防治采空区自燃发火设计方案及措施课案.doc

防治采空区自燃发火设计方案及措施 一、采面生产衔接情况： 我矿正常生产时有1个回采工作面，4201综采工作面预计2014年7月初结束回采。4202综采工作面预计2014年7月上旬正式开始回采，预计2015年7月份底回采完毕。 二、采空区发火重点预防区域 工作面和下列地段有煤层自燃发火的可能： 1、4202综采工作面2014年7月份投产，计划2015年7月份采完，如果采空区浮煤清理不干净，再者工作面推进速度缓慢，采空区封闭不严实，工作面采空区就有可能发送自燃发火。 2、4201工作面采空区也存在有自燃发火的可能。 三、防治采空区自燃发火设计方案 （一）、概况： 现我矿主采4#煤层，自燃等级Ⅱ级，属自燃煤层，矿井采煤工作面采空区采用以喷洒阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶为防灭火方法，以及束管监测预报系统、传感器监测系统和人工检测的防灭火系统。 （二）、黄泥灌浆防灭火 灌浆防灭火技术已在我国有自燃发火危险的矿井中得到普遍应用，也取得了良好的效果。灌入的泥浆能够吸热降温，对煤体有包裹作用，起到隔氧降温目的，同时能胶结顶板、降低采空区空隙率、增加漏风阻力。 1、灌浆防灭火特点 灌浆就是将水和浆材按适当的比例混合，制成一定浓度的浆液，沿输浆管路借助于自然压差或泥浆泵输送到井下，然后通过钻孔或专门的灌浆引管向可能或已经发生自燃的区域灌注，以防止自燃火灾的发生或治理火区。其主要作用是（1）利用浆液的渗透作用和粘着力可使浆液覆盖在煤体表面，其中的固体物沉淀后可充填于浮煤缝隙之间，包裹浮煤，从而隔绝氧气与煤体的接触，防止氧化；（2）浆液中的水分有助于增加煤的外在水分，抑制煤自热氧化的发展，同时有利于已经自热煤体的散热。 灌浆防灭火技术在我国具有自燃发火危险的矿井得到了普遍应用，并取得了较好的防灭火效果，由于综放工作面开采的4-1号煤层为自燃煤层，设计采用灌浆防灭火技术。 1、煤层为自燃-容易自然煤层。 2、煤层采用仰斜开采的方法。 由于综放工作面煤层为自燃煤层，开采方式也是仰斜开采，故该方法适用于本矿。但由于这种方法具有以下缺点：(1)浆体只流向地势低处，不能向高处堆积，对高位火作用有限；不能均匀覆盖浮煤，容易形成“拉沟”现象；易跑浆和溃浆，恶化工作环境，影响煤质。 灌浆防灭火方法主要注重于“灭”，即煤层出现自燃发火征兆时而使用，若煤层无自燃发火征兆时，主要以喷洒阻化剂方法为主，但灌浆系统应每隔7-10运行一次，以保证该系统的可靠性。 3、灌浆材料选择 灌浆材料必须满足以下要求： 不含可燃物或助燃物； 粒径直径小于2mm，细小粒子（粒径直径小于1mm）占75%； 主要物理性能指标：比重2.4～2.8，塑性指数9～14，胶体混合物25～30%，含砂量25～30%； 易脱水，又具有一定的稳定性； 具有能与较少的水混合成浆液的能力，运输时不堵塞管路或泥浆池； 便于开采、运输和制备，来源广，成本低。 目前煤矿常用的灌浆材料主要有：黄土、电厂粉煤灰、煤矸石粉、页岩、尾矿等。由于西易党新煤矿地取，运抵制浆站水源利用处理后的井下排水。 1） 灌浆系数 灌浆系数指泥浆的固体材料体积与需要灌浆的采空区空间容积之比，《煤矿注浆防灭火技术规范，MT/T 702—1997》规定：对于预防性灌浆一般取3％～12％，灭火灌浆时系数相应加大。 因此，灌浆系数暂取5%，并根据实际灌浆效果实时调整。 土水比 浆液的土水比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆中土与水的体积之比，土水比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送。泥浆的土水比大，则泥浆浓度大，隔绝和包裹效果好，但流动性差，输送困难，泥浆输送的沿程阻力大，泥浆在管道中的流速降低，泥浆中的固体颗粒容易沉降，造成堵管事故。土水比小，则输送相同体积的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不好。 《煤矿注浆防灭火技术规范》MT/T 702—1997）规定：矿井防灭火注浆浆液的土水比应为1:2～1:5。在回采工作面洒浆防火时，土水比应为1:2～1:3。 根据灌浆的输送距离、煤层倾角、灌浆方式及灌浆材料，泥浆水比暂定为1:，并在此基础上根据实际效果进行调整。 我国煤矿现在使用的预防性灌浆方法有：采前预灌、随采随灌和采后灌浆三种。 根据综放工作面自燃发火的实际情况，设计采用埋管灌浆、洒浆结合的采后灌浆方法。 1）埋管灌浆 采用埋管灌浆法，即在放顶前沿回风巷在采空区预先铺好预埋灌浆管(10～20m的钢丝缠绕管)，预埋管一端通采空区，一端接高压胶管（长20～30m，回柱绞车m左右，牵引一定距离灌一次浆，以免灌浆影响回采工作，如下图所示。为防止冒落岩石砸坏注浆管，埋管时应采取防护措施（如架设临时木垛） 埋管灌浆示意图 1-预埋灌浆管（钢丝缠绕管φ89）；2-高压胶管（φ89）；3-灌浆管（铸铁管φ89）； 4-回柱绞车；5-钢丝绳；6-采空区；7-回风顺槽；8-进风