关于煤矿常用灌浆防灭火系统的研究

关于煤矿常用灌浆防灭火系统的研究

作者：张广龙

来源：《中国科技博览》2015年第31期

[摘要]许多煤矿的煤层易自燃起火，灌浆是煤矿中常用的效果较好、成本较低的防灭火措施之一。本文主要介绍了几种常见的灌浆防灭火系统，并对它们的优缺点进行了分析比较。

[关键词]灌浆防灭火；自动化；黄泥；粉煤灰

中图分类号：TD752.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0055-01

1.概述

在《煤矿安全规程》以及即将实施的《煤炭矿井设计防火规范》中均有规定：开采容易自燃或自燃煤层的矿井，必须采取防灭火措施，防止自然发火。

灌浆是煤矿常用的效果较好、成本较低的防灭火措施之一，灌浆质量的好坏关系到井下火灾处理的进展与结果，直接影响煤矿的安全生产。而影响灌浆质量好坏的主要因素就是灌浆防灭火系统的形式，因此本文对灌浆防灭火系统的几种常见形式进行探讨。

2.几种常见的灌浆防灭火系统

灌浆防灭火系统常用的有地面固定式和井下移动式两种。这两种方式各有优缺点：

地面固定式灌浆防灭火系统需建设固定设施、铺设较长的灌浆管路，系统投资较大，管路易堵塞，处理难度大；但系统运行稳定，自动化程度高，水、电及灌浆原料等供应稳定、充足；通过管道输送至井下灌浆量大，用量较大的防灭火原材料不需井下运输，工作量小。

井下移动式灌浆防灭火系统投资小、移动方便、灭火时反应快，系统安装所需的空间较小；但井下运输灌浆原料不便，设备安装运行及材料运输均不能迅速实施，且灌浆量小，防灭火原材料运输量大，使得灭火效率降低。

由于国家安监总局规定不再新建小型矿井，新建矿井规模均偏大，需要的灌浆量也较大，井下移动式灌浆防灭火系统不能满足使用要求，因此这种形式的灌浆防灭火系统已经基本不再使用。

而根据系统布置方式以及灌浆材料的不同，地面固定式灌浆防灭火系统主要有以下几种：（1）传统方式黄泥灌浆防灭火系统；（2）自动化黄泥灌浆防灭火系统；（3）自动化粉煤灰灌浆防灭火系统。

（1）传统方式黄泥灌浆防灭火系统

传统方式黄泥灌浆系统是早期煤矿较常采取的防灭火措施，它的主要工艺流程是：用水枪将水喷到黄土堆上形成泥浆，泥浆通过一定的坡度自流到泥浆池中，然后设置在泥浆池中的搅拌机将泥浆搅拌均匀，最后通过管路自流或用泥浆泵将泥浆输送到井下采区。

这种方式的灌浆防灭火系统工艺简单、自动化程度低、投资较低，但是缺点非常明显：制成的浆液浓度不易控制，并且制浆站周围环境污染较为严重。

（2）自动化黄泥灌浆防灭火系统

随着煤矿开采机械化程度的不断提高，自动化灌浆防灭火系统也越来越常见。目前煤矿中较常用的是自动化黄泥灌浆系统。

它的工艺流程如下图1所示。

相较于传统方式的灌浆系统，它的优点较为明显：a）整个系统实现了全部机械化，自动化程度大大提高；b）可以通过调节清水泵的流量和定量给料机的给料量来控制泥浆液的浓度，更有效的实现防灭火；c）所有工艺中除取料外，均在室内进行，对环境的保护较好。但是它的投资相比传统方式也大大提高。

（3）自动化粉煤灰灌浆防灭火系统

跟自动化黄泥灌浆系统不同，粉煤灰灌浆系统采用的灌浆原料是粉煤灰，主要来源于电厂废弃物。粉煤灰灌浆系统的工艺流程如图2所示。

它的主要工艺和自动化黄泥灌浆系统相比略有不同。由于粉煤灰密度较小，采取和黄泥灌浆系统同样的方式取料和送料会造成环境的严重污染，因此它用槽车将粉煤灰压进贮灰罐内，然后通过螺旋输送机将粉煤灰送至胶体制备机内，整个过程均密闭，以达到保护环境的目的。并且由于粉煤灰粒度极小，形成的浆液无需过滤，因此不需设置滤浆机。

这种系统能够利用工业废弃物来实现灌浆防灭火，并且所有工艺均密闭或者处于室内，与黄泥灌浆系统相比能够更好的保护环境。

3.小结

在几种常见的灌浆防灭火系统中，随着机械化程度的不断提高，传统方式的黄泥灌浆系统已经很少被使用。目前煤矿中主要使用自动化黄泥灌浆和自动化粉煤灰灌浆系统。相对而言，自动化粉煤灰灌浆系统在环境保护方面更好，但是贮灰罐等密闭要求较高的设备投资较高，并且受限于灌浆材料的来源。因此，自动化黄泥灌浆防灭火系统在煤矿中最为适用。

参考文献

[1] 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局主编.《煤矿安全规程》，2010.

[2] 中国煤炭建设协会主编.《煤炭矿井设计防火规范》GB51078-2015.

[3] 马衍颂，肖兴明.智能型黄泥灌浆给料系统设计.煤矿机械，2011，32（08）：150-151.