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类型粉煤灰胶结充填工作面老巷防火技术实践 -学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

  • 上传人:小刀
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    粉煤灰胶结充填工作面老巷防火技术实践 -学兔兔 www.xuetutu.com 粉煤 胶结 充填 工作面 防火 技术 实践 学兔兔 www xuetutu com
    资源描述:
    2010年第1期
    煤炭工程
    生产技术
    粉灰胶结充填工作面老巷
    防火技术实践
    黄玉诚,赵文平',刘永飞,邢宇龙1,李季,赵春景2
    (1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;
    2.开滦林南仓矿业分公可,河北唐山064106)
    摘要:结合粉煤灰胶结充填防灭火技术在林南仓矿1120工作面老巷的防火实践,阐述了
    粉煤灰胶结充填防灭火材料的组成及配比设计、充填工艺的实施及其技术经济效果。结果表明,
    材料的初凝时间为15~30min,抗压强度达到3.5MPa,膨胀系数30%;充填体对老港的密闭性
    能良好
    关键词:粉煤灰;充填防灭火;老巷
    中图分类号:TD75文献标识码:B文章编号:1671-0959(2010)11-0055-02
    矿井火灾是煤矿安全生产中一大自然灾害。在火灾事率约30%的膨胀充填料。具体的配比及性能参数分别见表
    故中,外源火灾所占的比重较小,而大量的火灾事故还是1、表2。
    自然发火引起的-2。林南仓矿位于河北省玉田县林南仓
    表1两种配比的充填材料各组分参数
    镇附近,矿井现开采煤层11、12,均属易自然发火煤层
    其发火期较短,11煤层为1.5个月,12煤层为2个月。目
    配比胶灰比
    膨胀浓度KDB固水粉媟灰
    率/%/%化剂/kg
    /kg
    前1120工作面正准备生产,工作面上部有三条老巷,其时
    间久远,易于发火。为保障工作面的开采安全,确定对工
    600
    作面上部老巷采用粉煤灰胶结充填防灭火技术进行充填防
    火处理
    表2两种配比的充填材料强度及膨胀性能
    粉媟灰胶结充填防灭火材料的组成及配比
    配比膨胀率初凝时间
    抗压强度/MPa
    %
    mii
    1.1充填材料的组成
    2.11
    充填材料主要由KDB高效固化剂、充填骨料,按适当
    30
    0.52
    0.81
    1.06
    的比例构成。这种固化剂为无机材料,无毒、无害、不自
    燃、腐蚀性小。充填骨料采用当地的电厂粉煤灰,既可降2充填工艺系统
    低成本,又实现废弃物资源化利用。
    实际应用中,按一定的比例将水、KDB高效固化剂和2.1充填系统布置
    粉煤灰先后加入搅拌容器,混合料浆搅拌均匀后,通过管
    粉煤灰防灭火技术采用泵送充填工艺,主要的设备是
    路泵送至充地点,在较短的时间内凝结固化成充填体。充填泵和搅拌机。搅拌机是用来搅拌充填料浆的,经搅拌
    而且,可以根据工程需要,料浆在凝固前能够膨胀,膨胀机搅拌均匀后的浆液由充填泵经管路输送到充填地点。
    现象一般发生在浆液均匀混合后的10~30min,膨胀系数可1120工作面井下充填系统布置如图1所示。
    在0~100%的范围内调制。
    2.2设备选型
    1.2充填材料的配比设计
    充填工艺系统的主要技术要求:充填能力Q=6m3/h,
    通过实验室抗压强度和流动性的优化配比试验,并根充填最大距离L=100m。在Q=6m/h的条件下,采用管内
    据充填地点的技术要求,确定采用下列两种充填料配比:径D=50m的管道,管输阻力系数较小,并且料浆流速v
    ①胶灰比(KDB固化剂与粉煤灰的质量比)为1:3,浓度约=0.85/s,不易发生料浆在管路中的沉底现象。因此,适
    57%的高强度充填料;②胶灰比为1:3,浓度55%,膨胀宜采用管内径D=50mm的管道。
    收稿日期:2010-07-19
    作者简介;黄玉诚(1966-),男,交徽巢湖人,教授,现在中国矿业大学(北京)从事充填采矿和井下防灭火技术的
    教学与研究工作。
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    生产技术
    煤炭工程
    2010年第11期
    比(2)。
    老巷
    为了实现泵送充填,先后在合适的位置向三条老巷打
    钻孔6个,钻孔直径50m。充填作业中,按照设计的配比
    作面何风巷
    老巷
    和操作流程,采用连续式泵送充填工艺,共向三条老巷充
    搅拌机充填寀填管路
    填约300m2体积的充填料浆
    切眼
    1120工作面
    3技术经济效果
    工作面运输巷
    根据现场实测,三条老巷中的充填体密闭性能良好,
    充填后老巷无漏风、串风现象,取得了预期的效果。
    图1充填系统井下平面布置示意图
    1)充填材料的力学指标达到技术要求。现场取样的试
    通过流变实验分析,得到两种配比的料浆管输摩阻系块,初凝时间约为15~30min,单轴抗压强度达到3.5MPa,
    数分别为7.1kPa/m和5.6kPa/m。因此,充填系统最大工
    材料膨胀系数为30
    作压力计算如下:
    2)充填密闭墙的效果密闭良好。新型材料搅拌后浓度
    不到60%。浆液进入充填空间后,所到之处包括四周煤岩
    P=h,+ら+h1+h2=バ+0.15f+△Fpg+h2
    =1.15×100×7.1×103+0.1x10°
    裂隙自动藻入充实,再加上顶部充满后还要膨胀,构筑的
    充填体与巷道周边紧密接触,形成一个整体性很好的密闭
    =0.92×10
    体。
    =0. 92MPA
    3)泵送充填系统的运行效果。设计选用的泵送充填系
    式中一管道的沿程阻力,Pa
    统简单,易于安装、操作和搬运,能实现机械化连续作业,
    九一管道的局部阻力,Pa
    充填速度快、效率高,劳动强度低。
    h一一管道进出口高差压头损失,Pa
    采用该技术的充填密闭成本约520元/m3。与有机材料
    h一剩余压头,取0.1MPa;
    高达1500元/m3左右的充填密闭成本相比,采用该技术
    Lー一管路总长,L=100m;
    f一管道的摩阻系数,Pau/m
    进行充填密闭防灭火每立方米可节省费用近千元。
    △F—充填泵进浆口和管路出浆口的垂直高差,设4结语
    △=0
    p一料浆密度,P=1400kg/m
    1)粉煤灰胶结充填防灭火技术采用泵送充填,实现机
    因此,对于管内径D=50mn的输送管道,充填系统的械化作业,不仅极大地提高了作业效率,而且降低了工人
    最大工作压力为0.92MPa。
    的劳动强度。
    根据以上研究结果,并结合现场的实际情况,对充填
    )充填作业可以远距离操作,可以降低施工地点的不
    设备进行具体的配置和选型
    安全隐患对作业人员的生命威胁,改善了井下的作业环境
    1)充填泵的选型。充填制备站到充填地点的距离较
    3)充填体浇注而成,不仅整体性强、抗压性能好,而
    近,为便于设备的移动,采用了额定流量为6m/h、扬程且充填体具有膨胀性,对老巷空区的密闭效果好,改善了
    为1.2MPa的1-1B2泥浆泵,电机功率5.5kW。
    井下的安全状况。
    2)搅拌机的选型。搅拌桶桶高1.2m,内径0.9m,有参考文献
    效容积0.7m3。搅拌机的电机功率1.5kW
    2.3充填工艺实施
    1]中国煤炭工业劳动保护科学技术学会.矿井火灾防治技术
    在图1中,E作面上部的3条老巷总长度约为280m。
    [M].北京:煤炭工业出版社,2007
    为了避免1120工作面推进时新鲜风流进入老巷1、2、3,
    2]刘伟,郭鹿林,刘立春,等,矿井火灾的危害及预防揩施
    J].煤矿安全,2008,(7):48~50.
    影响工作面的安全生产,必须预先对老巷1、2、3进行密
    「3]杨海
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