黄泥灌浆系统方案设计.doc

黄泥灌浆系统方案设计

第一章 矿井概况
旬邑虎豪黑沟煤业有限公司位于咸阳市旬邑县东南13公里的清源乡苍耳沟，为民营企业，隶属于旬邑县煤炭工业局。
矿井设计采用两斜一立，两个水平开拓，主井采用胶带输送机，付井用1.6m双滚筒绞车提升，通风方式采用中央并列抽出式通风方式，设计用一个采区两个炮采工作面，四个掘进工作面完成年30万吨生产能力。
一、 矿井水文地质：
从井田水文地质条件看，本矿井井下涌水属以裂隙充水为主的简单型，井下充水以老顶含水层沿裂隙向下渗漏为主，根据地质报告，矿井达到设计30万吨时，预计矿井的正常涌水量为40m3/h，最大涌水为65m3/h，但根据近几年的统计，井下涌水甚微，每天仅80m3/d左右，估计矿井达到30万吨时，加上灌浆脱水，老空水等，井下涌水增加不会太大，估计在30m3/h左右，井下水排上地面，经地面沉淀池处理后，可用于黄泥灌浆和井下防尘洒水。
二、 瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向及其它危害。
1、 瓦斯：
本井田瓦斯含量较低，相对瓦斯涌出量为3.1m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.5m3/min，属于低瓦斯矿井，又不存在煤与瓦斯突出的问题。
2、 煤尘：
根据重庆煤研所对该矿井煤样试验结果，4-2煤层具有煤尘爆炸危险。
3、 煤的自燃性：
根据地质报告中试验结果和本矿井井下煤层经常发生自燃证明，本矿井4-2煤层为极易自燃煤层，发火期为3~6个月。
4、 粉尘的职业危害：
井下采掘工作面在生产过程中和煤炭运输过程中产生的粉尘，严重危害井下工人的身体健康，是造成矽煤肺病的主要原因，所以井下必须坚持使用好防尘洒水设施。
第二章 黄泥灌浆系统
一、 概况：
根据矿井井田开采技术条件及铜川煤矿设计院提交的设计资料，我矿设计的黄泥灌浆系统在矿井安全生产中占有极其重要的地位。该系统是否完善可靠，直接关系到矿井的安全生产乃至矿井存亡。本矿煤层自燃发火期为3~6个月，历史上曾有矿井自燃着火的关井的记载。因此，建立、完善使用黄泥灌浆系统，对本矿的防灭火工作十分重要。
井下已建有黄泥灌浆站，由于以前矿井生产规模小，原有的黄泥灌浆泵站已不能满足技改后安全生产及防灭火的要求，因此，依据设计需建立新的黄泥灌浆系统。
二、 工作系统：
黄泥灌浆站设在矿区主斜井上部的平台上，就地取土方便，土源充足。水源为井下排水经过处理后作为黄泥灌浆水源，可以满足要求。
根据采土场和灌浆站的空间关系和地形条件设计采用机械取土，水枪冲刷加机械搅拌制浆的采土制浆工艺，根据灌浆站与灌浆地点的相对高差和输浆距离，灌浆站产生的泥浆经地面输浆管路送至主斜井口，然后经斜井输浆管到主斜井底三叉口，再经机轨运输大巷、西翼轨道下山3405回顺、3407回顺到3405、3407回采工作面及3401工作面采空区，老系统经电机车运输巷到各火点。
三、 灌浆参数与用土量、用水量、日灌浆量：
设计确定矿井的黄泥灌浆参数为：
灌浆系数：采空区体积的10%；
泥水比：1：5—6
根据上述参数计算灌浆站的日用土量和日用水量：
1、 日用土量：灌浆站的日用土量按下式计算：
Q土=KMLHC
式中：Q土——日灌浆需土量m3/d
K——灌浆系数0.10
M——煤层采高，炮采按2.2m
L——工作面日推进度，按1.5m
H——灌浆区的倾斜长度60×2=120m
C——工作面回收率90%
则：Q±=KMLHC=0.1×2.2×1.5×120×0.9=35.64m3/d
2、 日用水量：灌浆站的日用水量按下式计算：
Q水=Q土S
式中：Q水——制备泥浆用水量m3/d
S——泥水比例的倒数
则：Q水=Q土S=35.64×5=178m3/d
3、 日灌浆量：灌浆站的日灌浆量按下式计算：
Q浆=（A土+Q水）M
Q浆——日灌浆量m3/d
M——泥浆制成率0.93
则：Q浆=（Q土+Q水）M=（35.64+178）×0.93=198.68m3/d
每小时的灌浆量按下式计算：
Q浆时=Q浆/（n×t）
式中：Q浆时——每小时灌浆量m3/h
h——每日的灌浆班次为2班/d
t——每班纯灌浆时间5h/班
则：Q浆时=Q浆/（n×t）=198.68÷2×5=20m3/h
四、 灌浆站的建设及管道安装设计
1、灌浆站：灌浆站的建设以制浆池和设备安装为主，依据灌浆参数，制浆池设计为正方体。其尺寸为3×3×3m，混凝土结构，根据制浆池尺寸选购辅助设备及搅拌机，型号 ，由施工单位依据设计安装，制浆给水由地面沉淀池经灌浆泵房供给，供水泵型号为80D30-6型，供水管路为DN80的无缝钢管，弯头及其它不标准件由安装单位设计加工。
2、管路设置：
① 管路布设：
地面制浆池供水管道由地面灌浆泵房用DN80的无缝钢管连接至主斜井上部的制浆池，全长约140m。
地面制浆池至主斜井80m，主斜井长571m，机轨运输大巷450m，西翼轨道下山260m，均采用DN100的无缝钢管，法兰盘连接，法兰盘间用胶垫垫平，ф16mm螺栓联结。
老系统由主斜井三叉口经电机车大巷共1250米，用DN80的无缝钢管法兰盘连接，法兰盘间用胶垫平，ф16mm螺栓联结至老系统各火点。
工作面至3405回顺，3407回顺各400m处设注浆站，注浆站至老空区用PVC塑管，规格采用DN50。
② 干、支道规格验算：3
设计矿井黄泥灌浆系统干管为DN100，支管为DN50。
泥浆输送的实际工作流速按下式计算：
V=4Q/3600лd2
式中：Q浆——每小时灌浆量m3/h
d——管道内直径m干管为0.1m
V——管内泥浆的实际工作流速m/s
则：V干=4×417.4/3600×3.14×0.12=14.77m/s
泥浆的密度为1.13t/m3，在平管中流动的临界速度为1.6m/s，经计算管内的实际流速为14.77m/s，大于临界流速，不会发生堵管，因此设计的干、支管路均符合黄泥灌浆系统的要求。
五、 管道的安装要求：
1、 管道地面加工焊接法兰盘，要求焊缝平整，无裂缝；
2、 所有管道的安装沿巷帮布置，距巷帮≤50mm，距底板300mm；
3、 所有管道的安装托架间距不大于3米，“U”型丝固定。
4、 各采空区、火区巷口必须设置三通及阀门。
第三章 管道安装的质量保证和安全技术措施
一、 质量保证措施：
1、 必须按照设计方案，编制施工组织设计，并根据设计，严格管理，精细安装。
2、 所购管材、购件必须有正规厂家出具的产品合格证明的国标管材。
3、 法兰盘焊接人员必须是技术部门认可的专业焊工。
4、 管道安装好后，必须进行密封性能测试。
5、 施工小组必须认真做好施工记录。
二、 安全技术措施：
1、 必须在井上完成管材焊接，严禁电焊下井。
2、 下放管道时斜井严禁行人。
3、 安装重大设备时，要有专人负责，所有人员必须听从指挥，严防不安全事故发生。
4、 地面电焊作业时，要用防护面罩，防止电弧灼伤眼睛，高度注意用电安全。
第四章 工作制度及灌浆方法
一、 工作制度：
1、 采土场：年工作日为300天，每天两班作业，每班工作8小时。
2、 灌浆系统：年工作日为300天，每天两班作业，每班净注浆5~6小时，日灌浆10~12小时。
二、 灌浆方法：
原矿井空区、火区采用定期注浆的方法，对空区、火区进行封闭灌浆，防止火区死灰复燃。
工作面一般采用随采随灌的方法，经灌浆管路直接向工作面采空区灌浆，为了不影响工作面的正常生产，一般灌浆滞后工作面50米，每50米为一个灌浆点，重心安设DN50PVC管，随工作面的回采而埋设，不予回收，必要时还可采用其它方法灌浆，根据矿上的具体情况和煤层的自燃规律和特性，灌浆时应注意灌好两道、两线，（即上、下顺槽、切眼和停采线），在采空区周围形成一个密封的黄泥带，以保证达到灌浆效果，又节省人力、物力和财力。
为了保证安全，采空区灌浆后必须脱水，脱水由下顺槽水渠流出至采区水仓。
附图：“灌浆系统方案设计平面图”
附表：“灌浆系统设备、材料表”

安全通风科
旬邑虎豪黑沟煤业有限公司
生产技术科

二00五年十月二十七日

目 录

第一章：矿井概况…………………………………………1
一、矿井水文地质…………………………………………1
二、 瓦斯、煤尘、风的自燃倾向及其它危害…………1-2
第二章：黄泥灌浆系统………………………………………2
一 、概况…………………………………………………2
二、工作系统………………………………………………2
三、 灌浆参数与日用土量、用水量、日灌浆量…………3
四、 灌浆站的建设及管道安装设计………………………4-5
五、 管道安装要求…………………………………………6
第三章：管道安装质量保证和安全技术措施………………6
一、 质量保证措施………………………………………6
二、 安全技术措施………………………………………6
第四章：工作制度及灌浆方法………………………………7
一、工作制度………………………………………………7
二、灌浆方法……………………………………………7

旬邑虎豪黑沟煤业有限公司
黄 泥 灌 浆 系 统 方 案 设 计

批准：矿 长： 徐伟平
总 工： 张新民
审核：
生产矿长： 文红彬
安全矿长： 席小文
编制：安全通风科：秦军厚
生产技术科：张彦昭

会审意见签字

姓 名
职 称
职 务
总 工

矿 长

生产矿长

安全矿长

安监科

生产科

通风科

技术科

动力科

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