黄泥注浆防灭火操作简单，使用方便，劳动强度和材料成本低，通过黄泥注浆可以有效遏制采空区内温度升高，消除火灾隐患，为工作面安全回采创造了良好条件。本文主要介绍煤矿采空区黄泥注浆站防灭火技术方案。

采空区黄泥注浆站防灭火机理

黄泥注浆就是将水、浆材按适当比例,制成一定浓度的浆液,借助输浆管路送往可能发生自燃的采空区,以防止自燃火灾的发生。预防性注浆可起到隔离氧气、散热的作用。浆液流入采空区之后,固体物沉淀,充填于浮煤缝隙之间,形成隔绝风流的隔离带。有的还可能包裹浮煤隔绝其与空气的接触,防止浮煤氧化。浆液所到之处,可增加煤的外在水分抑制自然氧化过程的发展。同时,对已经自热的煤炭有冷却散热的作用。

黄泥注浆参数选择

(1)注浆孔参数。根据地质资料分析,为有效快速达到预防效果,首先在282286抽放孔中间施工1·注浆孔,然后在1孔以外(向右)1.2m处施工35注浆孔,钻孔完成后,对1°、35"开始注浆;与此同时,在1·注浆孔以里(向左)1.2m处施工24、6注浆孔,6孔向里依次为8、10、12、14孔,5孔向外依次为7°、9、11、13°、15°孔。钻孔全部施工至采空区内,总体趋势为1孔向外注浆孔倾角小、深度也小;1孔向里注浆孔倾角大深度也大(由煤层倾角决定)。

黄泥注浆孔设计图

(2)泥浆水土比例。制作泥浆时,土与水的比例是一个重要参数,土水比越大,泥浆浓度越大,泥浆的黏度、稳定性与致密性也越高,包裹隔离的效果也越好。但是当土水比过大时,则流散范围小,注浆管路与钻孔易堵塞。土水比过小时,则耗水量大,矿井涌水量增加,容易出现跑浆现象。通常是根据泥浆的输送距离、注浆方法、注浆季节确定水土比例。输送距离近,煤层倾角大和夏季时,土水比可大些般取1:2~1:5。

黄泥灌浆用土量的测定

预防性灌浆用土量主要取决于灌浆区形状、灌浆区的容积、采煤方法等因素,其标准是充填满灌浆区为止。灌浆用土量Q,可按式(1)计算:

Q,=K·m·L·H·C

式中,m为煤层开采厚度,m;L为灌浆区的走向长度,m;H为灌浆区的倾斜长度,m;C为煤炭采出率,%;K为灌浆系数,即泥浆的固定材料体积与需灌浆的采空区空间容积之比。在K值中考虑了冒落岩石的松散系数、泥浆收缩系数和跑浆系数等综合影响,由现场情况决定,根据11308现场注浆时的情况,注浆系数取0.01。

黄泥灌浆用水量计算

用水量可按式(2)计算:Q=K,s·Q·

式中,K为冲洗管路用水量的备用系数,一般取1.00~1.25,大平矿取1;Q,为灌浆区用土量;&为水土比,一般取2~5,11308工作面采空区注浆时水土比取2。

封孔施工

钻孔施工完毕后,用聚氨酯加②50mm套管完成封孔工作,套管下入孔内不低于6m,封孔长度不低于5m,封孔完成后,为确保封孔质量,要间隔8h以上才能注浆。套管末端加装高压接头与注浆泵高压管连接,连接完成后即可注浆。施工队负责将黄土运到注浆机前,要求黄土必须进行筛选,颗料直径不得大于3mm,黄土内不应掺杂物,防止管路堵塞。为减少工序和清洗管路次数,每3个孔为1组,即:每施工3个孔并完成封孔后,安排人员对该组3个孔依次注浆,这样,减少了清洗和调试过程,使整个工序衔接得更加紧密,争取了有效注浆时间。