详细信息煤矿灌浆防灭火系统改造设计_天津赛智灌浆
矿井采用的防灭火措施主要有黄泥灌浆、汽雾阻化、采空区注氮等。其中以黄泥灌浆为主，南风井广场设有灌浆站，主管路从南回风井引入，然后分设支管至灌浆地点，主要采用滞后工作面采空区灌浆和已采面闭墙定点灌浆。
煤矿灌浆防灭火系统改造设计
(一)设计依据
1、《煤矿安全规程》
2、《矿井通风安全质量标准化标准》
3、《矿井质量标准化标准及考核评***办法》
(二)本次设计目的
1. 采用制浆设备、浆液缓冲池，控制灌浆浓度和流量，实现灌浆系统自动化。
2. 实现灌浆、稠化胶体、复合胶体以及高分子胶体防灭火新材料、新技术的综合应用。
(三)灌浆、注胶防灭火系统设计
地面固定式灌浆、注胶防灭火系统，水、电稳定，自动化程度高，注胶流量大，黄土等用量较大的防灭火材料通过管道输送至井下，大大减轻了防灭火材料井下运输量，井下仅需添加用量较少的促凝剂或胶凝剂，工作量较小。可对有发火危险区域进行高强度注灌，将自然发火危险消灭在萌芽状态。
一)由于开采煤层容易自燃，综放面采空区遗煤较多，在回采期间采空区有可能发生煤炭自燃，尤其是当工作面推进速度减慢时，自燃危险性较大，所以必须采用随采随灌和采后灌浆。另外已采面采空区由于闭墙或巷道系统漏风、采空区残留煤较多，也易造成煤炭自燃，需定期或有重点地对其进行灌浆。
二)灌浆量计算及系统参数
1、灌浆量计算情况
(1)灌浆工作制度：每天二班工作，每班纯灌浆时间为5h ，日灌浆时间为10h 。
(2)日灌浆所需土方量： 1)综放工作面日灌浆所需土方量有一个综放面生产，根据工作面参数，计算需土量
(3)灌浆水土比：根据复合胶体灌浆需要和实际灌浆、注胶***果，确定土水比为2：3。
(4)灌浆日用水量：引用灌浆站下部水库中的水作为灌浆用水，用水量为：
Q s=K s〃Q r〃δ
=1.2×285×3/2=513(m3/d)
式中：Q s—日灌浆所需水量，m3/d;
δ—水土比;
K s—用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数。
(5)日灌浆量：
Q tj=M(Q s+ Q r〃R)
=0.95×(513+285×0.4)=595.65(m3/d)
式中: Q tj—日灌浆量，m3/d;
M—泥浆制成率，取0.95;
R —土与水混合时体积改变系数，根据实验，水土比大于1：1时，R约为0.4。
小时灌浆量:595.65÷10=59.56m3/h。
2、系统设计参数
(1)制浆原料：黄土、粉煤灰、
(2)动力：系统设备总功率137.5kw;
(3)供水：大于50m3/h，水压大于0.4Mpa，要求水中无不溶性杂物;
(4)水土比：3～1:1;
(5)制浆料用量：<40m3/h;
(6)注浆量：60 m3/h;
(7)悬浮剂使用量：>0.1%(稠化胶体);
(8)胶凝剂使用量：>0.06%(复合胶体);
(9)灭火剂使用量：>0.8%(高分子胶体)。
(四)系统构成及工艺
地面固定式胶体防灭火系统由浆料储存场地、浆料输送、连续式定量制浆、过滤搅拌、计量、输浆及管网系统和外添加剂等部分构成.
该系统具有灌浆、灌注稠化胶体、灌注复合胶体和压注高分子胶体等功能，其工艺及操作过程为：
1)灌浆：打开供水阀门，根据计划注浆的流量和浓度调整水量;通水一段时间后使用推土机把黄土(或粉煤灰)从土场加入到定量送料机料箱内，定量送料机会按已设定的输送量把黄土(粉煤灰)均匀送上输送机，输送机把黄土(粉煤灰)送入胶体制备机;水也在胶体制备机的进料口位置加入，胶体制备机把水与黄土(粉煤灰)混合、搅拌制成均匀浓度浆液，并将浆液中大于15mm的颗粒滤出。
2)灌注稠化胶体：打开供水阀门，根据计划注浆的流量和浓度调整水量;通水一段时间后使用装载机(推土机)把黄土(粉煤灰)从土场加入到定量送料机料箱内，定量送料机按已设定的输送量把黄土(或粉煤灰)均匀送上输送机，输送机把黄土(或粉煤灰)送入胶体制备机;水也在胶体制备机的进料口位置加入，胶体制备机把水与黄土(或粉煤灰)混合、搅拌制成均匀浓度浆液，并将浆液中大于15mm的颗粒滤出;由悬浮剂添加装置在胶体制备机出口管上方加入悬浮剂，浆液与悬浮剂进入滤浆机后进行搅拌混合;浆液自流进入滤浆机，滤浆机将浆液中大于8mm的颗粒滤出，以免将输浆管路沉淀堵塞;合格浆液自流进入缓冲池，由注浆管路输送至井下注胶地点。
3)灌注复合胶体：关闭水玻璃的出口阀门。打开供水阀门，根据计划注浆的流量和浓度调整水量;通水一段时间后使用推土机把黄土从土场加入到定量送料机料箱内，定量送料机会按已设定的输送量把黄土均匀送上输送机，输送机把黄土送入胶体制备机;水也在胶体制备机的进料口位置加入，胶体制备机把水与黄土混合、搅拌制成均匀浓度浆液，并将浆液中大于15mm的颗粒滤出;由悬浮剂添加装置在胶体制备机出口管上方加入悬浮剂，浆液与悬浮剂进入滤浆机后进行搅拌混合;浆液自流进入滤浆机，滤浆机将浆液中大于8mm的颗粒滤出，以免将输浆管路沉淀堵塞;合格浆液自流进入缓冲池，经注浆管路送至井下注胶地点。浆液到达注胶地点附近时，用“矿用移动式防灭火注浆装置”按比例要求加入胶凝剂，胶体通过钻孔或预埋管路注入火区或采空区。胶凝剂会使浆液在一定时间内(1分钟左右)发生胶凝反应，形成类似豆腐状无流动性固体，在压力做用下通过裂隙缓慢移动，失去部分水后完全失去流动性。
4)压注高分子胶体：在井下安装好“矿用移动式防灭火注浆装置”(离用胶地点距离小于30m)，把“胶体灭火剂”加入胶凝剂料箱，按使用现场的要求调节“胶体灭火剂”的加入量，制成高分子胶体后压注入火区进行灭火。
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