煤矿用防灭火液压泵站 BH 160 12.5G阻化泵
丰云雷+曹艳敏
摘 要：根据煤炭矿井设计防火规范，开采容易自燃煤层的矿井或采用放顶煤开采自燃煤层的矿井，必须建立以灌浆为主的两种及以上综合防灭火系统，并必须建立火灾监测系统。本文以济宁二号煤矿为例，重点分析并介绍灌浆系统和注氮系统的方法及计算。
关键词：自燃；井下防灭火；灌浆
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.070
根据中国矿业大学2014年11月编制的《东滩煤矿煤自燃倾向性鉴定报告》，矿井主采3上、3下和6煤煤层均为Ⅱ类自然发火煤层。《煤矿安全规程》（2016）第260条要求：开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须编制矿井防灭火专项设计，采取综合预防煤层自然发火的措施。
1 概况
矿井火灾按引火源的不同分为内因火灾和外因火灾。内因火灾又称自然发火，指煤炭等可燃物接触空气后，发生物理和化学变化产生热量而着火引发的火灾。外因火灾是由于外部热源如明火、放炮、瓦斯与煤尘爆炸、机械冲击与摩擦、电流短路、静电等引燃可燃物造成的火灾。
济宁二号煤矿十三采区位于该矿井的西南部，为矿井南翼-740m水平采区。该采区主要赋存3上、3下、6煤等3层煤，其中3上煤为主采煤层。经测定，本矿井属于低瓦斯矿井，井田内3上、3下和6煤煤层均为Ⅱ类自然发火煤层，各层煤煤尘均有爆炸危险性。以下详细介绍内因火灾防治的方法及具体实施。
2 采区注浆系统
井下灌浆方法主要有随采随灌和采后灌浆方法。随采随灌是灌浆与采煤工作面保持一定距离，随工作面的推进而灌注粉煤灰浆。采后灌浆就是在工作面采完封闭后灌浆。根据本矿井实际情况，主要采用埋管随采随灌和采后灌浆相结合的灌浆方法。
3 灌浆系统主要技术参数
3.1 工作面灌浆量计算
Qw=4545×100×0.15×（3+1）×0.9/（1.37×1.85×240×8）=51m3/h。
3.2 矿井制浆站能力校核
目前，工业场地灌浆站灌浆能力200 m?/h，十三采区生产时全矿井共布置3个采煤工作面，单个采煤工作面灌浆量51m3/h。矿井制浆站制浆能力能够满足目前矿井生产时灌浆需要。
3.3 输浆路线
地面制浆站→风井（DN200）→南翼回风大巷（DN150）→南翼回风下山（DN150） →南翼-740m水平回风大巷（DN150）→十三采区回风下山→采煤工作面辅运（胶带）顺槽→采煤工作面。
3.4 输浆倍线
灌浆困难时期，灌浆输送长度10100m，高差935m，输浆倍线11。满足灌浆要求。
3.5 输浆管管径内径选择
输浆管道管径内径选择不应大于临界直径，临界直径经过计算可得0.115m。
输浆管道采用无缝钢管，外径108mm，管壁厚度5mm。
3.6 地面灌浆站工作制度
目前地面注浆站的年工作日与矿井相同。日工作制采用2班注浆，每班注浆时间最大为4小时。
3.7 灌浆前疏水和灌浆后防止溃浆、透水措施
（1）灌浆前疏水措施。①回采工作面灌浆前疏水措施。1）在工作面下顺槽设有足够能力的排水设备，灌浆前应尽量保持灌浆区域基本无水，以保证灌浆质量。2）对于邻近有采空区的工作面，如采空区侧的巷道向工作面有水涌出，回采工作面灌浆前应从巷道打鉆孔到采空区疏水，同时加大下顺槽排水能力，灌浆前尽量保持灌浆区域基本无水，以保证灌浆质量。②采空区灌浆前疏水措施：开启采空区密闭墙的反水管或打钻孔到采空区疏水。
（2）灌浆后防止溃浆、透水措施。①回采工作面灌浆后防止溃浆、透水措施。在工作面下顺槽布置足够能力排水设备，加大排水能力。在工作面进回风顺槽每隔30m设一道防火墙，可以起到防止溃浆、透水作用。②采空区灌浆后防止溃浆、透水措施。在采空区密闭顶部，设置溢浆管，及时观测。严格按设计留足区段煤柱，防止采空区相邻掘进工作面发生溃浆、透水事故。
4 采区注氮系统
4.1 矿井制氮设备校核
地面压风机房装备一台注N2量为800m?/h注氮机。氮气出口压力0.1～0.7Mpa。
4.2 注氮管网布置
风井井筒注氮管路规格为DN200，南翼轨道大巷、南翼轨道下山、南翼-740m水平回风大巷注氮管路规格为DN150，十三采区回风下山注氮管路规格为D159×5mm无缝钢管。十三采区采煤工作面进风顺槽注氮管路规格为D108×4mm无缝钢管。
4.3 注氮管路验算
（1）注氮管路各段管径验算。根据经验公式每段管路的管径：
采区回风下山注氮管路通过的氮气量，d：分别为其对应的管路直径。
（2）十三采区注氮管路的压力损失。十三采区生产时最远用氮地点的压力总损失为0.108MPa，根据《MT-T 701-1997 煤矿用氮气防灭火技术规范》规定管路（钢管）末端的绝对压力不应低于0.2MPa，经计算，十三采区生产时最远用氮地点注氮管路出口的压力为0.5955MPa，满足注氮要求。
5 其它防灭火措施
（1）实施区域性均压通风，减少采空区漏风，加快采面推进速度，防止采空区自燃。
（2）采用凝胶堵漏技术、喷涂水泥砂浆堵漏技术等措施减少或杜绝向煤柱或采空区漏风，防止自燃。
（3）采取喷洒阻化剂等方式防治煤炭自燃等。endprint
