81201综采工作面灌浆防灭火安全技术措施

81201综采工作面灌浆防灭火安全技术措施

一、工程概况

81201综采工作面为我矿12#层煤首采工作面。根据2010年山西省煤炭地质研究所对我矿煤层自燃倾向性鉴定结果为：12号煤层自燃倾向性煤的吸氧量0.80cm3/g,自燃倾向性等级I类,为容易自燃煤层。由于工作面采用的是综采放顶煤开采，采空区遗留煤炭较多，为采空区遗煤自燃埋下了重大的安全隐患。为防止综采工作面采空区发生煤炭自燃，特制定专项安全技术措施如下：

二、施工方案

为防止采空区遗煤发生自燃现象，采取以下方案：1、配置KSS-200煤矿自然火灾矿井自然火灾束管监测系统；2、在回采过程中采取灌浆为主，并辅以阻化剂防灭火等措施防止采空区浮煤自燃；3、在回采结束后将采空区永久封闭。

三、预防自燃发火的措施

（一）、生产方面的措施

1、合理的采煤方法

回采工作面采用综采长壁后退式采煤，巷道布置形式简单，由于采煤工艺简单，工人操作熟练，工作面推进速度快，工作面的回收率高，煤壁的暴露时间短，面积小，对于防治自燃发火十分有利。

2、控制矿山压力，减少煤体破碎。

在采掘过程中尽量减少裸露巷道的时间，在部分顶底板来压较大的地方加强支护，减少顶、底板来压对煤体的破碎，减少煤体与空气接触面。

3、坚持正常的回采顺序，工作面推进采用后退式，回采顺序合理，减少了采空区漏风，有利于防止煤层自燃发火。

4、在生产中，尽量提高回采率，工作面回采结束后立即砌筑密闭防火墙，封闭采空区，回采工作面顺槽间尽量少留煤柱。

（二）、通风方面的措施

本矿井通风方式为中央并列式，主、副斜井进风，回风斜井回风，通风方法为机械抽出式，矿井通风容易时期和困难时期通风阻力相对较小，有利于自燃发火的管理。

1、回采工作面为后退式回采，采用“U”型通风布置，一进一回，新鲜风流与乏风均不通过采空区，漏风量少，自燃发火机率低。

2、随时检查进、回风两顺槽及采空区，煤柱和裂隙漏风，防止向这些地方供氧，促使煤的氧化自燃，使之有良好的通风系统控制自燃倾向性火灾的发生。

3、同时，要加强矿井日常通风管理，对通风机经常进行性能测定，掌握其特性，并随着季节变化及时调整主通风机工况，控制内部漏风，降低通风阻力等综合措施，确保用风地点供风稳定、合理。

四、外因火灾预防

1、加强电气设备管理，严防电气火灾发生。

2、工作面严禁使用电、氧气焊。

3、加强采煤机、转载机、刮板机、皮带机等设备所使用的齿轮油等油类管理，工作面范围内不得存放1桶以上油类。

4、各设备点应配备两台以上干粉灭火器，皮带机头、泵站等设备集中点应配备沙箱等灭火器材。

5、电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。

6、工作面所有电气设备及接线都不得出现失爆；

7、严禁工作面由于任何形式出现电火花。

8、采煤机内外喷雾齐全，割煤时喷雾必须正常开启，防止割煤时截齿撞击岩石产生火花；

9、严禁用铁锤敲击设备；

10、工作面前后刮板机及转载机必须运转良好，不得摩檫产生火花。

五、黄泥灌浆防灭火设计

（一）、灌浆机理

预防性灌浆，就是将水、浆材（粘土、砂等）按照适当比例，制成一定浓度的浆液，借助输浆管路送往可能发生自燃的采空区以防止自燃火灾的发生。预防性灌浆的作用，一是隔绝氧气，二是散热。浆液进入采空区之后，固体物沉淀下来，充填于煤壁裂隙中间，能够有效的封堵裂缝漏风；沉淀物包裹遗煤，隔绝了遗煤与氧气的接触，切断了遗煤氧化的反应过程；而浆水能增加遗煤的外在水分，抑制氧化过程的放热。

（二）、灌浆方法

一般情况下，煤矿所采用的灌浆方法有以下三种：采前灌浆、随采随注、采后灌浆。①采前灌浆：即采煤之前对老空区采区的防止自燃发火的措施，一般用于特厚、易燃煤层；②随采随注：随着工作面的回采向采空区灌浆，一般用于煤层自燃发火期短的工作面；③采后灌浆：利用在密闭墙上预埋的灌浆管向采空区灌浆。为了保证及时、简便处理处理自燃隐患，本工作面设计采用随采随注中的埋管灌浆法。

1、灌浆系统

在回风斜井地面场地设有灌浆站，为全矿灌浆服务，灌浆方法采用随采随灌，即随采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。在灌浆工作中，灌浆与回采保持有适当距离，以免灌浆影响回采工作。

灌浆站建设：在回风井场地建2个搅拌池和1个灌浆池（灌浆池设在较低的水平），池深和直径均为2m，池体用砖砌筑水泥抹面或用钢板焊接，其上固定搅拌器。搅拌池底部留有出料口，在浆液流入灌浆池前设双层过滤筛子（孔径为10mm），灌浆池侧面设500mm×500mm×1800mm下液泵坑两个，各安设离心式液下泥砂泵一台。灌浆站布置如图6-2-1所示。

电机

减速器

搅拌池

搅拌器

滤网

出液口

注浆池

液下式砂浆泵

2、灌浆方法

采用埋管灌浆法，在放顶前沿回风巷于采空区预先铺好灌浆管(一般预埋10～20m钢管)，预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为20～30m，灌浆随工作面的推进，用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆，要求工作面采空区能灌到足够的泥浆。

3、灌浆参数的选择

（1）、工作制度

与矿井工作制度相匹配，但需注意以下原则：灌浆工作是与回采工作紧密配合进行。设计灌浆为三班灌浆，每天灌浆时间为10h，若矿井自燃发火严重，且所需灌浆的工作面较多，宜采用四班灌浆，每天灌浆时间为15h。

（2）、浆液的水固比选择

泥浆的水固比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆中水与固体浆材的体积之比。水固比的大小影响着灌浆的效果和泥浆的输送。泥浆的水固比越小，则泥浆浓度越大，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。浆液的水固比应根据泥浆的输送距离、煤层倾角，灌浆方式及灌浆材料和季节等因素通过试验确定，一般情况下为4:1，冬季为5:1。

（3）、日灌浆所需浆材量 日灌浆所需浆材量

按下式计算：d m mLHC Q /8895.0904.591.11.0K 3=⨯⨯⨯⨯==材 式中 Q 材——日灌浆所需浆材量，m 3/d ； m ——煤层采高，1.91m ； L ——工作面日推进度，5.4m ； H ——灌浆区倾斜长度，90m ； C ——回采率，95%；

K ——灌浆系数，为灌浆材料的固体体积与需要灌浆的采空区容积之比，一般取0.05～0.15，取0.1。

（4）、日制浆用水量

d m Q Q /44058831=⨯==δ土水

式中 Q 水1——制浆用水量，m 3/d ；