煤礦井下阻化劑防滅火設(shè)計(jì)

1、煤礦井下阻化劑防滅火設(shè)計(jì)一、概況本礦本年度主要開(kāi)采2#、9#煤層,井田內(nèi)布置一個(gè)2#煤普采工作面,一個(gè)9#煤綜采工作面。井田內(nèi)從未發(fā)生過(guò)煤層自燃現(xiàn)象。但是根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)本礦及鄰近礦井進(jìn)行鑒定的煤自燃傾向性資料,2#、9#煤層均有沒(méi)塵爆炸性和自燃發(fā)火傾向性, 2#、9#煤層均為容易自燃。加之本礦的開(kāi)采技術(shù)條件所以防滅火是礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。二、防滅火設(shè)計(jì)為了更好的預(yù)防發(fā)火事故,現(xiàn)制定礦井防滅火設(shè)計(jì)如下:結(jié)合以往礦井的使用阻化劑滅后的資料表明阻化劑滅火是一種很好的很好的抑制發(fā)火方法,具體設(shè)計(jì)如下。1、阻化劑選擇目前,用于煤礦防滅火的阻化劑主要有CaCl2、NaCl、Mg

2、Cl2以及水玻璃和生石灰等。從使用效果來(lái)看CaCl2、MgCl2最好。從使用經(jīng)濟(jì)效率來(lái)看MgCl2比較便宜,MgCl2為鹽的副產(chǎn)品,貨源相對(duì)充足,故設(shè)計(jì)確定阻化劑采用MgCl2,現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r靈活調(diào)整。2、噴灑壓注工藝系統(tǒng)工作面采空區(qū)阻化劑溶液防滅火有兩種方式,一是向采空區(qū)直接噴灑,二是采用高壓霧化器將溶液變成汽霧隨漏風(fēng)漂灑到采空區(qū)。前者缺點(diǎn)是消耗藥液量大、占用人力多、噴灑不均、效果差;但其優(yōu)點(diǎn)是不易對(duì)支架形成腐蝕。后者的藥量消耗少、霧化采空區(qū)的范圍大、管理簡(jiǎn)單、效果好,但阻化劑汽霧易漂到工作面支柱上對(duì)其有腐蝕作用,要求操作時(shí)及時(shí)擦凈支柱。經(jīng)綜合考慮后,設(shè)計(jì)確定采用阻化劑霧化方式。阻化劑防

3、滅火的霧化系統(tǒng),根據(jù)其貯液形式與阻化劑發(fā)射泵的位置,通常分為移動(dòng)式、半永久式和永久式三種,移動(dòng)式是把貯液箱與發(fā)射泵放在平板車(chē)上與工作面移動(dòng)變電站、泵站等設(shè)備組成列車(chē),隨工作面推進(jìn)向前移動(dòng);半永久式是將貯液箱及發(fā)射泵布置在工作面順槽口,用輸液管把藥液送到工作面,系統(tǒng)隨工作面搬家而移動(dòng)。永久式是在軌道大巷內(nèi)集中設(shè)一個(gè)貯液池和阻化劑發(fā)射泵站,通過(guò)管路將藥液輸送到工作面。設(shè)計(jì)結(jié)合井下輔助運(yùn)輸方式及回采工藝,確定為移動(dòng)式,即將藥液箱和發(fā)射泵放在平板車(chē)上,與工作面移動(dòng)變電站、泵站一塊布置,并隨工作面的推進(jìn)向前移動(dòng),排液干管采用高壓膠管到工作面。然后接三通和高壓膠管與霧化器相連接。本系統(tǒng)由貯液箱、吸液管、發(fā)

4、射泵、排液管、壓力表、閥門(mén)開(kāi)關(guān)、三通及霧化器和噴嘴組成。3、參數(shù)計(jì)算(1阻化劑溶液濃度阻化劑的使用濃度一般1020%就能滿(mǎn)足防滅火的要求。濃度超過(guò)20%時(shí)阻化率提高不大,而成本將大幅度增加,設(shè)計(jì)結(jié)合本礦井煤層特點(diǎn),初步確定選用15%的濃度,礦井根據(jù)實(shí)際使用效果,最后確定經(jīng)濟(jì)合理的濃度參數(shù)。(2阻化劑溶液用量原煤的吸藥液量與煤的粒度、阻化劑濃度、煤的物理性質(zhì)有關(guān)。煤的透氣性好、孔隙多、結(jié)構(gòu)松馳,吸液量就大,煤的粒度越小,吸液量越大。設(shè)計(jì)根據(jù)煤的物理性質(zhì)、工作面回采工藝,分別按工作面底板浮煤和頂煤計(jì)算溶液用量。工作面底板浮煤霧化量V1=K1K2LBh1A1/g式中:V1工作面底板浮煤霧化溶液量,m

5、3/dK1一次噴灑加量系數(shù),取1.2K2浮煤的密度,取0.9t/m3L工作面長(zhǎng)度,2煤工作面為85m,9煤工作面為170mB一次霧化寬度,2煤工作面取3.6m,9煤工作面取4.5mh1底板浮煤厚度,取0.2mA1原煤(浮煤對(duì)阻化劑溶液的吸取量,霧化時(shí)一般10 50kg/t,設(shè)計(jì)取30kg/t(0.03t/tg阻化劑溶液密度,取1.05m3/t經(jīng)計(jì)算,2煤工作面V1=1.89m3/d9煤工作面V1=4.72m3/d工作面頂煤霧化量V2=K3LBh2A2/g式中:V2工作面頂煤霧化溶液量,m3/dK3頂煤(原煤密度,2煤1.35t/m3,9煤1.4t/m3 L工作面長(zhǎng)度,2煤工作面為85m,9煤工

6、作面為170mH2未采出的頂煤厚度,取0.1mL、B、g符號(hào)意義同前A2頂煤的吸液量,取11kg/t(0.011t/t經(jīng)計(jì)算,2煤工作面V2=0.43m3/d9煤工作面V2=1.12m3/d工作面一次噴灑總量2煤工作面:V=2.32m3/d9煤工作面:V=5.84m3/d全礦噴灑總量即2煤和9煤工作面噴灑量的和,為8.16m3/d根據(jù)霧化工藝設(shè)計(jì),全礦每天均在準(zhǔn)備班霧化一次,當(dāng)采用溶液濃度為15%溶液時(shí),藥劑量為1.22m3/d,采用MgCl2時(shí)(鹵液中的結(jié)晶水含量一般為50%,故藥劑原料需2.44m3/d。4、切眼及收作線防火設(shè)計(jì)與措施1、切眼放頂前,必須對(duì)幫頂四周進(jìn)行阻化,第一次放頂后必須

7、對(duì)切眼向煤進(jìn)行噴灑阻化劑阻化;2、工作面工作時(shí),不得超采應(yīng)留煤柱。通風(fēng)部門(mén)對(duì)收作的工作面煤壁及老塘側(cè)噴灑阻化劑,巷道的幫頂打鉆注膠防滅火劑,及時(shí)編寫(xiě)收作后密閉安全技術(shù)措施,并及時(shí)審批實(shí)施,以前做好密閉材料的準(zhǔn)備工作,機(jī)電、生產(chǎn)單位把材料回凈,通風(fēng)工區(qū)迅速密閉,10天內(nèi)完成全部密閉工作。5、設(shè)備選擇根據(jù)阻化劑用量及開(kāi)采條件,設(shè)備選型如下:貯液箱:由鋼板焊成矩形箱體,容積3m3(可以3t固定礦車(chē)代之。發(fā)射泵:選用WJ24型噴霧泵,其壓力6.3MPa,流量320L/min。排液管:干管選用50.8mm高壓膠管,支管選用1625mm高壓軟膠管連接干管和霧化器或噴嘴,膠管壓力要求不小于7Mpa。三通:選用K型三通,分別與干管和支管配套。閥門(mén)開(kāi)關(guān):設(shè)計(jì)在干