MDZ-60型地面固定式灌浆注胶防灭火系统(标准)设计解析

MDZ-60地面固定式灌浆注胶防灭火系统设计方案科技大学矿山应用技术研究所胶防灭火系统设计方案黄泥灌浆是煤矿最主要的防灭火手段之一，其原理是泥浆中的水份吸收大量在发现煤层自燃高温点时，采用常规的注水、灌浆和喷阻化剂时，由于重力作用，浆液流往低处，不能在高处积存、渗流范围很小，难以扑灭高处大面积火源；层自燃火势发展，恶化工作环境，并有产生水煤汽爆炸的危险。采用注氮、注惰性胶体防灭火技术集堵漏、降温于一体，防灭火效果佳，已成为煤层自燃火灾治1)“凝胶”是以硅胶为主体，由基料(水玻璃)、促凝剂(碳酸氢钠)、增强剂(黄土或粉煤灰等)和水按比例混合而成。FCJ例混合而成。2)粉煤灰或黄土作为主要充填物，起到充填浮煤孔隙，包裹煤体，隔绝煤氧接1)固水降温性：胶体中90%以上是水，易于流动的水被固结起来，充分发挥水3)阻化性：促凝剂和基料本身都是阻化剂，两者反应生成的材料也是阻化剂，5)充填性能：增强剂(黄土、粉煤灰等)用量增加，胶体耐压性增强，高浓度7)有效期：正常情况下(T<28℃，湿度>90%)，胶体可长期保存在煤层中(现场实测十三个月仍完好)，防止煤层自然发火或火区复燃。了(稠化胶体)悬浮剂、(复合胶体)胶凝剂、(高分子胶体)灭火剂等一系列新型1)灭火速度快：由于胶体独特的灭火性能,其灭火速度很快,通常巷道小范围的。及●指定地点停留，充分发挥胶体的降温和堵漏风作用；●有粘弹性，可对移架造成的新裂隙进行二次封堵。●堵塞煤层缝隙，包裹险。3)火区启封时间短：注胶灭火工程实施完，即可启封火区。4)火区复燃性低：高温区内只要有胶体渗透到的地点都不会复燃。胶体固水；降温；堵漏；阻化；充填；性能有效期长；成胶时间可控；灭火安全；速度快(高分子胶体)(复合胶体)●使稀泥浆达到稠泥浆●解决浆液管路输送过在灭火地点附近，通过矿用移动式防灭火注浆装置，将其与水混合后在注浆点附近，通过矿用移动式防灭火注浆装置将其加巷邦及巷道顶；用水灭火胶体灭火胶体防灭火系统类型主要分为：地面固定式；地面移动式；井下移动式三种，这些系统使用所须的条件及其应用时的优缺点如下表。注胶防灭火系统MDZ-60工艺胶体外加剂按比例混合好地面移动式注胶防灭火系统MYZ-30过管道输送至井下移动式注胶防灭火系统通过管道输送至防灭火后，通过灌浆管路输送至井地面注胶灭火钻孔内或井下流程下防灭火地点；优点控制范围广；井下材料运输量极小；利用ZHJ-5/1.8G矿用移动式防灭火注浆装置，将FCJ12胶凝剂等材料按比例移动灵活，适应性强；动地改变；比例加入浆管内与浆液混合后，注入防灭火区系统定量送料机、胶体制备机、主要滤浆机、渣浆泵、排污泵、设备监控系统、矿用移动式防灭、悬浮剂添加机、功能三：灌注复合胶体。在注浆地点附近，使用“ZHJ-5/1.8G(N)矿用移动式JMDZ火系统由浆料储存场地、浆料输送、连续式定量制推推土机(装载机、汽车)定量送料机或输送机皮带输送机清水泵胶体制备机渣浆泵灌浆管路下灌浆注胶地点矿用移动式防灭火注浆装置储土场滤浆机胶凝剂悬浮剂缓冲池面水图1地面固定式灌浆注胶防灭火系统流程框图胶胶体制备机缓冲池滤浆机用移动式防灭火注浆装置定量送料机皮带输送机汽车、装载机、推土机图2地面固定式灌浆注胶防灭火系统工艺流程图本系统主要设备、仪表、控制柜等都应以固定形式安装在注浆站内，注浆站应建有一定面积的厂房，主要制、滤浆设备及控制系统等需安装于厂房内。所使用的防灭火材料也应放置于厂房内，制浆原料等置于厂房外，但应有雨蓬防雨。从灌浆站至井下的灌浆管路最好通过钻孔进行连接。“矿用移动式防灭火注浆装置”置于井下靠近灌浆点附近(不超出150m)做为胶凝剂的添加设备，也可做为突发火区和小范围高温点的前期控制和灭火装备。材料的运输及贮存：制浆料(黄土、粉煤灰)由采土场(尽可能过筛或使用较好的黄土(粉煤灰))用货车运至运至灌浆站土场(可提前贮存一定量，约500方)，用推土机或铲车将黄土(粉煤灰)装入胶体制备机的主料箱内。基料(水玻璃)可使用罐车(每车5~10方不等)运至灌浆站并放入基料池(基料池内严禁有水或进胶凝剂在注胶时由井下操作工人从地面运至井下使用地点(每班使用量很少)。要求的地方。现以宁煤集团羊场湾煤矿为例，见图3。图3地面固定式灌浆注胶防灭火系统平面布置示意图供水：附近有稳定流量(大于50m3/h)的供水水源，如：高位水仓、稳定水原井、河流边、井下返水点等附近。如果灌浆站位置不能满足这些条件则需在灌浆站。交通运输：灌浆站应建设在交通便利、场地较为宽阔的地方，以保证设备、人灌浆倍线：灌浆倍线是指灌浆管路出、入口之间的灌浆管路长度与垂直高差的垂直高度。当使用较长地面管路时应充分考滤地形条件对管路产生的影响而选用合理的设备进行输送。a.打开供水阀门，根据计划注浆的流量和浓度调整水量,给胶体制备机与滤浆b.使用装载机(推土机)把黄土(粉煤灰)从土场加入到定量送料机料箱内；c.定量送料机会按已设定的输送量把黄土(粉煤灰)均匀送上皮带输送机；d.皮带输送机把黄土(粉煤灰)转运至胶体制备机上料架；e.水与黄土(粉煤灰)均由上料架的导料漏斗处进入胶体制备机，胶体制备机把水与黄土(粉煤灰)混合、搅拌均匀制成浆液，并将浆液中大于15mm的g.缓冲池内浆液由渣浆泵(泥浆泵)送至井下注胶地点起到灭火的功效(灌浆缓冲池出口管路直接自流入钻孔)。b.使用装载机(推土机)把黄土(粉煤灰)从土场加入到定量送料机料箱内；c.定量送料机会按已设定的输送量把黄土(粉煤灰)均匀送上皮带输送机；d.皮带输送机把黄土(粉煤灰)转运至胶体制备机上料架；e.水与黄土(粉煤灰)均由上料架的导料漏斗处进入胶体制备机，胶体制备机把水与黄土(粉煤灰)混合、搅拌均匀制成浆液，并将浆液中大于15mm的颗粒通过刮渣板刮出，在胶体制备机出口管上方的悬浮剂添加装置内加入悬浮通过出浆管自流进入滤浆机；f.滤浆机将浆液与悬浮剂搅拌混合形成稠化胶体浆液，并将浆液中大于8mm的颗粒过滤后通过刮渣板刮出，以免其在输浆管路中沉淀堵塞；其余合格浆液g.缓冲池内稠化胶体浆液由渣浆泵(泥浆泵)送至井下注胶地点起到灭火的功效(灌浆站附近有钻孔可不使用泵送，由缓冲池出口管路直接自流入钻孔)。b.使用装载机(推土机)把黄土(粉煤灰)从土场加入到定量送料机料箱内；c.定量送料机会按已设定的输送量把黄土(粉煤灰)均匀送上皮带输送机；d.皮带输送机把黄土(粉煤灰)转运至胶体制备机上料架；e.水与黄土(粉煤灰)均由上料架的导料漏斗处进入胶体制备机，胶体制备机把水与黄土(粉煤灰)混合、搅拌均匀制成浆液，并将浆液中大于15mm的颗粒通过刮渣板刮出，在胶体制备机出口管上方的悬浮剂添加装置内加入悬浮出浆管自流进入滤浆机；f.滤浆机将浆液与悬浮剂搅拌混合形成稠化胶体浆液，并将浆液中大于8mm的颗粒过滤后通过刮渣板刮出，以免其在输浆管路中沉淀堵塞；其余合格浆液通过出浆管自流进入缓冲池；g.缓冲池内稠化胶体浆液由渣浆泵(泥浆泵)送至井下注胶地点(灌浆站附近有钻孔可不使用泵送，由缓冲池出口管路直接自流入钻孔)。装置”按比例要求向注浆管路内注入胶凝剂，胶凝剂会使浆液在一定时间内 做用下通过裂隙缓慢移动，失去部分水后完全失去流动性，从而起到更好的“高分子胶体灭火剂”加入设备胶凝剂料箱，按使用现场的要求调节“高分子胶体灭火剂”的加入量，水和高分子胶体灭火剂混合制成高分子胶体后压注入火区起到2)动力：系统设备总功率110kw；4)水灰比：3~1:1；7)悬浮剂使用量：＞0.1%(稠化胶体)；8)胶凝剂使用量：＞0.06%(复合胶体)；9)灭火剂使用量：＞0.8%(高分子胶体)。1)定量送料机功能：将黄土(粉煤灰)等制浆料按设定量均匀送到输送机上。2)皮带输送机(配电子皮带秤)皮带尾架配有拉紧装置，室外部分必须设置防雨设施功能：将黄土(粉煤灰)等制浆料送至胶体制备机内。3