远距离注泥浆系统在矿井防灭火中的应用

远距离注泥浆系统在矿井防灭火中的应用沈阳煤业集团公司清水二井煤矿远距离注泥浆系统在矿井防灭火中的应用高成党、吴北宁、陈兆虎（沈阳煤业集团公司 清水二井煤矿）摘 要：清水二井煤矿南二采区05号采煤工作面，为易自燃煤层综采放顶煤工作面。近年来，综采放顶煤技术的推广和应用，对实现矿井高产高效起到重要作用，取得了良好的经济效益。但是，由于综放面采空区冒落空间大，漏风严重，使得采空区残留煤的自燃危险性增强，严重威胁着综放面的安全生产。远距离注泥浆系统在矿井防灭火中则起到了重要作用。关键词：易自燃煤层；自燃危险性；远距离注泥浆系统一、地质概况1、开采煤层煤的自燃倾向性鉴定根据辽宁省煤炭工业管理局（辽煤生产2010348号）瓦斯鉴定文件的批复及开采甲2煤层的自燃倾向性试验，委托煤科研究总院抚顺分院鉴定情况结果见表：自燃倾向性鉴定表 煤层名称分析项目自燃倾向性检验检验结果水份（%）Mad灰份（%）Aad挥发份Vdaf全硫%（St.d）真密度TRDg/cm3吸氧量ml/g.干煤自燃倾向等级甲2煤层10.646.5044.321.390.72类容易自燃清水煤矿煤层倾向为类极易自燃煤层，发火期13个月，最短24天。为了有效防治综放面采空区残留煤发生自然发火，采用远距离注泥浆系统对采空区两端头的大量残留煤进行注泥浆封堵，防治漏风，是处理采空区自燃隐患的最可行、最有效、最经济的措施。2、工作面概况南二采区05号综放工作面（简称:05号综放面），采用走向长壁后退式综合机械化全部垮落法放顶煤开采。位于南二采区皮带道及南二采区04号综放工作面的西部。05号综放面东以停采线为界，北以回顺为界，南以运顺为界，西以开切眼为界。运顺、回顺切眼周围为原始煤层。工作面倾斜长为100米，走向长为760米，总可采面积71556。该采面地质构造复杂，断层较多，由于工作面走向较长，使该采面在顺槽掘进到工作面回采期间，始终存在自然发火隐患。二、注浆防火机理把MA矿用防灭火剂和水与白泥混合、搅拌，比例为1:100：50，配制成一定浓度的阻化泥浆。一桶白泥浆150kg，加入MA矿用防火剂1kg，采用高压注浆泵把泥浆通过输浆管路注入或喷洒在采空区里，集阻燃、阻氧化、防灭火于一体，保水时间长，可耐800的高温，达到采面防火和灭火的目的。注浆防灭火的作用为：充填煤岩裂隙及其孔隙的表面，增大氧气扩散的阻力，减小煤与氧的接触和反应面积；浆水浸润煤体，增加煤的外在水份，吸热冷却煤岩；加速采空区冒落煤岩的胶结，增加采空区的气密性；抑制煤在低温时的氧化速度，延长自然发火期。搅拌配置后的泥浆，防火时能够侵入到煤的层理、节理和细小的裂隙中，在煤的表面形成稳定的抗氧化含水膜，可充分包裹煤炭颗粒，隔绝与氧气的接触，从而进一步提高防火功效，并具有失水再生能力。对保证矿井安全生产起着重要的作用。三、远距离注泥浆系统 远距离注泥浆系统由制浆、输浆和注浆三部分组成。 （一）浆液的制备 1、浆液性能。对浆液性能的基本要求是：浓度适当，渗透能力强。2、浆材的选取。浆材必须满足下列基本要求：（1）不含或少含可燃和自燃物质。（2）不含催化物质，（3）粒度一般不大于2mm，而且细小颗粒应占大部分。 、制做浆液的工艺 制做风动泥浆搅拌机，浆材不需浸泡，可直接搅拌使用。搅拌后的泥浆进入储浆池，泥浆在引入注浆管前，设两层过滤筛子，注浆时应及时清除筛前的碴料。 （二）浆液的输送在采用高压注浆泵前，用漏斗式低压注浆泵，压力低，输送距离短，只能安装在距注浆点50m范围内，频繁挪设注浆泵，劳动量大，与采面生产相互影响，运送白泥距离远，很难保证注浆量。效率低、防火效果差。现在采面回顺口安装2台高压注浆泵，管路铺至工作面上下口，单个输浆管路距离在500米左右。以1000米的顺槽计，采完一个采面，安装2次注浆泵就能满足要求，注浆泵采用双液调速高压注浆泵，型号为2TGZ-60/210型。吸浆管采用30mm1500mm胶管；注浆高压管采用20mm。注浆压力：620Mpa，注浆时间根据现场实际情况确定。经实践大大提高了注浆效率和防火效果。为安全回采提供保障。 （三）注浆防火方法 按与回采的关系分：采前预注、随采随注、采后封闭注浆三种。 1、采前预注：在两顺掘进期间采用锚网、锚索、喷浆联合支护方式，喷浆的目的主要是隔绝空气与煤体的接触，降低煤炭氧化速度。对巷道掘进过程中出现的高顶，进行预埋铁管注泥浆充填料等。当顺槽掘进完成后，受压力影响，巷道会出现裂缝，喷浆脱落等现象，这时及时重新打孔，补注泥浆充填。对开切眼顶板离层、漏顶地点及时打眼将顶板空间及裂隙充填泥浆。这种注浆方法适用于开采易自燃特厚煤层。 2、随采随注：随工作面回采向采空区注泥浆。随采随注采用埋管注浆、插管注浆、洒浆、打钻注浆等多种方法。每个原班及时对上、下尾巷放下的浮煤清净运走，并注泥浆将煤炭包裹，防止氧化。每7天对上、下尾巷进行封堵1次，主要是注泥浆，防止向空区漏风。（附图） 3、采后注浆：利用钻孔向工作面后部采空区内注浆，再喷浆堵漏。运输顺槽和回风顺槽进行封闭喷浆，减少停采线附近两巷的漏风。对两端头的大量残留煤注泥浆进行封堵，防止漏风。采空区封闭后，在密闭墙内插管注浆，防止停采线残留煤自燃。 四 结束语（一）针对综放工作面存在的自燃隐患，在回采之前预注泥浆，防止隐患点由于回采产生的条件变化引发自燃火灾，进而影响工作面的安全回采。（二）随采随注，分析可能存在的自燃隐患地点，从而制定多种注浆方法的治理措施。（三）工作面停采后，对停采线及密闭多次大量注浆，实现对自燃隐患的可靠控制。（四）采用新设备、新技术对综放面采空区大量进行注泥浆充填和封堵，是处理采空区自燃隐患的最可行、最有效、最经济的措施。