矿井防火灌浆设计

中国矿业大学矿井火灾防治理论与技术课程设计姓名：学院：专业：学号：班级序号：指导教师：日期：目录前言--------------------------------------------------------------------------------31.防火灌浆设计依据及基础资料-------------------------------------------------41.1矿井概况---------------------------------------------------------------------41.2煤层赋存条件---------------------------------------------------------------51.3煤的碳化程度、煤岩成分、自燃倾向性及发火期-------------------51.3.1煤的碳化程度和煤岩成分---------------------------------------51.3.2自燃倾向性及发火期---------------------------------------------71.4开采条件、地温及瓦斯---------------------------------------------------71.4.1开采条件------------------------------------------------------------71.4.2地温------------------------------------------------------------------71.4.3瓦斯------------------------------------------------------------------81.5矿井开拓方式和采区采区通风------------------------------------------81.5.1矿井开拓方式------------------------------------------------------81.5.2开采情况------------------------------------------------------------81.5.3通风情况------------------------------------------------------------91.6灌浆站工作制度----------------------------------------------------------101.6.1日灌浆量和时灌浆量计算-------------------------------------102.防火灌浆系统与参数确定------------------------------------------------------122.1工作面概况----------------------------------------------------------------122.1.1工作面参数-------------------------------------------------------122.1.2防火灌浆设计基本参数----------------------------------------132.2灌浆系统确定-------------------------------------------------------------142.3灌浆材料的选择----------------------------------------------------------152.4地面制浆工艺流程-------------------------------------------------------162.5灌浆方法确定-------------------------------------------------------------172.5.1埋管灌浆----------------------------------------------------------172.5.2工作面洒浆-------------------------------------------------------192.6灌浆参数确定-------------------------------------------------------------193.灌浆量计算------------------------------------------------------------------------203.1灌浆用土量计算----------------------------------------------------------203.1.1按采空区灌浆量计算-------------------------------------------203.1.2按日灌浆量计算-------------------------------------------------203.1.3矿井日用土量----------------------------------------------------213.2灌浆用水量计算----------------------------------------------------------213.3灌浆量计算----------------------------------------------------------------213.3.1灌浆用水量-------------------------------------------------------213.3.2日灌浆量----------------------------------------------------------224.灌浆管道系统设计---------------------------------------------------------------224.1灌浆管道系统布置-------------------------------------------------------224.2输送倍线计算-------------------------------------------------------------234.3管径计算-------------------------------------------------------------------244.4管壁计算-------------------------------------------------------------------264.5管材确定-------------------------------------------------------------------265.水枪选择---------------------------------------------------------------------------276.泥浆泵选择------------------------------------------------------------------------297.灌浆站主要设施------------------------------------------------------------------317.1泥浆搅拌池及搅拌机----------------------------------------------------317.2储土场----------------------------------------------------------------------31前言矿井火灾是指发生在矿井地面或井下、威胁矿井生产安全、造成灾害的一切非控制燃烧。矿井火灾不容忽视，特别是煤炭的自燃情况，更加要引起各地各煤矿的高度关注。矿井火灾是煤矿主要灾害之一，火灾一旦发生，轻则影响生产，重者可能烧毁煤炭资源和矿井设备，更为严重者则可能引燃瓦斯煤尘爆炸或火烟毒化矿井，酿成人员伤亡的重大恶性事故。尽管当前矿井防灭火技术有了很大发展，但是仍然难以杜绝矿井火灾的发生，因此，必须作好矿井的防火灭火工作，以保证生产的安全进行。本课程设计是《矿井灾害防治理论与技术》的重要环节。通过本课程设计，使学生了解地下火灾的发生原因与发展过程、煤炭的自燃学说，自燃的原因及发展过程，掌握地下火灾的预测、预报及预防方法和措施等基本知识，培养学生具有地下火灾的监测、预报、预防与扑救及地下工程防灭火设计的能力。预防性灌浆的作用：预防性灌浆的作用有以下几点：（1）泥浆中的沉淀物将碎煤包裹起来，隔绝其与空气的接触；（2）沉淀物充填于浮煤和冒落的岩石缝隙之间，堵塞漏风通道，减少漏风；同时，灌浆可以加速形成再生顶板，从而有利于下部分层的开采；（3）泥浆对已经自热的煤炭有冷却散热作用。别外，浆液还可以增加煤的外在水分，减缓其氧化进程。防火灌浆设计1.防火灌浆设计依据及基础资料1.1矿井概况龙口矿业集团公司梁家煤矿设计生产能力180万t／a，位于山东省龙口市黄县煤田西北隅，井田范围由国土资源部以国地资矿通字20001130号文批复，由1-41号矿界坐标点顺序圈定，西至龙口渤海，北以1-10号矿界坐标点与梁家煤矿相邻，东北以10-17号矿界坐标点与桑园煤矿分界，至20号勘探线，南以F13、F14，F40，F43、F59，断层及煤2-800m等高线为界。井田面积：东西长约9-9.5km，南北宽约3-6.1km，面积约48km。烟(台)潍(坊)公路横贯井田中部，西南至潍坊167km，东至烟台1l4.5km，分别与胶济铁路、蓝烟铁路相接，可通达全国各地。井田西端龙口港可通烟台、天津、大连等城市，水陆交通十分便利。井田内为山前冲积平原，地形平坦，地面标高0～+27m，由西北向东南逐渐增高，地形的自然坡度一般为千分之三左右。梁家煤矿下第三系煤系地层总厚度为1095m，含煤地层平均总厚216m，含煤6层，即煤上2、煤上l、煤1、煤2、煤3，及煤4。纯煤平均总厚13.44m，含煤系数6.22％。可采纯煤总厚10.64m。本井田水文地质类型为简单型，区内地形平坦。第四系富水性强的砂砾层与含煤地层的水力联系微弱，主要由于煤系地层中的泥岩类地层隔水性较好。含煤地层中主要有八层含水层，分别为钙质泥岩、泥灰岩、泥岩与泥灰岩互层、煤1油2、煤2及其底板砂岩、煤3煤4间煤4、煤4下部砂砾岩。其中泥灰岩、煤1油2、煤2机器底板砂岩为本区对生产有直接影响的三层主要含水层，泥灰岩距煤1平均43.26米，为煤1的直接充水层。煤2上距泥灰岩约60米，在大中型断层的下盘开采煤2层，也将受泥灰岩水的威胁。煤1油2距煤2约13米，是煤2的直接充水层。根据黄县煤田资料，泥灰岩最大涌水量为150m3/h，煤l油2水的最大涌水量为300m3／h，煤2底板砂岩水的最大涌出量为51m3／h，这三层主要的含水层对主采煤层的回采造成直接的影响。本井田西临渤海，海中也有第四系的含水层和隔水层，第四系顶部为厚3.50-4.40m的淤泥，其下以粘土、砂质粘土为主，其次为粉砂岩，隔水性良好，因此海水不与煤系地层直接接触，不发生直接水力联系，海水与采煤关系不大。1.2煤层赋存条件井田内为山前冲积平原，地形平坦，地面标高0～+27m，由西北向东南逐渐增高，地形的自然坡度一般为千分之三左右。梁家煤矿下第三系煤系地层总厚度为1095m，含煤地层平均总厚216m，含煤地层含煤6层，即煤上2、煤上l、煤1、煤2、煤3，及煤4，属第三系煤系地层煤上2、煤上1、煤3不可采，煤2、煤