿巷道,使火區(qū)啟封工作量增加,故決定采用多鉆孔、低流量注膠,成膠速度控制在1分鐘內(nèi),從滅火道向巷道頂部打仰角3或水平的鉆孔,孔深8

46、m,距巷道頂部4.85.2m(見(jiàn)圖1-13)。97年1月11日開(kāi)始注膠,經(jīng)過(guò)三天注入450m3膠體泥漿后,進(jìn)入火區(qū)偵察，火區(qū)大部份已熄滅,但原火區(qū)中心仍有高溫陰燃點(diǎn),通風(fēng)二個(gè)多小時(shí)見(jiàn)明火,巷道中除一個(gè)高冒區(qū)有十幾立方泄漏的膠體泥漿外其余各點(diǎn)均未見(jiàn)漏漿。把臨時(shí)鎖風(fēng)板閉推進(jìn)40m,在滅火道打鉆尋找火源繼續(xù)注膠體泥漿約400m3,于1月16日第二次啟封偵察火區(qū),發(fā)現(xiàn)原火區(qū)仍有明火,鉆孔沒(méi)有打到火源上,巷道基本沒(méi)有漏膠。把臨時(shí)鎖風(fēng)板閉再次往前推進(jìn)50m,繼續(xù)利用鉆孔注膠滅火。 31#-60# 火 61#消火道頂板巖石煤體火14308 西軌順14307 采空區(qū) 1 31 61 2 32 62 29 59

47、 89 30 60 90火火松散煤體14308西軌順1 - 深8m,仰角3。 2 - 深8m,平孔 3 - 深8m,俯角3。 4 - 深10m,俯角12。圖1-13 注膠鉆孔布置41 由于第二次偵察沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏膠,消除了泄漏顧慮,決定打俯角3、深8m的鉆孔(見(jiàn)圖1-13)。在打鉆過(guò)程中,鉆孔有2000多ppm的CO泄出,沒(méi)有見(jiàn)煙,溫度也不高,經(jīng)過(guò)三天注膠約500m3,于1月20日第三次啟封偵察火區(qū),并計(jì)劃強(qiáng)行噴漿通過(guò)高溫區(qū)。火區(qū)啟封后,閉內(nèi)溫度4244,高溫區(qū)表面溫度8090,通風(fēng)一個(gè)半小時(shí)后見(jiàn)明火,對(duì)準(zhǔn)火源點(diǎn)噴漿,火勢(shì)立即增大,紅炭伴著砂漿大量落入巷道,形成新的高冒區(qū)。冒落的紅炭用水一澆,巷道

48、溫度劇增,蒸汽彌漫,煙流及CO增大,被迫在原板閉處封閉,用砂漿噴涂表面。 經(jīng)過(guò)第三次火區(qū)啟封,使我們認(rèn)識(shí)到原配方膠體泥漿遇高溫后滲透性較差,鉆孔在火源頂部4.04.5m處都沒(méi)能滲透到緊靠巷道頂部的火源上,而在火源頂部形成了一層膠體泥漿層,滅火效果不好。經(jīng)過(guò)對(duì)鉆孔位置分析,決定打12的俯孔,孔深10m(見(jiàn)圖5-3-13),孔口距巷道1.7m左右,并放慢成膠速度。這一次打鉆過(guò)程中有二個(gè)鉆孔直接打入火區(qū),鉆孔中有黑煙往出冒,出氣溫度達(dá)8090,CO濃度超過(guò)2000ppm。連續(xù)注膠六天,注入近900m3膠體泥漿,鉆孔CO濃度下降到20ppm以下,隨后打了幾個(gè)探孔,CO都在10ppm左右,鉆孔出氣溫度正

49、常。板閉內(nèi)CO濃度1020ppm,出水溫度38。42上述跡象表明膠體泥漿已注到高溫區(qū)內(nèi),明火已熄滅,但由于煤巖體熱容大,溫度還未完全降下來(lái)。1月26日火區(qū)啟封,救護(hù)隊(duì)進(jìn)入偵察,明火已熄滅,但巷道頂部高溫點(diǎn)仍有52,巷道空氣溫度4042,淋水溫度40,CO只有24ppm。拆除板閉、恢復(fù)通風(fēng)、對(duì)高冒頂區(qū)用石棉瓦背頂方木加固,然后迅速噴漿,同時(shí)利用滅火道的鉆孔繼續(xù)注膠降溫。至1月31日14308火區(qū)啟封成功,巷道全部噴漿重新處理,幾天后火區(qū)徹底熄滅。 （4 4） 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 采用該防滅火系統(tǒng)時(shí)，井下材料運(yùn)輸量很少（只需要運(yùn)送促凝劑），勞動(dòng)強(qiáng)度低，比井下注膠系統(tǒng)優(yōu)越；注膠流量很大（總流量通常在3

50、0100m3/h），尤其適合于撲滅井下大面積煤層自燃火災(zāi)；該工藝系統(tǒng)對(duì)固體顆粒要求不嚴(yán)，不易堵管； 膠體泥漿耐壓穩(wěn)定性好，可充填高冒空頂區(qū)；成膠時(shí)間可控制，可根據(jù)火區(qū)不同條件，需要輸送的距離及鉆孔滲透的范圍，選擇不同的成膠速度；能在頂部碎煤中充填空隙，很快使煤氧隔離窒熄，控制好成膠速度不會(huì)形成泄漏通道。即使高溫蒸烤失去水分，仍有25%左右的黃土存在于空隙中，起防滅火的作用，因此，一般情況下,經(jīng)過(guò)膠體泥漿處理過(guò)的碎煤體不易再自燃。 43該技術(shù)可用于井下巷道頂部、巷道沿空側(cè)、支架頂部、后部、上分層采空區(qū)及高瓦斯礦井煤層等大面積自燃火災(zāi)的防治。現(xiàn)已成為礦區(qū)的主要防滅火技術(shù)之一。該技術(shù)在操作過(guò)程中，必

51、須井上、下保持電話聯(lián)系，協(xié)調(diào)動(dòng)作；由于注膠壓力和流量很大，對(duì)鉆孔封孔要求高；一旦堵管，沖洗難度大。6）高分子材料防滅火技術(shù)）高分子材料防滅火技術(shù)高分子防滅火材料（MEA-1型膠體和XK2-PR型稠化膠體）注入可能自燃的煤體或松散浮煤區(qū)域,充填煤體孔隙，膠結(jié)松散浮煤，使之成為一整體，減少漏風(fēng)，同時(shí)該高分子材料具有吸熱降溫、包裹煤體、隔絕氧氣和阻化等良好的防滅火特性。（1） 材料配方材料配方高分子材料配比： MEA-1型防滅火材料用量：610高分子材料材料量用：15增強(qiáng)劑根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件,主要采用黃土，粉煤灰等廉價(jià)、不燃性材料。44（2） 高分子防滅火材料壓注系統(tǒng)及工藝高分子防滅火材料壓注系統(tǒng)及工藝M

52、EA-1型高分子材料壓注系統(tǒng)型高分子材料壓注系統(tǒng)高分子材料壓注系統(tǒng)如圖1-14，由一臺(tái)壓注泵和兩個(gè)水箱組成。使用時(shí)，在水箱中加入高水材料，攪拌均勻，溶解完后，將壓注泵吸料管放入已配好高分子材料溶液的水箱中，啟動(dòng)壓注泵，高分子材料通過(guò)管路進(jìn)入煤后，膠凝固化，從而達(dá)到堵漏和滅火的目的。 C3 清水 C2 C1 泵 高分子材料+水 B 高分子材料+水 A 圖1-14 雙液箱單泵高分子材料壓注系統(tǒng)XK2-PR型高分子材料壓注系統(tǒng)采用膠體壓注系統(tǒng)（如圖1-15），在井下直接對(duì)煤層高溫區(qū)域壓注高分子材料（泥漿）。膠體壓注機(jī)上部有兩個(gè)料斗，一個(gè)是振動(dòng)加料料斗，一個(gè)是加水?dāng)嚢?5混合料斗。用加料勺不斷地向振動(dòng)

53、料斗內(nèi)加入添加劑，通過(guò)調(diào)節(jié)螺旋給料器速度控制下料量，并通過(guò)篩板均勻地灑入到混合料斗內(nèi)與水混合均勻后，進(jìn)入壓注泵?；旌狭隙穬?nèi)采用水?dāng)嚢瑁瑪嚢枇Φ拇笮】捎蓴嚢杷芎脱a(bǔ)水水管上的閥門相互配合來(lái)控制?；旌虾笠后w吸入主泵，然后經(jīng)分流器注入發(fā)火區(qū)域。 振動(dòng)料箱 增強(qiáng)劑料箱 調(diào)速器 1 調(diào)速器 2 螺旋送料器 1 螺旋送料器 2 電機(jī) 主泵分流器進(jìn)水管 圖1-15 高分子材料壓注設(shè)備46 利用地面灌漿系統(tǒng)壓注高分子防滅火材料的膠體（泥漿）若井下煤層著火面積很大，火勢(shì)兇猛、或綜采支架后部大范圍著火，則利用地面灌漿系統(tǒng)壓注膠體。即利用煤礦現(xiàn)有的地面灌漿防滅火系統(tǒng)、注砂防滅火系統(tǒng)或防塵水管路系統(tǒng)，采用自動(dòng)配比給料

54、器按比例往地面灌漿池出漿口添加添加劑，通過(guò)管路運(yùn)送到井下用膠地點(diǎn)，再壓注到火區(qū)。其工藝系統(tǒng)如圖1-11。（3） 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià)高分子防滅火材料無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，在滅火過(guò)程水蒸汽產(chǎn)生量較少，不會(huì)發(fā)生水煤氣爆炸；在膠體中加入黃土等材料做骨料，防滅火效果更佳； 高分子防滅火材料在利用地面灌漿系統(tǒng)壓注工藝中，井下無(wú)需添加設(shè)備，滅火時(shí)不影響井下作業(yè)，注膠流量大，能快速安全撲滅井下大面積煤層自燃火災(zāi)或高沼礦井火災(zāi)。高分子材料用量少，井下運(yùn)輸方便，但成本較高，且井下注膠工藝及設(shè)備有待進(jìn)一步研究完善。7）粉狀惰化劑防滅火技術(shù)）粉狀惰化劑防滅火技術(shù)粉狀惰化劑是由不同汽化溫度的吸熱降溫產(chǎn)生惰性氣體的多

55、種原料（磷酸二氫47銨、尿素、氯化銨和碳酸氫銨）按一定比例組成，采用適當(dāng)方法，將粉狀惰化劑壓入煤體，當(dāng)煤體溫度上升到3070時(shí)，粉狀惰化劑開(kāi)始分段吸熱汽化，產(chǎn)生惰性氣體充填煤層裂隙，從而起到防火作用。粉狀惰化劑是由不同汽化溫度的吸熱降溫產(chǎn)生惰性氣體的多種原料（磷酸二氫銨、尿素、氯化銨和碳酸氫銨）按一定比例組成，采用適當(dāng)方法，將粉狀惰化劑壓入煤體，當(dāng)煤體溫度上升到3070時(shí)，粉狀惰化劑開(kāi)始分段吸熱汽化，產(chǎn)生惰性氣體充填煤層裂隙，從而起到防火作用。 （1） 壓注工藝壓注工藝 將粉狀材料磷酸二氫銨、尿素、氯化銨和碳酸氫銨按1.5:1.5:3:4的比例混合，再加入10%的氯化鈣，配制成粉狀惰化劑； 在

56、地面用透氣性良好并具有一定防水性能的紙將粉狀惰化劑包裝成為直徑為80mm、長(zhǎng)度為500mm的藥卷，每卷裝藥量約2.5kg； 直徑為80mm、長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)膱A木棍把粉狀惰化劑藥卷推入鉆孔，并用力搗實(shí)，直到裝滿為止； 裝滿填實(shí)粉狀惰化劑后，用快凝水泥進(jìn)行封孔，封實(shí)封嚴(yán)。 （2） 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 48粉狀惰化劑主要用于預(yù)防沿空巷道或采空區(qū)松散煤體自然發(fā)火，防火效果較好，但不能用于滅火。壓注工藝簡(jiǎn)單，操作方面，不影響井下其它作業(yè)。粉狀惰化劑汽化產(chǎn)生的惰性氣沿漏風(fēng)流方向流動(dòng)，因此，對(duì)漏風(fēng)下風(fēng)側(cè)惰化防火效果較好，但對(duì)上風(fēng)測(cè)無(wú)惰化防火作用。8）阻化劑阻化技術(shù)）阻化劑阻化技術(shù)阻化劑阻化技術(shù)是通過(guò)壓注或噴霧系統(tǒng)將

57、按一定比例配制好的阻化劑溶液，壓入或噴灑由風(fēng)流帶入松散煤體中，阻化劑溶液形成液膜包裹浮煤或煤的裂隙表面，隔絕煤與氧氣的接觸，使氧化速度變慢；阻化劑溶液水份蒸發(fā)時(shí)，吸收煤體氧化熱，使煤體熱量無(wú)法聚集，難以達(dá)到自燃溫度。從而起防火的目的。（1） 材料配方及工藝材料配方及工藝 阻化劑的選擇。礦區(qū)多選用鹵塊（主要成分MgCl2）作為阻化劑。 阻化劑使用量及配比的確定。阻化劑配比為：MgCl2溶液的濃度為1520%；阻化劑用量為：MgCl2溶液的濃度為15%時(shí)，噸煤吸液量為4248kg，MgCl2溶液的濃度為20%時(shí)，噸煤吸液量為5255Kg。 49阻化劑防滅火工藝。 應(yīng)用阻化劑防滅火時(shí)主要有壓注阻化和

58、汽霧阻化兩種形式。 壓注阻化壓注阻化 壓注阻化劑主要用于工作面切眼、停采線及順槽等處煤體自燃的防治。系統(tǒng)主要由加壓泵、儲(chǔ)液箱、輸液管、封孔器組成。 汽霧阻化汽霧阻化 汽霧阻化劑防滅火就是利用汽霧發(fā)生器將適當(dāng)濃度（1520%）的阻化劑溶液轉(zhuǎn)化成可懸浮在空氣中的微小顆粒狀霧滴，借助漏風(fēng)將霧滴帶入采空區(qū)，對(duì)浮煤進(jìn)行防滅火。 汽霧阻化防火系統(tǒng)工藝：主要由加壓泵、貯液池、過(guò)濾器、高壓膠管和汽霧發(fā)生器組成。 工作面汽霧發(fā)生器布置方式：工作面一般需布置五臺(tái)汽霧發(fā)生器，上下隅角各一臺(tái)，其余三臺(tái)沿工作面均勻布置。每臺(tái)汽霧發(fā)生器均用13mm的球閥控制噴霧量，泵站設(shè)在軌道順槽移動(dòng)變電站前方，與移動(dòng)變電站結(jié)為一體，隨

59、工作面推移一同向前移動(dòng)。50噴霧量的確定。合理的噴霧量既要有利于防滅火需要，同時(shí)要考慮成本因素,由下式確定:。 (1-6) 式中，V為日噴灑量；K1為易燃區(qū)域噴霧量加量系數(shù)；K2噸煤用液量；A為阻化劑濃度；實(shí)體煤密度；L為工作面長(zhǎng)度；S為日推進(jìn)速度；R為霧化率.汽霧阻化系統(tǒng) （2） 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 阻化技術(shù)防火技術(shù)主要用于預(yù)防工作面切眼、停采線、采空區(qū)及沿空順槽相鄰采空區(qū)浮煤的自然發(fā)火，防火效果較好。 阻化劑材料來(lái)源廣泛，成本低，壓注或噴霧工藝簡(jiǎn)單，易操作，阻化劑具有較強(qiáng)的自身親水性能，噴灑或注入煤體后，能保持長(zhǎng)時(shí)間的濕潤(rùn)。但阻化劑在煤體中，易流失，水份蒸發(fā)后，即失去防火性能，不能用于高部煤

60、體自燃的防治。RSHLAKKV/2151 9）惰氣惰化防滅火技術(shù)）惰氣惰化防滅火技術(shù) 利用制氮設(shè)備制取氮?dú)猓ㄟ^(guò)管路送入井下，注入采空區(qū)等煤炭可能自燃的區(qū)域，使之惰化，失去自燃性，從而達(dá)到防滅火的目的。制氮方式主要有： 深冷空分制氮； 變壓吸附制氮設(shè)備和膜分離制氮設(shè)備。 （1）注氮方式及注氮工藝）注氮方式及注氮工藝綜放工作面常用的注氮方式有本面采空區(qū)埋管注氮、鄰面采空區(qū)埋管注氮、相鄰采空區(qū)旁路鉆孔注氮3種方式。到目前為止，礦區(qū)僅試用過(guò)相鄰采空區(qū)旁路支流方式注氮。 本工作面后面采空區(qū)埋管注氮。本工作面后面采空區(qū)注氮，可以采用連續(xù)注氮方式，也可以采用由遙控裝置控制的間斷注氮方式，應(yīng)根據(jù)注氮強(qiáng)度（流