神源矿业黄泥灌浆系统技术方案-9-15分析

陕西神木神源煤炭矿业有限公司黄泥灌浆系统设计方案

陕西神木神源煤炭矿业有限公司

2015年9月

目录

前言 (1)

1 矿井概述 (2)

1.1 自然地理 (2)

1.2 水源、电源及建材 (3)

2 地质特征 (4)

2.1 地层 (4)

2.2 地质构造 (5)

2.3 岩浆岩及陷落柱 (5)

2.4 煤层与煤质 (5)

2.5 水文地质 (7)

2.6 其它开采技术条件 (7)

3 灌浆系统 (9)

3.1 灌浆站设置 (9)

3.2 主要技术参数 (9)

4 技术方案 (11)

4.1 灌浆方式 (11)

4.2 灌浆方法 (12)

4.3 制浆方式选择 (12)

4.4 整体式灌浆防灭火系统选择 (13)

4.5 系统原理 (15)

5 设备选型 (16)

5.1 设备选型设计参数 (16)

5.2 灌浆管路 (16)

5.3 注浆泵压力计算 (17)

5.4 灌浆设备 (18)

5.5 注浆供水系统 (19)

6 灌浆站设备布置 (20)

6.1 灌浆站设置 (20)

6.2 管路设置 (21)

6.3 管道安装的质量保证和安全技术措施 (22)

6.4 设备的使用、操作 (23)

陕西神木神源煤炭矿业有限公司

黄泥灌浆系统设计方案

前言

对于煤层有自燃发火危险的矿井，若因开采导致采空区内遗留一定量的丢煤（如浮煤、煤柱等），在条件适宜时极易发生煤炭自燃事故。如何采取有效措施及时地处理采空区煤炭自燃发火，抑制火区蔓延扩大，对于保障整个矿井的安全生产至关重要。

陕西神木神源煤炭矿业有限公司（以下简称神源煤矿）井田内赋存可采及大部可采煤层有3-1、4-2、4-3、4-4、5-2煤层，矿井主采4-2煤层、4-3煤层和5-2煤层。除5-2煤层属厚煤层外，其它煤层均为薄及中厚煤层（目前仅保有部分薄煤层资源储量）。根据神源煤矿《资源整合实施方案开采设计》，矿井主采煤层为易自燃煤层。神源煤矿曾发生过房采区采空区内煤炭自燃事件，因此建立完善的黄泥灌浆防灭火系统，对保障矿井的防灭火安全工作管理十分重要。

灌浆防灭火技术具有安全可靠、经济实用的特点，已在国内外得到了广泛应用。灌浆防灭火技术是将水与不燃性的固体材料（黄土或粉煤灰），按一定配比制成一定浓度的浆液，利用输浆管道输送至可能发生或已经发生自燃的地点，以防止发生自燃或扑灭火灾。浆液充填于碎煤或岩石缝隙之间，沉淀的固体物质可以充填裂隙和包裹浮煤起到隔氧堵漏的作用，同时泥浆对煤炭有冷却散热的功能。此技术的关键在于隔氧阻化，因此灌浆防灭火时泥浆中固体材料的含量（亦即泥浆浓度）对灌浆防灭火的效果影响很大。

神源煤矿矿区内及附近地表赋存有大量的黄土资源，利用黄土作为灌浆防灭火材料具有成本低、泥浆不易在管道中沉淀堆积和有利于运输的特点。因此，神源煤矿拟建设黄泥灌浆防灭火系统，以保障矿井安全生产。

1 矿井概述

神源煤矿位于神木县城以北约35km处，行政区划属神木县麻家塔乡管辖。

神源煤矿主采4-2煤层、4-3煤层和5-2煤层，生产规模60万t/a。矿井采用斜井开拓方式，设置主斜井、副斜井和回风斜井3个井筒，采用单水平多煤层联合开采，主水平设在5-2煤层，水平标高+1015m。主斜井装备DSJ80/40/2×45型带式输送机运输；副斜井采用JTP-1.2×1-24型矿用绞车串车提升；回风斜井在地面井口安装2台FBCDZ-8-N O.17B型矿用防爆对旋轴流式通风机（1台工作，1台备用），矿井通风系统采用中央并列抽出式，即主、副斜井进风，回风斜井回风。

1.1 自然地理

（1）地形地貌

神源井田地处黄土高原北部，毛乌素沙漠南缘，主要以黄土沟壑地貌为主，西南部有少量沙地沙丘。在沟谷两侧多有含煤岩系基岩出露，地形总趋势南高北低。区内最高点在近西部边界的张家峁梁峁上，海拔+1227.0m；最低点在中部的考考乌素河南侧滩地中，海拔+1075.0m，相对最大高差为152m。

（2）气象

该区为典型的北温带干旱、半干旱大陆性季风气候，冬季严寒，春季多风，夏季酷热，秋季凉爽，昼夜温差悬殊，四季冷热多变。多年平均气温+8.4℃，极端最高气温+38.9℃，极端最低气温-28.4℃。多年平均降水

量435.7mm，多年平均风速2.2m/s，年最多风向西北，年最大冻土深度146cm。

（3）水系

神源煤矿北邻考考乌素河，一般流量为800L/s，该河一条较大支沟南北向穿过矿井全区，其余皆为上述沟流的次级岔沟和小的冲沟，长数十米至数百米。小支沟水量很小，多为季节性水流，旱季多干枯无水。

（4）地震

根据中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），榆林地区地震动反应谱特征周期Tm为0.35s，地震动峰值加速度PGA＜0.05g，地震烈度为Ⅵ度。

1.2 水源、电源及建材

（1）水源

矿井生产、生活用水的水源为宋家洼沟河漫滩阶地处打的两口渗井，井下建有污水处理站，处理站的出水达到井下消防、洒水水质标准后，供井上、下消防用水。地面建有消防水池2座，单座容积300m3；建有日用饮用水池2座，单座容积300m3，水池间采用阀门控制转换。水源满足矿井生产、生活的要求。

（2）电源

神源煤矿为双回路供电，两回路电源均引自张家峁10kV开闭所不同母线段，采用LGJ-70mm2供电线路引至工业场地10kV变电所，线路长度0.708km。

（3）建筑材料

本区主要建筑材料多需从外地运入，砖、瓦、砂、石等大宗建材可就地生产。区内有多处小规模的机砖厂，可提供矿井建设所需的机砖与水泥制品，但当地砂、石多数质量不高，建设中应严把质量关。

本区地表赋存有丰富的黄泥资源，其层厚、质纯，可满足矿井灌浆系统用土要求。