黄泥灌浆系统方案设计

黄泥灌浆系统方案设计

第一章矿井概况

旬邑虎豪黑沟煤业有限公司位于咸阳市旬邑县东南13公里的清源乡苍耳沟，为民营企业，隶属于旬邑县煤炭工业局。

矿井设计采用两斜一立，两个水平开拓，主井采用胶带输送机，付井用1.6m双滚筒绞车提升，通风方式采用中央并列抽出式通风方式，设计用一个采区两个炮采工作面，四个掘进工作面完成年30万吨生产能力。

一、矿井水文地质：

从井田水文地质条件看，本矿井井下涌水属以裂隙充水为主的简单型，井下充水以老顶含水层沿裂隙向下渗漏为主，根据地质报告，矿井达到设计30万吨时，预计矿井的正常涌水量为40m3/h，最大涌水为65m3/h，但根据近几年的统计，井下涌水甚微，每天仅80m3/d左右，估计矿井达到30万吨时，加上灌浆脱水，老空水等，井下涌水增加不会太大，估计在30m3/h左右，井下水排上地面，经地面沉淀池处理后，可用于黄泥灌浆和井下防尘洒水。

二、瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向及其它危害。

1、瓦斯：

本井田瓦斯含量较低，相对瓦斯涌出量为3.1m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.5m3/min，属于低瓦斯矿井，又不存在煤与瓦斯突出的问题。

2、煤尘：

根据重庆煤研所对该矿井煤样试验结果，4-2煤层具有煤尘爆炸危险。

3、煤的自燃性：

根据地质报告中试验结果和本矿井井下煤层经常发生自燃证明，本矿井4-2煤层为极易自燃煤层，发火期为3~6个月。

4、粉尘的职业危害：

井下采掘工作面在生产过程中和煤炭运输过程中产生的粉尘，严重危害井下工人的身体健康，是造成矽煤肺病的主要原因，所以井下必须坚持使用好防尘洒水设施。

第二章黄泥灌浆系统

一、概况：

根据矿井井田开采技术条件及铜川煤矿设计院提交的设计资料，我矿设计的黄泥灌浆系统在矿井安全生产中占有极其重要的地位。该系统是否完善可靠，直接关系到矿井的安全生产乃至矿井存亡。本矿煤层自燃发火期为3~6个月，历史上曾有矿井自燃着火的关井的记载。因此，建立、完善使用黄泥灌浆系统，对本矿的防灭火工作十分重要。

井下已建有黄泥灌浆站，由于以前矿井生产规模小，原有的黄泥灌浆泵站已不能满足技改后安全生产及防灭火的要求，因此，依据设计需建立新的黄泥灌浆系统。

二、工作系统：

黄泥灌浆站设在矿区主斜井上部的平台上，就地取土方便，土源充足。水源为井下排水经过处理后作为黄泥灌浆水源，可以满足要求。

根据采土场和灌浆站的空间关系和地形条件设计采用机械取土，水枪冲刷加机械搅拌制浆的采土制浆工艺，根据灌浆站与灌浆地点的相对高差和输浆距离，灌浆站产生的泥浆经地面输浆管路送至主斜井口，然后经斜井输浆管到主斜井底三叉口，再经机轨运输大巷、西翼轨道下山3405回顺、3407回顺到3405、3407回采工作面及3401工作面采空区，老系统经电机车运输巷到各火点。

三、灌浆参数与用土量、用水量、日灌浆量：

设计确定矿井的黄泥灌浆参数为：

灌浆系数：采空区体积的10%；

泥水比：1：5—6

根据上述参数计算灌浆站的日用土量和日用水量：

1、日用土量：灌浆站的日用土量按下式计算：

Q土=KMLHC

式中：Q土——日灌浆需土量m3/d

K——灌浆系数0.10

M——煤层采高，炮采按2.2m

L——工作面日推进度，按1.5m

H——灌浆区的倾斜长度60×2=120m

C——工作面回收率90%

则：Q±=KMLHC=0.1×2.2×1.5×120×0.9=35.64m3/d

2、日用水量：灌浆站的日用水量按下式计算：

Q水=Q土S

式中：Q水——制备泥浆用水量m3/d

S——泥水比例的倒数

则：Q水=Q土S=35.64×5=178m3/d

3、日灌浆量：灌浆站的日灌浆量按下式计算：

Q浆=（A土+Q水）M

Q浆——日灌浆量m3/d

M——泥浆制成率0.93

则：Q浆=（Q土+Q水）M=（35.64+178）×0.93=198.68m3/d 每小时的灌浆量按下式计算：

Q浆时=Q浆/（n×t）

式中：Q浆时——每小时灌浆量m3/h

h——每日的灌浆班次为2班/d

t——每班纯灌浆时间5h/班

则：Q浆时=Q浆/（n×t）=198.68÷2×5=20m3/h

四、灌浆站的建设及管道安装设计

1、灌浆站：灌浆站的建设以制浆池和设备安装为主，依据灌浆参数，制浆池设计为正方体。其尺寸为3×3×3m，混凝土结构，根据制浆池尺寸选购辅助设备及搅拌机，型号，由施工

单位依据设计安装，制浆给水由地面沉淀池经灌浆泵房供给，供水泵型号为80

D30-6型，供水管路为DN80的无缝钢管，弯头及其它不标准件由安装单位设计加工。

2、管路设置：

①管路布设：

地面制浆池供水管道由地面灌浆泵房用DN80的无缝钢管连接至主斜井上部的制浆池，全长约140m。

地面制浆池至主斜井80m，主斜井长571m，机轨运输大巷450m，西翼轨道下山260m，均采用DN100的无缝钢管，法兰盘连接，法兰盘间用胶垫垫平，ф16mm螺栓联结。

老系统由主斜井三叉口经电机车大巷共1250米，用DN80的无缝钢管法兰盘连接，法兰盘间用胶垫平，ф16mm螺栓联结至老系统各火点。

工作面至3405回顺，3407回顺各400m处设注浆站，注浆站至老空区用PVC塑管，规格采用DN50。

②干、支道规格验算：3

设计矿井黄泥灌浆系统干管为DN100，支管为DN50。

泥浆输送的实际工作流速按下式计算：

V=4Q/3600лd2

式中：Q浆——每小时灌浆量m3/h

d——管道内直径m干管为0.1m

V——管内泥浆的实际工作流速m/s