采空区灌浆综合防灭火设计与应用

在 １ ２ 煤层火区灌浆时 ， 必须有火 区两侧边 界 向火 源 中心 依次灌 浆 ， 上一孔达到灌浆 量时方 可进行 下一 孔灌浆 ； 严 禁先 灌注火 源中心孔 。其他层 位在 确定无 火灾 时可不分 先后顺 序 进行灌 浆。在灌浆灭火 时 ， 要配专 人 随时检测 采空 区的温度 、
巷、 １ ４ 层 总 回风 巷 敷 设 干 管 与 集 中灌 浆 孔 套 管 相 连 ， 采 空 区 注浆支管与干管相连。
盘区的有害气体浓度均呈 现阶梯状形 ， 因此可 以判断 出火灾很 可能发生在 １ ２ 层８ ５ ０ ３或 ８ ５ ０ １面附近。 ’ 为了给灭火工作提供科 学依据 ， 探 明火 区位置和范围 ， 利用 Ｃ Ｙ Ｔ探测方法进行了火源探测 。探测区域 面积 约为 ４ １ ２ ５ ０ ｍ ２ ，
密闭加 固堵漏工程完工后 ， 先进行 ｌ ２ 煤层火区的灭火 工程 ， 再 在 １ ４ 煤层 、 １ ｌ 煤层相 对应 区域 进行灌 浆 ， 来预 防相 应 区域 对应煤层 由于火灾高温而产生煤炭 自燃 的预防性灌浆工程 ］ 。
Ｉ一火 源 中心 区 ； １ ／一火 区 ； １ １ Ｉ一火 区边 界
１ ２ 层、 １ ４ 层３ ０ ３盘区已全部开采完毕 ， 在３ ０ ３盘 区布置地面
集 中灌浆系统 ， 集 中灌浆 从地 表直穿 １ ｌ 回风巷 、 ｌ ２ 回风 巷到
达１ ４ 层总回风巷。地表距 １ ４ 层深度 为 ２ ４ ６ ｍ， 需要 下套 管 。预计施工一个钻孔 ， 分别 在 １ １ 层 总 回风巷 、 ｌ ２ 层 总 回风
７ ８ ０ ｍ 。
３ ． ４ 灌 浆 灭 火 方 案 实施
根据对有害气体 泄 出情况 的分析 和 Ｃ Ｙ Ｔ探测结 果 ， 火 区 火源 中心位置在 １ ２ 层 ８ ５ ０ ３与 ８ ５ ０ １面停 采线 区段煤柱 附近 ，
因此 治 理 火 灾 必 须 先 从 源 头 上 开 始 治 理 ， 这 样 就 可 以取 得 较 快 的效 果 。 因此 初 步 治 理 顺 序 为 ： １ ２ 层一 １ ４ 层一 １ １ 层， 即 在
图３ 测 场 布 置 及 火 区 范 围 示意 图 ３ 火 灾 治 理 对密闭喷浆加固 ， 在 密闭气室 内灌注石 膏 ， 最 后在密 闭 内灌注水泥 固化材料进 行封堵 。在 １ ２ 层３ ０ ５盘 区 ８ ５ ０ １工作
面的 ２ ５ ０ １ 巷灌浆 ３ ０ ｍ， 灌浆 量 为 ３ ３ ０ ｍ ； ５ ５ ０ １巷 灌 浆 长 度 ４ ０
有害气体浓度变化情况等 ， 发现问题须立即采取措施 。
４ 现 场 试 验 情 况 及 效 果
ｍ， 灌浆量为 ５ ６ ０ ｍ ； ８ ５ ０ ３工作 面的 ２ ５ ０ ３巷灌 浆 ４ ０ １ １ １ ， 灌浆 量 为５ ６ ０ ｍ ； ５ ５ ０ ３巷灌 浆长度 ３ ０ ｍ， 灌浆量为 ３ ３ ０ ｍ 进行加 固， 以构筑防爆隔离带， 提高矿井的抗灾能力， 为彻底灭火奠定基础。 ２ ） 为 了防止或 区蔓延 ， 确保火 区的彻底 治理 ， 在采取 上述 方案 的基础上 ， 在地面建立永久 性集 中灌 浆 系统 ， 进 行该 区域
技术 与 市 场
２ ０ １ ５ 年第２ ２ 卷第８ 期
技术 研发
从表 １和图 １ 、 图 ２中分析 可知 ：１ ２ 层 气体浓 度从 ２ ５ ０ ３
巷－５ ５ ０ ３ ＿２ ５ ０ １ —５ ５ ０ １ －２ ３ ０ ７ ，５ ３ ０ ７… ・ ２ ３ ０ １ －５ ３ ０ １巷 ３ ０ ３
９ ０ ７ ２ ０ ｍ ， 总灌浆量 １ ３ ７ ４ ５ ５ ｍ 。拟定灌浆 天数 为 １ ０ ０ ｄ ， 则每
天灌浆量 １ ３ ７ ４ ． ５ ５ ｍ ／ ｄ ； 每天灌浆 ２ １ ｈ ， 灌浆量 为 ６ ５ ． ４ ６ ｍ ／ ｈ 。不包括 １ ２ 层３ ０ ５盘 区 ２ ５ ０ １ 、 ５ ５ ０ １ 、 ２ ５ ０ ３ 、 ５ ５ ０ ３巷 道灌 浆 １
３ ， １ 井下密闭情况及喷浆工程
在该矿 １ １ ｝ ｝ 层３ ０ ３盘 区 １ ２ ＃ 层３ ０ ３ 、 ３ ０ ５ １ ４—１ ＃ 层 ３ ０ ３盘 区
浆后 ， 密闭前有害气体 明显下 降 ， 由灌浆前 的 １ ５ ０ ｐ ｐ ｍ下 降到
共 布置了 １ ８ ０个 测 点 ， 查明火 区面积 约为 １ ７ ５ ０ ０ ｍ ２ 。测 场 布
经过计算 ： 灌 浆需 土 工程量 ３ ０ ２ ４ ０ ， 灌浆 所需 水 量为
置 如图 ３所示 ， 图中小 圆圈代表测点 ， 测点间距均 为 ２ ５ ｍ。
利用已有资料 ， 根据对 煤层 （ 采空区） 和温度的综合解译 分 析结 果 ， 应 用计 算 机分析 该 矿井 自燃 火源 中心 位 置在 １ ２ 层 ８ ５ ０ ３面停采线 煤柱 附近 … ， 火区范围如图 ３所示 。
的灭 火 工 作 。
截止 １ １月 １ ４日， ２ 层 已经灌 注 石 膏 ７道 密 闭 （ 不 包 括
２ ５ ０ ３正 巷 ） ， 累计灌注石膏 １ ９ ８ ｔ 。２ ５ ０ ３巷 、 ５ ５ ０ ３巷 正 在 交 替 灌
注泥浆 ， 累计灌注泥浆 １ ５ ０ ０ ｍ ， 黄土 ４ ５ ０ ｍ 。各项 工程 进展 情况迅速 ， 效果显著 。 可以看 出 ， 采取灌注石 膏和 泥浆后 ， 有 害气体浓 度显 著下 降， 特别是 ２ ５ ０ ３ 、 ５ ５ ０ ３巷达到 了预期效果 。２ ５ ０ ３巷 、 ５ ５ ． ０ ３巷灌