新峪煤矿防灭火系统改进方案(改4)(1)

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1、利用稠化泥浆防治采空区煤炭自燃技术方案课题组汾西新峪煤业有限责任公司华北科技学院二○一○年五月二十三日10前　言煤炭自燃是煤矿严重的灾害之一，随着我国经济发展对煤炭需求量的持续增长和煤炭基地向中西部转移，有煤炭自燃倾向性的煤矿将由目前的50%增长到70%以上。近年来随着开采深度和强度的增大，煤自燃火灾的发生越来越频繁，煤层发生自燃时，在高温下分解及氧化释放出大量有毒有害气体；同时高温促使煤层中所含瓦斯释放，有可能引起瓦斯爆炸。煤炭自燃一般来说,煤炭自燃必须具备以下三个条件:(1)煤本身具有自燃倾向性;(2)有

2、连续的供氧条件;(3)热量易于积聚。第一条为煤的内部特征,取决于成煤物质和成煤条件,后两条为外因,取决于矿井的地质条件和开采技术条件。因此煤自燃有极大的危害性，必须提前预防和快速、彻底地扑灭火灾。灌浆防灭火原理：灌浆防灭火就是将不燃性固体材料按一定比例与水配合制成浆体,然后利用高度差或泥浆泵送至可能发生自燃的地点,浆体中的固体物沉淀下来,水则流到巷道中排出。浆体防灭火的原理是:(1)浆体能够将碎煤包裹起来,隔绝它与空气的接触;(2)浆体若选择为黄泥浆,其中某些化合物能够破坏反应;(3)固体物充填于浮煤和冒落的

3、矸石缝隙之间形成再生顶板,从而增加严密性,减少漏风;(4)对已自热的煤炭有冷却作用。本项目所制备的稠化泥浆具有良好的流变性，在管道中要比纯泥浆的流动阻力小不易沉淀；具有优异的空气阻隔性能，能够有效的阻隔煤与氧的接触；泥浆中的水份能够浸润煤体，吸热冷却煤岩；稠化泥浆的添加剂对高硫煤有很高的阻化率。因此稠化泥浆具有很好的防火和灭火作用。这种稠化泥浆不产生任何有害、有害气体，且成本低廉，施工简单。该稠化泥浆技术的成功研发，为高硫煤矿的防灭火提供了新的思路，具有重要的推广应用前景。10汾西矿业集团新峪煤矿利用稠化泥浆

4、防治采空区煤炭自燃技术方案一、5110工作面工作面概况5110工作面主采10#、11#煤层，地面标高＋874m～＋1007m，工作面标高＋751m～＋777m。工作面东为5112采空区，南为五采区大巷，西为5308采空区，北为井田边界。工作面走向长900m，倾斜长148m,面积133200m2；煤层厚度7.37m，倾角7°，容重1.37t/m3，工业储量1344907t，可采储量1117767t。煤层直接顶为泥岩，厚度0.6m；老顶为石灰岩，厚度7.73m；直接底为铝质泥岩，厚度1.6m；老底为砂质泥岩，厚度

5、3.23m。工作面总体走势北高南低，受褶皱构造影响，巷道呈波浪状起伏状态，在切眼内距材巷27m处有一落差为0.6m的正断层。该工作面煤层易自燃，最短发火期6个月。2008年12月掘进材料巷时遇到胡家窑小煤窑巷道，后退55m，打了三道密闭后拐开切眼；5110工作面主采10#、11#煤层与上部采空区距离很近，约5m左右,而且上部采空区与浅部小煤窑连通情况不够清楚,预计开采后将导致该工作面采空区漏风严重，并且漏风难以控制，采空区煤炭发生自燃的危险性大大增加，成为该工作面安全生产面临的首要问题。该工作面相对瓦斯涌出量

6、0.50m3/t，绝对涌出量0.489m3/min，煤尘有爆炸危险，爆炸指数20%。二、现有黄泥灌浆防灭火系统的优缺点新峪煤矿结合本地实际情况，因地制宜采用了灌浆系统防灭火。灌浆防灭火技术在我国有自然发火危险的矿井中用的较普遍，也取得了良好的效果，成为与井下预防内因火灾的主要措施之一。泥浆能够吸热降温，对煤体还有包裹作用，能够达到隔绝氧的目的，对于采空区的防灭火效果显著。但是由于井下自燃火灾有时处于工作面或巷道顶部的比较高的部位，而且工作面后方采空区内也有较大的坡度，10用水或泥浆灭火时不能滞留在发火部位，流

7、过发火部位后仅使煤表面温度得到降低，煤体内部温度仍然很高。水的冲刷将煤体表面的灰分带走，又露出新的煤体表面；水的剧烈蒸发增加了煤的孔隙率，使漏风通道更加畅通。水对煤的自燃还有一定的促进作用，在高温600℃时水会分解成H2、O2参与燃烧反应，还会产生大量水煤气，造成水煤气爆炸。而且黄泥灌浆系统会消耗大量黄土，泥浆在管道中摩擦阻力大，易沉淀，泥浆到达采空区后脱水量较大，会恶化工作环境。针对新峪煤矿防灭火系统现状和该矿为高硫矿这一特点，拟采用向泥浆中加入适量增稠剂——吸水性材料的方法来提高防灭火效果。稠化浆体对管壁

8、的磨损小，能实现远距离输送，不易脱水，能有效的覆盖煤层，防止煤的氧化，从而有效地防治煤炭自然着火，其制备方法简单，成本低廉，集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于一体，稠化泥浆在常温下脱水很慢、不变质，可长期保存在煤层中，较好地解决了灌浆、注水的水泄漏流失问题及时间一长水泥脱水干裂的问题。稠化泥浆不会产生大量水蒸气，不存在水煤气爆炸和瓦斯爆炸等危险，有效防止煤层自然发火或火区复燃。其灭火速度快，高温区只