注浆在煤矿火灾中应用
综采工作面灌浆防灭火安全技术措施
xx年xx月xx日
综采工作面灌浆防灭火安全技术措施
防灭火系统简介灌浆防灭火系统设计灌浆防灭火系统应用实例灌浆防灭火系统优缺点及改进方向结论与展望参考文献
contents
目录
防灭火系统简介
01
煤炭开采过程中，火灾是一种常见的安全隐患，给矿工生命安全和煤炭资源带来严重威胁。
灌浆防灭火系统是一种传统的、有效的防灭火方法，被广泛应用于煤炭生产现场。
搅拌机
用于储存泥浆，应具备大容量、耐压、易清洗和维护的特点，同时应配备相应的液位计和温度监测装置。
储浆罐
用于将泥浆输送至灌浆地点，应具备耐压、耐腐蚀、易清洁和维护的特点，同时应配备相应的压力表和流量计。
灌浆管道
根据采煤工作面的实际情况，确定灌浆防灭火系统的工艺流程，包括泥浆制备、泥浆输送、灌浆等环节。
将制备好的泥浆通过泥浆泵和灌浆管道输送到灌浆地点，根据实际情况调整压力和流量。
在灌浆过程中，应定期检查灌浆管道和设备的运行情况，确保系统正常运行。同时应定期对灌浆地点进行巡查，及时发现和处理存在的安全隐患。
制备泥浆时，应先将原材料进行破碎、研磨，然后加入适量的水进行搅拌，制备出符合要求的泥浆。
灌浆防灭火系统工艺流程
参考文献
THANKS
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灌浆防灭火系统应用实例
03
某矿综采工作面概况
工作面走向长度：1500m
煤层厚度：3m
工作面倾斜长度：200m
采煤机型号：MG400/930-WD
灌浆防灭火系统在综采工作面的应用
03
经济效益
与传统的防灭火技术相比，灌浆防灭火技术具有成本低、效率高等优点
灌浆防灭火系统效果分析
01
防火效果
钻孔注浆技术在矿井防灭火方面的应用
钻孔注浆技术在矿井防灭火方面的应用摘要：现如今，我国经济在飞速发展，矿井的开发也越来越完善。
矿井周边受露天剥离矸石自燃或矿井废弃巷道与采剥坑联通时，由于矿井负压通风，采剥坑矸石自燃产生的有害气体或高温气体通过裂隙、漏风密闭进入矿井，威胁矿井安全。
利用钻孔注浆技术阻断，能有效地阻断气体通路，减少和消除有害气体或是高温气体带来的威胁，保障矿井安全生产。
关键词:钻孔注浆技术;矿井;防灭火;应用引言某矿原先进行过小窑开采，2016年通过升级改造，在原有小窑巷道的基础上形成9#进风井筒，为9#煤层开采进风、运输服务。
该井筒沿9#煤层底板掘进，半煤岩巷，锚喷支护。
建井过程中该井筒穿过小井采空区，从井口一直到井筒280m处，井筒两帮均有小井采空区空巷。
空巷处当时全部用料石砌筑封堵并进行了喷浆。
近几年对南采区3个井口南、西方向进行了露天开采，堆积的矸石山发生自燃，露天开采的大坑边帮处可清晰地看见小井采空区巷道。
这些小井采空区巷道与9#煤层进风井筒的密闭相连。
9#进风井筒的密闭经过露天开采的放炮震动后，出现了大大小小的裂隙，在南采区负压通风的影响下，露天坑内的矸石自燃产生的烟气通过密闭裂隙涌入9#进风井筒，造成高温点并出现少量CO气体。
1煤矿自燃着火常用灭火方法及经过为了熄灭煤层火区，最根本的途径是隔绝空气的渗入、降温或清除煤层中的燃料，关键就是要精确确定煤层火源着火位置和着火范围。
(1)剥离压覆灭火，采用剥离土层、矸石及着火煤层后，对着火煤层进行压覆灭火，主要原理是将火源与可燃物分离，从而起到灭火的作用，在实际应用中，因覆盖煤层剥离经济性影响，适用于露天煤矿或煤层覆盖浅且有可采煤层的矿区中进行灭火使用。
(2)注氮灭火，通过地面或井下制氮设备将氮气注入预先钻好的孔内，使高压氮气充满煤层缝隙，将火源与氧气隔绝，从而起到灭火的作用，其优点是成本低，缺点是易复燃，且需精确定位火源位置。
(3)注浆灭火，注浆灭火中，主要是将水、黄泥、泥浆等不可燃物填压后使火源与空气隔绝，并且使得地下煤层温度降低进行灭火。
灌浆防灭火的作用
灌浆防灭火的作用
灌浆防灭火是一种煤矿井下防灭火技术，通过将浆料灌入采空区或可能发火的区域，以阻止煤炭自燃或控制火势蔓延。
以下是灌浆防灭火的一些作用：
1. 隔绝空气：浆料灌入后，可以填满采空区或发火区域的空隙，形成一层密封的隔离层，有效地隔绝空气进入，减少氧气供应，从而降低燃烧的可能性。
2. 降温：在发火区域，浆料的灌入可以吸收热量，降低周围环境的温度，减缓燃烧的速度，控制火势的蔓延。
3. 抑制煤氧反应：浆料中的某些成分可以与煤炭表面发生化学反应，形成一层保护膜，抑制煤氧反应的进行，减少自燃的可能性。
4. 充填空隙：采空区或发火区域的空隙被浆料填满后，可以减少顶板垮落和瓦斯积聚的风险，提高井下作业的安全性。
5. 提高采出率：通过灌浆，可以对废弃的采空区进行填充，支撑顶板，减少煤炭损失，提高煤炭的采出率。
6. 环保：与其他防灭火方法相比，灌浆防灭火不会产生大量的有毒有害气体，对环境的影响相对较小。
总之，灌浆防灭火技术是煤矿井下一种常用的防灭火手段，具有隔氧、降温、充填空隙、抑制煤氧反应等多种作用，对于保障煤矿安全生产和提高资源回收率具有重要意义。
预防矿井火灾灌浆
预防矿井火灾灌浆灌浆是指将混凝土或浆液注入到岩土空隙中，使其充满岩土空隙，形成一种新的防渗、防漏和加固的工程材料。
在矿井中，灌浆可以增加地质体的稳定性，减少火灾的发生概率。
其作用主要有以下几点：1. 增加地质体的强度和稳定性。
通过灌浆，可以填充地质体中的裂隙和空洞，增加地质体的密实度和稳定性，从而有效地减少了地质体的变形和破坏，提高了其承载能力和稳定性。
2. 防止火灾的蔓延。
矿井中的火灾往往会造成空气中含氧量的骤减，进而导致瓦斯等有害气体的积聚，加剧了火灾的蔓延速度。
而灌浆可以有效地隔离火灾区域，阻止火势蔓延，保护矿工的生命安全。
通过上述分析可见，矿井火灾的预防工作有着重要的意义和价值，而灌浆作为一种重要的预防措施，是非常必要的。
下面我们将具体介绍一下矿井火灾灌浆的方法和注意事项。
一、矿井火灾灌浆的方法1. 多孔介质灌浆多孔介质灌浆是指通过对多孔介质进行浇注，填充地下开采围岩空隙，使其变成坚实的固体，以增强其稳定性和抗冲击能力，减少矿井火灾的发生可能性。
多孔介质灌浆的具体操作步骤如下：（1）清理工作面：将矿井工作面上的岩石、碎石等杂物清理干净，为灌浆作准备。
（2）打孔：使用钻孔机在工作面上预先打好孔洞，为灌浆作准备，孔洞的深度和间距需要按照设计要求进行布置。
（3）浇注浆液：在孔洞中注入浆液，填满孔洞并保持一定的压力和时间，使其充分固化。
（4）取样检测：对浇注后的固体浆体进行取样，进行强度和成分的检测，确认其达到设计要求。
2. 煤体灌浆煤体灌浆是指对煤层进行浇注，填充煤层中的裂隙和缝隙，以增强其稳定性和抗冲击能力，减少矿井火灾的发生可能性。
煤体灌浆的具体操作步骤如下：（1）煤层开采准备：对待开采的煤层进行清理和准备工作，将煤层的表面杂物清理干净，为灌浆作准备。
（2）打孔：使用钻孔机在煤层中预先打好孔洞，孔洞的深度和间距需要按照设计要求进行布置。
（3）浇注浆液：在孔洞中注入浆液，填满孔洞并保持一定的压力和时间，使其充分固化。
(论文)定点注浆防灭火措施在口孜东矿111303工作面的应用
定点注浆防灭火措施在口孜东矿111303工作面的应用田浩（国投新集口孜东矿，安徽阜阳，236000）摘要：介绍了国投新集能源股份有限公司口孜东矿在111303工作面收作期间采用打钻定点注浆防灭火措施对重点火灾隐患地点进行注浆措施，有效抑制了该区域残煤氧化，保障了工作面收作的防火安全，从而为工作面收作重点火灾隐患地点处理创造了一次成功范例。
关键词：自然发火、定点注浆、重点火灾隐患、打钻1 概况1.1矿井概况国投新集能源股份有限公司口孜东矿，地处安徽省阜阳市颍东区与颍上县交界处，是一座设计年产500万吨的高瓦斯矿井，矿井可采煤层共10层，主要可采煤层有5层（分别为13-1、11-2、8、5和1煤层），各煤层煤的自燃倾向性介于不自燃～很易自燃之间。
经重庆研究院鉴定，矿井13-1煤层自燃倾向性等级为Ⅰ类，属容易自燃煤层，最短发火期为36天。
矿井采用中央并列式通风，主井、副井进风，中央回风井回风。
1.2工作面概况111303工作面是矿井首采工作面,整体布置近东西走向，煤层倾角6°～17°，沿煤层走向方向布置，采取后退式开采方案。
该工作面轨道顺槽长度约1978m，胶带机顺槽长度为1970m，工作面斜长约324m（布置综采支架184架），平均厚度4.5m，采用走向长壁回采法，综合机械化采煤法，一次性采全高。
矿井13-1煤层自燃倾向性等级为Ⅰ类，属容易自燃煤层，最短发火期为36天。
111303工作面区域内最大原始瓦斯含量为：5.4372 m3/t，通过现场取样化验得知最大瓦斯解析量为3.6965m3/t；瓦斯压力为0.35～0.40MPa；瓦斯放散初速度Δp=9～12（硬煤、软煤无明显差异）。
2 重点火灾隐患地点情况口孜东矿111303工作面160-184#架间于2014年1月26日检查出CO经注液态二氧化碳等措施后CO 减小至20ppm以下，随后在2014年2月9日检查出CO经化验CO最高值达到227ppm，随即矿召开紧急会议将该区域定义为重点火灾隐患地点。
煤层自燃多功能灌浆注胶防灭火系统及其应用
煤层自燃多功能灌浆注胶防灭火系统及其应用1引言黄泥灌浆是煤层自燃火灾防治的主要手段之一[1]，由于某些地区（尤其是煤层自燃严重的西部地区）黄土资源匮乏，有必要采用一些替代材料用于灌浆防灭火，且现有灌浆防灭火系统的制浆浓度无法控制，水土比通常较低，井下浆液流失量大，灌浆效率低，若提高泥浆浓度，黄土易在管路中沉降，出现堵塞管路的问题。
胶体防灭火技术[2~6]集堵漏、降温于一体，防灭火效果佳，已成为煤层自燃火灾治理的主要技术手段之一，但采用井下移动式注胶防灭火系统，设备安装运行及材料运输均不能迅速实施，且注胶流量小，材料运输量大，使得灭火效率降低。
因此，有必要根据各地的实际情况，建立多功能灌浆注胶防灭火系统，使其能够使用黄土、粉煤灰、砂土、矸石等多种灌浆材料，且实现不同浓度浆液的制备及高浓度浆液的管路输送，提高灌浆效率，并通过向灌浆系统中加入少量外加剂，实现压注凝胶和复合胶体材料等功能，有针对性地处理各种不同情况下的煤层自燃。
2系统构成及功能矿井多功能灌浆注胶防灭火系统由地面和井下两部分组成，系统构成见图1、图2和图3，对于地面煤层自燃火灾防治，仅需将井下部分移至地面即可。
2.1灌浆各种制浆料通过浆料破碎过滤及输送系统送至连续式定量制浆系统内，与水泵输送过来的水定量混合（水土比为1：1～1：0可调）、搅拌成浆后，输送至滤浆机过滤，然后由渣浆泵输送至井下灌浆管网系统，输送到灌浆地点。
2.2压注稠化胶体浆液浓度较大，或使用沉降速度较快的砂土或粉煤灰制浆时，需通过外加剂添加系统A向浆液中加入稠化悬浮剂，形成稠化胶体后，再输送至灌浆管网。
稠化胶体由稠化悬浮剂、水和制浆料构成，见图4。
稠化悬浮剂能提高浆液粘度，使砂、土或粉煤灰悬浮，浆液在使用过程中不泌水、不离析，便于泵送和管路运输，稠化悬浮剂添加量0.06%左右，成本约6～9元/m3。
稠化胶体流动性好，可远距离输送不堵管，且成本低。
主要用于停采线、切眼、采空区等大面积区域灌浆防灭火。
矿井火灾束管监测及灌浆防灭火技术应用
矿井火灾束管监测及灌浆防灭火技术应用摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。
近年来煤炭生产任务加重，矿井开采深度增加，煤炭开采面临的问题增加，尤其是因瓦斯、通风等引起的矿井火灾。
矿井火灾通常伴随大量有毒有害气体产生，还可引发矿井瓦斯爆炸，给矿工及生产设备安全造成严重威胁。
本文就矿井火灾束管监测及灌浆防灭火技术应用展开探讨。
关键词：矿井火灾；防灭火；束管监测；灌浆引言矿井火灾是煤矿的主要灾害之一，据有关数据统计，目前，我国有自然发火危险性的矿井占比高达60%以上。
矿井火灾可严重干扰正常生产秩序，威胁井下人员和设备的安全，严重时，甚至造成不可估量的损失。
可见，有必要对矿井火灾监测和防灭火技术进行研究设计，以最大限度的抑制井下火灾的发生，保证煤矿生产安全。
1煤矿矿井火灾发生的原因分析为了降低煤矿矿井火灾事故发生的概率，则需要对其原因加以分析。
具体包括：（1）部分作业人员在矿井生产现场实施了违规行为，加上设备运行中安全性能有所降低，从而导致了火灾发生，威胁煤矿矿井生产人员的人身安全、煤矿的生产效益等；（2）由于矿井中的通风工作落实不到位，使气温长期维持在较高的水平上。
一旦在生产过程中达到了煤炭自燃点，则会出现煤炭自燃现象，引起火灾，对煤矿矿井生产质量、成本经济性等造成不同程度的影响。
2束管监测系统的分类束管监测系统通过地面抽气泵的运转，使束管管缆内为负压状态，监测地点的气体在大气压的作用下，将气体送至地面监测室，处于待检状态;当需要检测某一路气体时，则经过气路控制柜内三通电磁阀的切换，以及注气泵的运转，实现气体自动进样，然后再经过矿用气相色谱仪的分析，最终得出正确的分析结果。
应用气相色谱分析技术对煤层自燃升温过程中产生的多种标志性气体进行综合分析，预测预报煤层自然发火过程，达到定点、定量、定性、实时，连续循环监测的目的，从而掌握煤层自然发火的变化趋势，指导煤矿有针对性地采取相应的防灭火措施，达到早期预测预报煤层自然发火状态和启封火区的目的。
煤矿预防性注浆防灭火措施
徐州吉安研发的普瑞特防灭火材料既能有效地防治煤炭自燃，又能封堵煤体
孔隙，防止瓦斯向外释放。普瑞特防灭火材料具有流体的流动性及膏体的覆盖与
封堵性，胶凝反应之前属于泡沫流体的一种，具有较好的流动性及堆积性，胶凝
之后则属于膏体。普瑞特防灭火材料被注入到防灭火区域，凝胶以泡沫为载体沿
浮煤的裂隙呈立体状扩散，扩散过程中固结后的凝胶能对其中的裂隙进行有效地
优缺点材料
优点
缺点
黏土粒度小,黏性良好,易成浆,便于 蓄水性高,常从注浆区带出大量细粒黏土
黏土
输送;流动性、渗透性好,能填堵岩石 而使水沟、主要巷道和水仓淤塞费用高, 和煤中的细小裂隙;密封性能好,不 耗费大量农田且难以满足持续注浆的需
பைடு நூலகம்
透气体
要
粉煤灰颗粒表面具有一定的光滑度, 粉煤灰亲水性差,粒度大于黏土,黏性差;
易成浆,便于管道输送;流动性、稳定 浆液脱水速度快,易沉降,容易发生堵管
粉煤灰 性好;密封性能较好;材料来源广泛, 现象堵漏效果差
成本投入低,经济效益高;减少环境
污染,具有良好社会效益
经粉碎研磨的矸石可满足不同粒度 其黏结性和塑性较黄土差;制浆成本高;
要求,易悬浮;材料资源稳定,可满足 工艺系统复杂
煤矿预防性注浆防灭火措施 预防性注浆防火的机理是：将不燃性固体材料和水预先按一定比例制成浆液 后，在高度差所产生的静压或泥浆泵动压的作用下，经专门的输浆管路被压送到 可能发火的区域后，其中的固体浆材沉淀后，借助于其黏性包裹破碎煤体，隔绝 它与氧气接触而防止氧化。并且浆材充填于破碎煤体的缝隙之间，可增加密实性 而减少漏风。浆水渗流时，不仅可增加煤的外在水分，抑制自热氧化进程的发展， 而且对已经自热的煤炭可起携热冷却作用。灌注于顶分层采空区内时，有利于再 生顶板的形成，并湿润其中的浮煤体，延长其自然发火期。 井下防灭火注浆材料一般要具备5个基本性能：①不含可燃或助燃物质；② 易成浆，利于管道水力输送；③具有必要的黏结性、稳定性和脱水性；④制成的 浆液具有较大的渗透力和小的收缩率；⑤注浆材料堆成的实体具有足够的密封性 能。煤矿中使用的传统注浆材料是含砂量不超过25%~30%黄土，根据矿区条件， 也可选用适当的代用材料。目前，已经成功试用的代用材料有粉煤灰、煤矸石和 山砂等，这些常用注浆材料的优缺点列于下表。
预防性灌浆在煤矿防灭火中的应用
预防性灌浆在煤矿防灭火中的应用煤矿火灾事故给矿工的生命财产造成了巨大的损失，而且在矿井火灾中最为严重的是回采工作面的采空区遗煤自燃的情况，由于采空区遗煤自燃是一个缓慢发展的过程，在这个过程中人们通常在早期很难发现明显的征兆，这就会给矿井的防灭火工作带来许多不利条件和环节。
预防煤炭自燃适用效果最好的一种手段就是预防性灌浆。
通常情况下我们把粉煤灰或黄土等不燃性材料和水按照一定的配比进行搅拌混合在一起形成浆液，同时依靠井上下敷设的输送浆液的管路把浆液输送到很有可能发生煤炭自然发火的采空区，用来预防采空区煤炭自然发火的方法称为预防性灌浆。
降低采空区遗留煤炭的温度并且将氧气和煤炭隔离开来是预防性灌浆的重要作用。
把地面制好的浆液通过输送管路送到工作面采空区，浆液缓慢地向采空区流动填实采空区的裂隙，同时遗留在采空区的煤炭被浆液包裹起来将阻止氧气与遗留煤炭的进一步氧化，由于浆液的存在加大了采空区遗留煤炭的含水量从而进一步抑制了遗留煤炭的氧化发热的过程。
一般选择粒径不大于2mm，细小颗粒（粒径小于1mm）占75%；9~14的塑性指数，2.4~2.8的相对密度，25%~30%的含砂量，25%~30%的胶体混合物等不助和不可燃性材料做浆材。
预防性灌浆方法有多种，我们通常根据灌浆与采煤顺序将灌浆方法分为采前预灌、随采随灌和采后灌浆三种类型。
在煤炭没有被回采前就将浆液输送到煤层进行灌浆称为采前预灌，它通常适用于煤炭自燃严重、老空区过多的矿井；紧跟着采煤工作面的回采及时向采空区灌浆的方法称为随采随灌法，一般情况下可分为埋管灌浆、钻孔灌浆和洒浆，能增加采空区的气密性并及时形成再生胶结顶板；通常将工作面回采结束后等到工作面封闭完毕后再向封闭得采空区进行灌浆的方法称为采后灌浆。
泥浆浓度越大，其粘度、稳定性和致密性也越大，包裹遗煤隔离氧气的效果也越好，但同时流散范围也越小，输浆管路容易堵塞；水固比大，则输送相同体积的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不好，矿井涌水量增加，在工作面后方采空区灌浆时容易流出而恶化工作面环境。
预防性注浆技术在近距离煤层防灭火中的应用
（ 2012 － 08 ）
· 145·
预防性注浆技术在近距离煤层防灭火中的应用
1 2 1 1 于贵生 ， 石银斌 ， 王志权 ， 李守国 ， 唐
尧
3
（ 1． 煤矿安全技术国家重点实验室， 辽宁 抚顺 113122 ； 2． 神华宁夏煤业集团有限责任公司 汝箕沟煤矿， 宁夏 石嘴山 753404 ； 3． 辽宁石油化工大学 顺华学院， 辽宁 抚顺 113001 ）
1
0
引
言
矿井效益造成重大损失， 而且严重阻碍高产高效矿 井的建设。所以说， 矿井火灾防治工作仍然是矿井 安全生产所面临的重要任务之一 。汝箕沟矿区位于 宁夏回族自治区北部、 贺兰山中段的山间腹地中、 平 罗县境内， 全矿区除汝箕沟井田西南端古拉本地段 属内蒙古自治区阿拉善左旗管辖外， 其余均属宁夏 回族自治区石嘴山市平罗县管辖区 。地理座标为东 北纬 39°04' 。 经 106°07' 、 矿井采用斜井单水平石门上下山联合开拓， 工 作面推进方式均为区内后退式。矿井采用走向长壁
要： 基于近距离煤层赋存特征与矿井生产技术条件的实际情况 ， 通过对预防性注浆技术机理 # 与应用特点的深入研究， 在汝箕沟煤矿 3 煤层首采工作面回采前对其上部与之相距较近、 埋藏 摘 较浅、 不易自燃、 回采过程中发生过火灾的二2 煤层采空区进行了预注浆。 实践表明， 对二2 煤层
－6 浮煤自燃析出气体中 CO 浓度一直保持在 10 × 10 以下， 同时无其他 采空区进行预防性注浆后， # ， 3 。 自燃标志性气体产生 保障了 煤层工作面的安全回采 该技术在矿井近距离煤层防灭火中的 应用效果明显， 可有效预防煤层自燃及已有火区复燃的发生与发展 ， 对保障煤矿的安全生产有较
钻孔注浆技术在矿井防灭火方面的应用
82doi:10.3969/j.issn.l672-9943.2018.02.032能源技术与管理Energy Technology and Management2018年第43卷第2期Yol.43 No.2钻孔注浆技术在矿井防炎大方面的应用梁强强S王刚2(1.神华乌海能源公乌素煤业有限责任公司，内蒙古乌海〇16〇〇〇;2.煤科集团沈阳研究院有限公司，辽宁沈阳110016)[摘要]矿井周边受露天剥离矸石自燃或矿井废弃巷道与采剥坑联通时，由于矿井负压通 风，采剥坑矸石自燃产生的有害气体或高温气体通过裂隙、漏风密闭进入矿井，威胁矿井安全。
利用钻孔注浆技术阻断，能有效地阻断气体通路，减少和消除有害气体或是高温气体带来的威胁，保障矿井安全生产。
[关键词]钻孔注浆;矸石自燃；防灭火；阻断[中图分类号]TD75+3.6 [文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2018)02>0082-020引言神华乌海能源公乌素矿南采区原先进行过小 窑开采，2004年通过升级改造，在原有小窑巷道 的基础上形成9;进风井筒，为9;煤层开采进风、运输服务。
该井筒沿9;煤层底板掘进，半煤岩巷，锚喷支护。
建井过程中该井筒穿过小井采空区，从 井口一直到井筒280 m处，井筒两帮均有小井采 空区空巷。
空巷处当时全部用料石砌筑封堵并进 行了喷浆。
年对南采区3个井口南、进行了开采，的矸石 ，开采的大坑边帮处可清晰地看见小井采空区巷道。
小 井采空区巷道与9;煤层进风井筒的 。
9;进风井筒的 过 开采的 ，出了大大小小的 ，在南采区 通风的影响 ，坑的矸石的通过 裂9;进风井筒，造成 并 C0⑴。
1高温点发现经过及原因分析2013年5月，乌素矿南采区9#进风井筒南侧 的兴达公司04 坑石，在坑的 帮 的小窑空巷 ，区1。
2016-06-19瓦检员发现南采区9#进风井筒 距离井口 60〜100 m处 空 梁11〜16弈，2〇16-06-19T09:00 泖到42B，处有 C0 。
煤田火灾害的成因、危害及注浆治理技术
煤田火灾害的成因、危害及注浆治理技术摘要:随着我国能源战略转向西部地区，煤田火灾治理越来越受到国家的重视。
一般情况下煤田火灾发生是由人为因素、自然因素或者两者相互作用造成的。
煤田火灾广泛的存在于我国西部，不仅减少了煤炭资源储量，影响了未来煤炭资源的开采。
同时，煤炭燃烧释放大量的有毒有害气体，造成一系列的环境污染和生态破坏。
本文分析了当前钻孔处理煤田火区的几种主流技术及工艺，针对不同情况优选出适合火区钻孔治理的注浆技术,并简要介绍了其灭火方案及原理。
结合现场应用结果，阐述了其各自的优劣性。
关键词：煤田火灾注浆技术煤火成因空区一、引言煤田火灾是指发生在矿井或煤田范围内，威胁安全生产、造成一定资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故。
煤田火灾是威胁西北地区煤炭开采的主要灾害之一。
煤炭自燃造成地下煤炭资源的大量烧损，减少煤炭资源的储量，威胁煤矿安全生产。
煤田火灾的存在也造成了大量的环境和生态问题，必须采取相关技术措施遏制煤田火灾的继续蔓延。
对比当下几种主流注浆治理技术，优选出最佳的注浆工艺。
二、煤田火灾成因煤田火灾是由多种原因产生的。
最常见的是来自于煤的风化、破碎成粉，氧化后温度升高到着火点，然后煤层火灾由点到面延伸形成大面积煤田火灾，这个过程也贯穿于煤炭开采的整个过程中。
一般情况下煤自燃除了煤质有关，还取决于围岩的散热情况。
煤层露头时，空气通过裂缝渗透到煤层内部，煤层首先风化并破碎，在供氧充分的条件下开始释放热量，近地表处如果热量散失快煤层就不会达到着火点，在露头附近的煤层由于围岩的散热条件和供氧充分极易发生自燃形成一个燃烧中心。
燃烧中心向四周扩散，蔓延导致大量煤炭燃烧掉，形成地下空洞，上覆岩层崩落，造成地表下沉和大规模的裂隙发育。
另一方面促使燃烧向深处蔓延。
此外地表雷电或人为造成的森林火灾、草原火灾，也会点燃煤炭，导致煤田火灾。
一些小煤窑的开采技术落后，造成采空区煤火的产生，并且向周围煤层蔓延，形成了煤田火灾。
远距离注泥浆系统在矿井防灭火中的应用
远距离注泥浆系统在矿井防灭火中的应用远距离注泥浆系统在矿井防灭火中的应用随着煤矿安全管理意识的不断加强，煤矿安全防灾措施也在逐步升级。
而在防灭火方面，远距离注泥浆系统的发展和应用，为矿井火灾的防治提供了新的解决方案。
一、远距离注泥浆系统的原理和构成远距离注泥浆系统主要由泥浆输送管道、注浆设备、电气控制系统等组成。
通过泥浆输送管道，将泥浆送到容易火灾的区域内；注浆设备会在指定位置喷射泥浆，从而形成反应物质，阻隔火势蔓延。
该系统的原理基于一种名为“消防注浆法”的技术，该技术已在城市和建筑物消防中应用多年。
在矿井中应用时，该系统一般都会配备高粘度泥浆，以针对煤矿火灾可能出现的高温环境。
二、远距离注泥浆系统的应用1. 针对地下火灾由于煤矿内部的环境极端恶劣，使得煤矿内火灾的扑灭难度非常大。
即便人员能够进入矿井内进行灭火，但由于地下环境的封闭性，很难进行消防救援。
在这种情况下，远距离注泥浆系统的应用方式便可以扮演重要的角色。
遥控操作注浆设备可在矿井内部进行火势封锁和扑灭。
即便耗时较长，该技术也免去了人员进入矿井灭火的危险，更加安全可靠。
2. 建立防护区由于煤矿火灾往往蔓延迅速，很难控制，因此建立防护区十分必要。
远距离注泥浆系统可以将泥浆喷射到石墨化区域，形成坚硬且粘稠的保护层，防止火焰向外蔓延。
这种技术可以防止火势扩散，提高安全系数，有效降低人员伤亡和经济损失。
3. 降低能源消耗煤矿火灾不仅对人员安全带来威胁，还会对矿井内部设备和煤炭资源产生巨大损失。
而采用远距离注泥浆系统可以降低火灾初期的能源消耗，从而避免火灾和爆炸的发生，保护设备完好。
三、远距离注泥浆系统的发展前景随着我国煤炭工业的转型升级和煤炭工艺的改进，煤矿安全已经成为了煤炭企业面临的现实问题。
而远距离注泥浆系统的应用也越来越受到关注。
不仅如此，该技术的发展前景也非常广阔。
远距离注泥浆系统不仅可以应用于煤矿，还可以应用于其他的地下场所，如地铁隧道、水利电力工程中的输水隧道等。
地面预注浆技术在煤矿防灭火中的应用
地面预注浆技术在煤矿防灭火中的应用摘要：本文主要描述了煤矿地面预注浆的原理、材料以及选用材料的优缺点等，为地面预注浆技术在煤矿防灭火中的应用提供了宝贵的技术资料。
关键词：预注浆技术；煤矿；防火；应用一、煤矿火灾类型1.1 井下火灾井下火灾是发生在井下或井口附近，威胁到井下安全生产的火灾都称为井下火灾。
井下火灾特点是：火灾发生在地下煤海的有限空间里，煤井里巷道纵横相连，不容易及时发现，空气供给有限，不容易完全燃烧，会产生大量有毒有害烟雾，烟雾随风流动会毒化矿井里的空气，危害人身安全，有瓦斯和煤尘爆炸的危险，还可能会引起爆炸，会造成重大的安全事故。
1.2 地面火灾地面火灾是发生在矿井周围的工业广场内的地面上的火灾，地面火灾地点可能发生在行政办公楼、宿舍楼、井口楼、贮煤场、坑木场、选煤楼、矸石山等地点。
地面火灾的特点是：火灾外部征兆比较明显，供氧条件充分，一般燃烧比较迅猛，容易发现。
地面火灾燃烧比较完全，会产生的有毒气体比较少，地面燃烧空间宽阔，烟雾容易扩散。
二预防性注浆技术机理预防性注浆防火技术的机理是将不燃性固体材料和水预先按一定比例制成浆液后，在高度差所产生的静压或泥浆泵动压的作用下，经专门的输浆管路被压送到可能发火的区域后，其中的固体浆材沉淀后，借助于其黏性包裹破碎煤体，隔绝它与O2 接触而防止氧化。
并且,浆材充填于煤体的缝隙之间，可增加密实性而减少漏风。
浆水渗流时，不仅可增加煤的外在水分，抑制自热氧化进程的发展，而且对已经自热的煤炭可起携热冷却作用。
为保证注浆效果，制备浆液的浆材应满足以下要求:不含或少含可燃物，可燃物含量不得超过5% ～ 10% 。
粒度控制在 3 mm 以下，且细微的颗粒( 粒度＜ 1 mm) 应占总量的比例≥70% 。
三注浆防灭火技术材料的选取我国煤矿注浆刚刚起步时，理论研究少，技术落后，浆液材料以水泥、石膏、膨润土等为主，缺乏专业注浆设备和仪器，注浆效果不理想。
北京建井研究所在１９６４年首先研制成功丙烯酰胺（ＭＧ－６４６）化学注浆材料，其黏度低、可注性好、胶凝时间可准确调整，性能与当时美国的ＡＭ－９、日本的日东－ＳＳ注浆材料相似；１９６５年研制成功了水泥－水玻璃双液浆（Ｃ－Ｓ浆），其凝固时间可从几ｓ～几十ｍｉｎ调整，使传统的水泥浆液具有化学浆液的特点，使水泥注浆技术向前发展了一大步，适用于井壁注浆、工作面注浆、恢复淹井注浆；特别是动水注浆等，首先在京广铁路完县９６号桥基桩断桩补强加固中，获得实验性应用。
地面预注浆技术在煤矿防灭火中的应用常宝平
地面预注浆技术在煤矿防灭火中的应用常宝平摘要：注浆防灭火技术是利用注浆材料加水后制成浆的基本原理，用水力的作用将浆注入到煤矿井下的防灭火区域，通过注浆材料与水的相互作用，隔绝氧化及冷却煤炭的温度，防止或避免火灾发生的一项防灭火技术。
本文发现了地面预注浆技术在煤矿防灭火中的应用。
关键词：地面预注浆技术；煤矿生产安全；防灭火矿井火灾是煤矿主要灾害之一，其中煤自燃火灾占矿井火灾总数的９０％以上。
煤自燃是一个复杂的过程，受多种因素的影响，但煤炭自燃必须具备有自燃倾向性且易破碎状态存在、有连续的供氧条件、有积聚氧化热的环境。
其中煤具有自燃倾向性和有积聚氧化热的环境都说明要达到煤自燃必须有足够厚度的浮煤，并以松散状态堆积，使浮煤氧化产生的热量得以积聚，煤自燃点通常离煤体暴露面存在一定距离。
因此，防治煤自燃火灾的根本途径就是减少采空区内的丢煤量，但由于生产技术水平及工艺条件的影响，无法只从减少丢煤量来控制煤自燃火灾的发生及发展。
一、注浆防灭火技术的发展现状煤矿行业发展的主要灾害之一是矿井火灾的发生，从火灾发生的原因来看，煤炭自然引发的火灾占到总灾害的90％以上。
煤自燃作为一种高发的灾害，需要具有多种条件与环境的支撑，如煤炭本身的自燃倾向、氧气的连续供应、煤炭存在的破碎情形以及积聚氧化热的自然环境。
在这些条件中，煤炭的自燃倾向与积聚氧化热的环境都表明煤自燃的过程中必须要有厚度较大、状态松散堆积的浮煤，它能够使浮煤通过氧化产生的一些热量，这些热量不断地进行积聚，并且煤自燃点与煤体暴露面之间存在一定的距离。
由此可见，防止煤自燃的途径可以从自然的条件人手，减少自燃的条件就能够避免煤自燃情况的发生，而最主要的方法就是在采空区内减少丢煤量。
现阶段，受到生产工艺及技术水平的影响，减少煤自燃的手段不再仅仅依靠减少采空区丢煤量这种方法，还开发出许多防止煤自燃火灾的办法与技术，如注浆、灌注凝胶、提高资源的回收利用率、保持通风系统的畅通等等，这些方法都能够通过降低煤自燃的比率来减少煤矿的火灾，其中，注浆防灭火技术是煤自燃火灾防治的重要技术措施之一。
矿用固化泡沫水泥浆在煤田灭火中的应用
矿用固化泡沫水泥浆在煤田灭火中的应用摘要：在火区进行灭火作业时，注浆封闭如果没有达到预期效果，则会在很大程度上降低灭火的质量。
因为在注浆时封闭不严则会导致火区漏风，致使复燃情况出现，同时还会增加灭火的经济成本。
传统煤田灭火方法一般会通过黄土泥浆，从而对火区进行有效的封闭，但是这种方法在黄土较少且含沙量丰富的地区并不适用。
基于此，本文对矿用固化泡沫水泥浆在煤田灭火中的应用进行分析，希望可以为相关领域提供一些借鉴意义。
关键词：矿用；固化泡沫水泥浆；煤田灭火在经过较长的努力后，我国对于煤田的火灾治理方面积累了一定的经验，并且已经拥有了比较成熟的灭火技术。
但在进行实际灭火作业时，仍然会存在一些不良因素，影响灭火的效果，如：部分火区底部会直接与空洞、巷道相连接，如果在这些空区中进行注水注浆，就会使得水以及浆液直接流走，无法实现良好的灭火效果。
还有部分火区附近区域黄土稀缺，使得注浆封闭效果无法达到预期目标。
更有一些火区因为下部正在进行煤矿开采，在进行注水注浆后会进入到巷道内，使得开采作业无法正常进行。
为了有效的解决上述问题，我国开始采用矿用固化泡沫水泥浆来进行煤田灭火，以下对此进行深入的分析和探讨。
1.应用方法1.1钻孔布设按照大部分矿用固化泡沫水泥浆来进行实验，在实验操作中一般会将钻孔布设间距设置为8m。
如果要使注浆作业实现密闭帷幕的效果或是用于其他操作，则可以按照注浆的实际要求来对钻孔间距和具体的位置进行调整。
对于钻孔的具体深度，需要结合实际情况来分析。
如果火区是由纯裂隙进行填充而成，则进行钻孔时最低深度必须要在燃烧煤层的顶板位置。
如果火区下部存在一定规模的空区，在应用水泥浆对空区进行填充时，可以直接利用钻孔打到空区所在区域，一旦钻孔进入到指定区域就会出现下掉，则可以据此来判断出具体的位置。
如果在发生火灾时火区下部正在进行煤矿开采，则应该利用水泥浆将煤矿巷道和正在燃烧的区域进行有效的隔离，防止在注水注浆的过程中会有部分浆液和水进入到巷道当中。
注浆防灭火
粉煤灰
粉煤灰颗粒表面具有一定的光滑度，易 成浆，便于管道输送；流动性、稳定性 粉煤灰亲水性差，粒度大于粘土， 兖州、平顶山、 好；密封性能较好；材料来源广泛，成 粘性差；浆液脱水速度快，易沉降， 开滦、淮南、义 本投入低，经济效益高；减少环境污染， 容易发生堵管现象；堵漏效果差。 马等矿区。 具有良好社会效益。 经粉碎研磨的矸石可满足不同粒度要求， 易悬浮；材料资源稳定，可满足持续注 其粘结性和塑性较黄土差；制浆成 浆需求；减少矸石堆放量及所需耕地， 本高；工艺系统复杂。 利于保护耕地；减轻环境污染。 可实现大流量注浆；脱水性良好；消耗 最小的电能和水便能很容易冲走；材料 成本较低，资源稳定，节约大量土地资 源。 兖州局南屯煤矿、 四川芙蓉矿局、 华亭等矿区
注浆方法
随采随注分为钻孔注浆、埋管注浆和洒浆三种方式 钻孔注浆、埋管注浆和洒浆 钻孔注浆
• 打钻注浆 打钻注浆是在煤层底板运输巷或回风巷以及专门开凿的注浆巷道内，也可以 在邻近煤层的巷道内，向采空区打钻注浆，钻孔直径一般为75 mm。为减少孔 深或便于安装钻机，而又不影响巷道内的运输，在巷道内一般每隔20～30 m距 离开一小巷（称钻窝或钻场），在钻场内向采空区打扇形钻孔注浆。
注浆系统分类及适用条件
优点： 1.工作集中、便于管理 2.人员少、效率高 3.便于掌握浆液的浓度和质量 4.占地较少 缺点： 1.初期投资大、建设时间长 2.采运工作比较复杂 优点： 1.设备简单、投资少、建设速度快 2.制浆工艺简单、操作容易 3.可减少井下所需干管 缺点： 1.注浆分散、管理分散、人员多 2.占用土地多、需打分区钻孔 优点： 1.机动灵活 2.注浆距离短、管材消耗少、堵管机会少 缺点： 1.生产能力低 2.管理分散、效率低
第三节
煤矿注浆防灭火技术规范
煤矿注浆防灭火技术规范作者：MT/T702—1997 来源：中华人民共和国煤炭工业部煤矿注浆防灭火技术应用至今仍未制定切实可行的标准规范，为使这项技术更加规范化，在总结经验的基础上制定出首部《煤矿注浆防灭火技术规范》，从而为注浆防灭火实际应用提供全煤炭行业统一的技术依据。
本标准在制定过程中，查阅了国内外有关的技术资料，重点查阅了国内煤矿注浆防灭火设计、实际应用的资料和论文，以及黄泥注浆代用材料(页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)的有关科研成果及其推广应用的技术报告等，按照《煤矿安全规程》(包括执行说明)的有关规定和《矿井防灭火规范》的相关内容一致的原则，编制本标准。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。
本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院。
本标准主要起草人：邵启胤、王长元、徐承林。
本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。
1 范围本标准规定了煤矿注浆防灭火工艺过程的技术要求。
本标准适用于矿井注浆防灭火的实施、设计与施工等。
2 引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准均会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
《煤矿安全规程》1992—10—22 中华人民共和国能源部《矿井防灭火规范》(试行)1988—10 中华人民共和国煤炭工业部3 定义本标准采用下列定义。
3．1 注浆防灭火方法method of fire fighting by grouting是将注浆材料(黄土、页岩、矸石、粉煤灰、尾矿等)细粒化后加水制备成浆，用水力输送到煤矿井下注入需防灭火区域内，封堵漏风通道、包裹煤岩阻止氧化、冷却煤岩温度而预防或扑灭矿井火灾的一项技术措施。
3．2 沉降速度settling velocity浆液的悬浊液液面在量筒中匀速下降的平均速度，mm／min。
3．3 临界稳定时间critical stable time浆液的悬浊液液面在量筒中匀速下降的时间，min。
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1采空区火灾概况
通化矿区苇塘矿一井为1959年投产设计能力30万t/a矿井，片盘斜井分区石门开拓，水平巷柱采煤方法。
煤层为石炭二叠系共7层煤，1、4、6层可采；顶板管理为采空区自然垮落。
瓦斯等级为高瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量12.65m3/t，煤层自燃倾向Ⅱ级，发火期12个月。
自然发火的采区是+250m~+300m南翼一石门一层煤采空区，由东西两块段采空区组成，共采出煤炭215万t。
回采率在40%~60%左右。
采区回采结束后进行封闭，并进行预防性黄泥灌浆。
4个月后在进行矿井风量调整时，发现该采空区回风侧密闭内CO浓度>0.0 03%并持续上升。
同时+300标高采空区相邻空区内产生自然发火。
2高水材料封堵采空区漏风
采空区火灾封堵漏风是灭火措施成功的关键。
在总结前期灭火教训的基础上，以封堵采空区+250m漏风源为灭火工作原则，实施高水材料压力封堵裂隙漏风，+250m一层大巷至+268m刮板输送机道间由下而上灌注粉煤灰封闭隔绝带的灭火技术措施。
2.1 高水材料封堵岩壁裂隙漏风机理
高水速凝固充填材料（简称高水材料）是有硫铝酸钙水泥为主组成的甲乙两种混合物，分别加入8~9倍水，搅拌形成高水速凝，快硬，初期强度高，用于煤矿巷旁支护的充填材料。
其主要特点是用水量大、固体材料少、泵送容易、流动性好、充填不干缩。
做为封堵漏风材料，应用时由泥浆泵压力通过钻孔注入漏风通道的岩石裂隙中，高水材料发生反应，生成长针状、柱状高结晶水化物钙矾石，长针状、柱状结构交织在一起形成了坚固的网状骨架，骨架中含有大量结晶水。
网状骨架象海绵一样吸咐着大量游离水。
高水材料矿化体充填于裂隙中隔离漏风通道。
特别是当岩层来压再度破坏后，由于材料中游离水存在的条件下，充填凝固体受压破坏有重新再结晶能力，因此具有很好的封堵漏风的作用。
2.2高水材料封堵漏风裂隙工艺
（1）制浆。
用1t矿车中间焊隔板制成2个体积约0.5m3的高水材料浆液搅拌箱，再由2. 2kW电机经蜗轮减速器拖动旋转搅拌器转动搅拌，两搅拌箱分别按所需水灰比，搅拌成甲乙两种均匀浆液。
（2）输送。
两种浆液分别使用泥浆泵（工作压力1.5~5.0MPa,流量50~120L/min），由输送管道送入混合器后，经钻孔入漏风的岩石裂隙中。
（3）钻孔。
用YT-2S型风动凿岩机钻孔，压注孔深至无裂隙岩层。
（4）压力注浆。
将注浆管道插入压注孔内，用黄泥或水泥压注孔封孔后压注高水材料，压注高水材料结束后关闭注泵管上的阀门或直接用黄泥封堵注浆孔口。
待高水材料初凝固后（2~4h），拆除注浆管再用水泥将注浆口处重新抹严封闭。
（5）每班注浆结束或因故停泵>20min需用清水冲洗输送管路系统，以防凝固阻塞管路。
2.3 高水材料封堵的技术参数
质量含水率（%）={水的总质量（kg）/{甲组份质量（kg ）+乙组质量（kg）+水的质量（kg）×100%}
体积含水率（%）={水的总体积（L）/[甲组份质量(kg）/甲组份密度（kg/L）]+[乙组份质量（kg）/乙组份密度（kg/L）] ×100%}
(2)高水材料含水率。
高水材料的含水率及材料用量见表1。
（3）高水材料初凝时间?<20min。
缩短初凝时间可采用：①增加乙料添加剂（速凝剂）数量；②甲乙2种浆液放入混合器内延长混合时间再泵送（注意搅拌）；③提高水温。
（4）抗压强度。
高水材料的抗压强度见表2。
（5）添加粉煤灰。
添加粉煤灰做骨料可提高充填体强度，减少胶结材料量及提高抗风化性能。
如保持2.2:1～3:1的水灰比，掺入粉煤灰500kg/m3形成浆液水体积比70%以上。
可减少高水材料用量，节约费用。
2.4 漏风通道压力充注封堵方法
（1）喷泉混凝土巷道漏风的封堵。
巷道断面内压注充填孔一般布置之1～2个，孔深钻入混凝土碹后岩壁0.2～0.3m，每组钻孔间距沿巷道根据高水材料流动情况每8 ～20m布置一组钻孔即可，注浆孔内插入注浆管，封孔后联接注浆管路即可压注高水材料。
（2）岩壁裂隙及岩石破碎带漏风封堵。
将注浆孔钻入有裂隙岩层内1.5m左右，插入注浆管封孔后压力充注高水材料，使岩壁破裂带形成1m以上的岩层裂隙及岩层破裂带间隙充满高水材料凝固体，如有更大空间可以补充压注粉煤灰充填.
（3）巷道局部空顶的充填处理。
巷道局部空顶区，由于围岩受上覆岩层作用产生变形，岩层裂隙漏风，是自然发火危险区域，空顶的处理：在空顶下1/2采用高水材料加粉煤灰混合充填，上部采用粉煤灰直接填入剩余空间，全层充填改善了支架空顶区的受力状态，充填体重量低，减轻了支架的承载压力，粉煤灰的致密性及高水材料的流动性使岩石裂隙使充填巷道的稳定性得到加强，又消除了漏风及自然发火危险（见图2）。
（4）密闭墙及其附近漏风封堵。
在密闭墙外0.4~0.5m处构建临时封闭墙，中间充入高水材料，密闭墙周边巷道打压注孔，对四周巷壁漏风进行压力充注高水材料。
3采空区灌注粉煤灰灭火隔绝带
采空区周边裂隙漏风通道封堵后，接着灌注粉煤灰隔绝带。
粉煤灰粒径小，粉状致密，透气性差，水化制浆快，脱水快，管路泵压力输送容易，是很好的灭火廉价材料。
采空区由于丢有残煤，隔离煤柱也遭受破坏，切断流向采空区漏风，采用粉煤灰水灰比为6:4的浆液，灌注采空区走向和倾斜粉煤灰隔绝带（如图3）由+250m大巷钻向上孔至采空区+258.5
m~269.5m标高有效钻孔5个。
灌注粉煤灰273m3。
形成采空区东下部入风侧漏风隔绝带。
之后又补充灌注粉煤灰93m3，对密闭采空区东块段副井漏风通路的倾斜隔绝带，灌注隔绝带后，采空区主要漏风通道检测CO含量为<0.0001%,O2含量?<6%。
4采空区灭火效果
采空区漏风裂隙高水材料充注由+250m大巷开始，共用15个小班充注高水材料15.3t，封堵漏风巷26.5m，漏风裂隙面积217.05m2漏风源封堵结束。
至此受火区影响停产的+ 300m~+500m北翼采区正式恢复生产。