井筒启封方案..doc

PAGE \* MERGEFORMAT 2 乌鲁木齐白土窑矿业有限公司 火区治理井筒启封 技 术 方 案 乌鲁木齐白土窑矿业有限公司 2013年2月112012年2月20日火区治理方案 一、矿井发火情况及火源位置分析 2011年12月27日,白土窑矿井下发现高浓度CO,且在多个地点检测到高温烟气,被迫于2012年元月2日封闭三个井口（主立井、副立井、回风斜井），见图1至图3。 图1 井下采掘及火区情况示意图 图2 井下火区剖面图 图3 火区巷道情况剖面和断面图 发火位置分析： 1）原生火源最有可能来自于行人上山西侧的采空区，通过与行人上山、轨道上山的联巷闭墙烧出； 2）其次，原生火源还可能来自于行人或轨道上山碹顶的松散煤体； 3）行人、轨道上山及相关联巷碹顶松散煤体经高温气流加热，氧化自热加速，可能形成次生高温火源点。 发火程度分析： 1）原生火源已达到明火状态； 2）+900水平的巷道，以及行人、轨道上山碹顶松散煤体经高温气流加热，初始煤温已达到临界温度以上，且局部地区可能已形成次生高温火源。 二、火区治理及启封目标 本次火区治理工程须达到以下几个目标： 1）控制西侧采空区内的高温火源，防止其继续发展； 2）消除轨道、行人和回风上山内的高温，启封主、副、风井筒，恢复井下主要采掘巷道； 3）防止煤层内主要巷道（轨道、行人和回风上山）复燃或自燃。 三、火区治理总体思路 考虑到矿井实际情况和火区治理的紧迫性，依据可能发火位置分析，以及火区现状，确定火区治理总体思路为“消高温、控火源、建隔离、防复燃”。 1）消高温：在地面向行人、轨道和回风上山的碹顶施工钻孔，灌注液态N2，消除行人、轨道、回风上山内的大范围高温，同时降低火区氧浓度。 2）控火源：在地面向与行人和轨道上山西侧采空区联巷闭墙内施工钻孔，灌注液N2降温，并压注胶体泥浆（凝胶），充填闭内巷道，防止启封后，西侧采空区内的高温火源从该处烧出。 3）建隔离：地面钻孔注完液N2后，再压注胶体泥浆（凝胶）对碹顶进行充填，切断巷道碹顶的漏风通道，并为缩封或启封后建立临时闭墙及防复燃打好基础。 4）防复燃：火区启封后，迅速对行人、轨道和回风上山进行喷浆，并向碹后压注复合胶体泥浆充填，防止碹后松散煤体自燃或复燃。 四、火区治理及防复燃技术方案 本方案依据“风险小、速度快、成本低”的原则制定，并在实施过程中根据火区的变化作相应修订。 技术要求：针对强、手段精、易操作、数量足、质量高。 1）地面钻孔布置 根据火区状况，依据液氮和胶体泥浆的单孔作用范围，结合“消高温、控火源、建隔离”的需求，在布置钻孔时尽量考虑一孔两用。钻孔具体布置见图4和图5。 2）地面钻孔工程量 地面钻孔按8个考虑（含+840水平工作面采空区灭火钻孔）。即：+900水平5个，平均每个孔深200米，共计1000m；+850m水平1个，孔深约260m；同时，在因自然发火而封闭的工作面采空区内施工注液氮钻孔2个，孔深约270m，合计钻孔长度1800m，根据施工情况增减。 图4 地面钻孔布置平面示意图 图5 地面钻孔布置剖面示意图 3）地面钻孔参数 地面钻孔终孔位置至巷道顶部2-5m左右，且不返水。孔径120mm，全长下直径108mm普通套管，套管内再下直径65mm特种耐低温套管。 4）井下钻孔（防复燃） 井下巷道碹后充填钻孔待矿井启封后施工，钻孔长度6～10m，井下钻孔（下套管）施工位置、长度视情况而定，钻杆（套管）外径50mm，内径38mm。 5）防灭火材料 采用液态N2做为灭火降温材料； 采用快速密闭（板闭+聚氨脂喷涂）构筑临时闭墙； 采用水泥喷浆对井下主要生产巷道进行表面喷涂； 采用复合胶体充填巷道碹后空间。 复合胶体 6）材料使用量 液态N2用量：1200t，平均每孔150t。 快速密闭：10套，封堵4至5道闭墙。 复合胶体胶凝剂：20吨，形成复合胶体约20000 m3。 黄土：约12000m3。 7）施工工艺 地面钻孔使用定向钻机，孔径120mm，套管内径108mm。 井下钻孔使用“井下一次成孔钻具”进行施工，使用钻杆当套管。 地面使用液态N2可通过钻孔直接灌注，无需设备。 灌注胶体泥浆（凝胶）和复合胶体，采用专用的灌注系统，装载机配合。 8）火区监测 准备相应的检测仪器，对钻孔孔底温度和火区内的气体成分进行监测与分析。 五、启封方法及顺序 1）井下气体及温度指标达到规程规定的要求时才能进行启封工作。 2）启封时采用独头通风方工启封副井，至井底后进行侦察，条件许可的情况下启封风井形成短路风流，井下形成通风系统。 3）启封时按如下顺序进行： 气体、温度达到规定——启封副井井口——采用局部通风机排井筒瓦斯——进入井下进行侦察——确定启封区域（行人、轨道、回风上山；行