前言　　

　　煤礦注漿防滅火技術(shù)應(yīng)用至今仍未制定切實可行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為使這項技術(shù)更加規(guī)范化，在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上制定出首部《煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范》，從而為注漿防滅火實際應(yīng)用提供全煤炭行業(yè)統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)。　　

　　本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中，查閱了國內(nèi)外有關(guān)的技術(shù)資料，重點查閱了國內(nèi)煤礦注漿防滅火設(shè)計、實際應(yīng)用的資料和論文，以及黃泥注漿代用材料(頁巖、矸石、粉煤灰、尾礦等)的有關(guān)科研成果及其推廣應(yīng)用的技術(shù)報告等，按照《煤礦安全規(guī)程》(包括執(zhí)行說明)的有關(guān)規(guī)定和《礦井防滅火規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容一致的原則，編制本標(biāo)準(zhǔn)。　　

　　本標(biāo)準(zhǔn)由煤炭工業(yè)部科技教育司提出?！　?/P>

　　本標(biāo)準(zhǔn)由煤炭工業(yè)部煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。　　

　　本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：煤炭科學(xué)研究總院重慶分院?！　?/P>

　　本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：邵啟胤、王長元、徐承林?！　?/P>

　　本標(biāo)準(zhǔn)委托煤炭科學(xué)研究總院重慶分院負(fù)責(zé)解釋?！　?/P>

　　1 范圍　　

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤礦注漿防滅火工藝過程的技術(shù)要求?！　?/P>

　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于礦井注漿防滅火的實施、設(shè)計與施工等?！　?/P>

　　2 引用標(biāo)準(zhǔn)　　

　　下列標(biāo)準(zhǔn)包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)均會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性?！　?/P>

　　《煤礦安全規(guī)程》1992—10—22 中華人民共和國能源部　　

　　《礦井防滅火規(guī)范》(試行)1988—10 中華人民共和國煤炭工業(yè)部

　　3 定義　　

　　本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。　　

　　3．1 注漿防滅火方法 method of fire fighting by grouting　　

　　是將注漿材料(黃土、頁巖、矸石、粉煤灰、尾礦等)細(xì)粒化后加水制備成漿，用水力輸送到煤礦井下注入需防滅火區(qū)域內(nèi)，封堵漏風(fēng)通道、包裹煤巖阻止氧化、冷卻煤巖溫度而預(yù)防或撲滅礦井火災(zāi)的一項技術(shù)措施。　　

　　3．2 沉降速度 settling velocity　　

　　漿液的懸濁液液面在量筒中勻速下降的平均速度，mm／min?！　?/P>

　　3．3 臨界穩(wěn)定時間 critical stable time　　

　　漿液的懸濁液液面在量筒中勻速下降的時間，min?！　?/P>

　　3．4 塑性指數(shù) plastics index　　

　　表征注漿材料的可塑性的指數(shù)?！　?/P>

　　3．5 粘度系數(shù) viscosity coefficient　　

　　表征漿液內(nèi)部微粒間阻礙其相對流動的一種內(nèi)摩擦特征的系數(shù)，Ps．S?！　?/P>

　　3．6 氧化鎂膠體混合物含量 amount of magnesium oxide colloid mixture　　

　　漿液中的固體材料所含極細(xì)散膠體部分的體積百分比含量，％?！　?/P>

　　3．7 含砂量 quantity of sand　　

　　注漿材料中，0．05～0．25mm粒徑的砂質(zhì)成份的重量百分比，％?！　?/P>

　　3．8 氧化交叉溫度 cross temperature in oxidation　　

　　物質(zhì)在氧化反應(yīng)爐中氧化升溫曲線與反應(yīng)爐加熱升溫線的交點的溫度值，℃?！　?/P>

　　3．9 恒溫吸氧量 amount of absorbed oxygen at constant temperature　　

　　單位重量物質(zhì)在靜態(tài)恒溫吸氧實驗過程中的吸氧量(體積)，mL／s?！　?/P>

　　3．10 土水比 ratio of clay to water　　

　　注漿防滅火漿液中的固體材料的自然堆積體積與水的體積之比?！　?/P>

　　3．11 漿液的制備 preparation of grout　　

　　將注漿材料(黃土、頁巖、矸石、粉煤灰、尾礦等)與水混合用水力或機械攪拌的方式形成漿液的制造方法?！　?/P>

　　3．12 注漿方法 ways of grouting　　

　　用鉆孔或?qū)ｉT設(shè)置的管路將漿液注入到防滅火區(qū)域的方法?！　?/P>

　　3．13 采空區(qū)氧化帶 oxidation zone in gob　　

　　在回采工作面采空區(qū)中的煤最易氧化自然發(fā)火的區(qū)段?！　?/P>

　　4 一般要求　　

　　4．1 采用注漿防滅火的礦井需備有完整的礦井開拓開采圖、通風(fēng)系統(tǒng)圖及注漿管路系統(tǒng)圖?！　?/P>

　　4．2 新建礦井應(yīng)有所有煤層、擬建水平和不同地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域煤的自燃傾向性鑒定報告，以及開采同煤系煤層鄰近生產(chǎn)礦井的自然發(fā)火危險程度等級資料?！　?/P>

　　4．3 生產(chǎn)礦井應(yīng)有礦井自然發(fā)火危險程度等級資料以及新開煤層、新水平和不同地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域煤的自燃傾向性鑒定報告?！　?/P>

　　4．4 應(yīng)有注漿材料來源、種類、數(shù)量及其有關(guān)性能的分析資料?！　?/P>

　　5 礦井注漿防滅火設(shè)計　　

　　5．1 礦井注漿防滅火設(shè)計的主要內(nèi)容應(yīng)包括：　　

　　——選用的注漿材料種類及其性能分析資料；　　

　　——主要注漿參數(shù)；　　

　　——漿液的制備方法；　　

　　——輸送漿液的管路系統(tǒng)及計算；　　

　　——注漿方法；　　

　　——礦井注漿防滅火效果考察；　　

　　——礦井注漿防滅火安全措施?！　?/P>

　　5．2 礦井注漿防滅火設(shè)計的工程實施由基建施工單位(基建礦井)或礦井(生產(chǎn)礦井)負(fù)責(zé)進(jìn)行，設(shè)計部門派人到現(xiàn)場指導(dǎo)。 　　

　　5．3 礦井注漿防滅火設(shè)計的．工程完工后由批準(zhǔn)部門組織驗收?！　?/P>

　　6 注漿材料　　

　　6．1 注漿材料的種類：黃土、頁巖、礦井矸石、粉煤灰、尾礦等?！　?/P>

　　6．2 注漿材料成漿性能指標(biāo)(0．1mm以下級別的樣品)應(yīng)達(dá)到如下規(guī)定：　　

　　——沉降速度1～10mm／min；　　

　　——臨界穩(wěn)定時間為20～60min；　　

　　——塑性指數(shù)7～14(粉煤灰可小于7)；　　

　　——粘度系數(shù)(1～2)×10-3Pa．S；　　

　　——氧化鎂膠體混合物含量20％～35％；　　

　　——含砂量10％～30％(粉煤灰可小于10％)?！　?/P>

　　6．3 用矸石、粉煤灰、尾礦作注漿材料時，須進(jìn)行氧化性能實驗，其指標(biāo)應(yīng)達(dá)到如下規(guī)定：　　

　　——氧化交叉溫度在300℃以上；　　

　　——恒溫吸氧量小于0．1mL／g；　　

　　——固定碳含量不大于8％，含硫量不大于1．5％，燒失減量不大于20％，發(fā)熱量不大于2000J／g。　　

　　6．4 頁巖、矸石必須經(jīng)破碎、濕式球磨機球磨，其粒度要求在5mm以下，其中尢于0．5mm的粒料應(yīng)占10％以下，小于0．1mm的粒料應(yīng)占60％以上?！　?/P>

　　7 主要注漿參數(shù)　　

　　7．1 灌漿系數(shù)　　

　　防火灌漿系數(shù)為3％～12％，滅火灌漿系數(shù)相應(yīng)加大?！　?/P>

　　采用粉煤灰漿防火時，灌漿系數(shù)為5％～15％?！　?/P>

　　7．2 土水比　　

　　礦井防滅火注漿漿液的土水比應(yīng)為1：2～1：5。在回采工作面灑漿防火時，土水比應(yīng)為1 ：2～1 ：3?！　?/P>

　　7．3 注漿量　　

　　礦井注漿量按式(1)計算：　　

　　…………………………………(1)　　

　　式中：QW——礦井注漿量，m3／h；　　

　　k——灌漿系數(shù)；　　

　　G——礦井日產(chǎn)煤量，t；　　

　　δ——土水比的倒數(shù)；　　

　　M——漿液制成率，取0．9；　　

　　rc——煤的密度，t／m3；　　

　　t——礦井日注漿時間，h?！　?/P>

　　8 制漿方法　　

　　8．1 黃泥漿的制漿方法　
　
　　——水力制漿　　

　　一般采用人工取土或機械取土，將土疏松，經(jīng)水力(水槍)沖刷混合成漿。當(dāng)采用水槍直接取土?xí)r，其供水壓力、水流量和臺數(shù)應(yīng)能滿足取土制漿的要求。水力制漿過程中應(yīng)嚴(yán)格控制土水比?！　?/P>

　　——機械攪拌制漿　　

　　應(yīng)建立漿池，黃土加水在漿池中攪拌成均勻漿液后即可輸入井下。漿池應(yīng)設(shè)2個以上，一個作注漿用，另一個進(jìn)行攪拌制漿，交替使用。漿池的容積應(yīng)能保證注漿量的要求。　　

　　8．2 頁巖漿和矸石漿的制漿方法　　

　　頁巖漿和矸石漿的制漿方法相似，將頁巖和矸石破碎后，用濕式球磨機加水球磨成漿，進(jìn)入輸漿管路?！　?/P>

　　8．3 粉煤灰漿的制漿方法　　

　　從電廠貯料場挖取粉煤灰，運到礦井地面制漿站，將粉煤灰用專門的攪拌筒加水?dāng)嚢璩蓾{或用水槍沖攪成漿后直接進(jìn)入輸漿管路?！　?/P>

　　8．4 尾礦漿的制漿方法　　

　　礦井洗選廠排出的尾礦直接輸送到漿池，經(jīng)沉淀脫水后攪拌成漿進(jìn)入輸漿管路?！　?/P>

　　8．5 注漿期間漿液流量和土水比的測定　　

　　在注漿期間，每班測定一次漿液的流量和土水比，流量測定可用電磁流量計或體積法，土水比測定可采用比重法?！　?/P>

　　9 輸漿管路　　

　　根據(jù)礦井地面的不同制漿方式，井下可采用集中或分區(qū)的輸漿管路系統(tǒng)?！　?/P>

　　在漿液流人輸漿管路前，應(yīng)設(shè)置篩網(wǎng)過濾，網(wǎng)的孔徑宜為15～20mm?！　?/P>

　　9．1 輸漿管路的管徑和水頭損失值按經(jīng)驗式(2)、式(3)計算：　
　　

　　D1——輸漿管路的臨界管徑(內(nèi)徑)，m；　　

　　Q——漿液流量，m3／s；　　

　　r1——水的密度，t／m3；　　

　　r2——漿液的密度，t／m3；　　

　　r3——注漿材料自然堆積密度，t／m3；　　

　　n——干擾沉降指數(shù)；　　

　　W1——加權(quán)平均自由沉降速度，m／s；　　

　　W2——顆粒分布曲線上相當(dāng)于95％處粒徑的自由沉降速度，m／s；　　

　　i——每米管道長度的水頭損失值，m；　　

　　λ——水的摩阻系數(shù)；
　　
　　V——漿液流速，m／s；　　

　　g——重力加速度，m／s2；　　

　　D2——實際選用的管徑(內(nèi)徑)，m，　　

　　d——注漿材料的當(dāng)量直徑，mm；　　

　　η——水的運動粘滯系數(shù)，mm2／s；　　

　　Wi——注漿材料某一粒級平均自由沉降速度，m／s；　　

　　ai——注漿材料某一粒級的重量百分比?！　?/P>

　　9．2 由輸漿管路的總水頭損失值，確定是采用自流(靠自然壓頭)輸漿還是選用相適應(yīng)(流量和壓力)的泥漿泵或注砂泵加壓輸漿?！　?/P>

　　9．3 輸漿管路系統(tǒng)應(yīng)避免“兩頭高中間低”的布置方式，并盡量減少拐彎?！　?/P>

　　9．4 井下輸漿管路應(yīng)緊靠井巷壁鋪設(shè)，固定牢固，并涂以防銹漆。　　

　　9．5 每次注漿后應(yīng)立即用清水沖洗管路?！　?/P>

　　10 注漿方法　　

　　根據(jù)礦井的具體條件，可選擇一種或幾種注漿方法?！　?/P>

　　10．1 鉆孔注漿　　

　　按防滅火區(qū)的條件可采用兩種形式：　　

　　a)從井下巷道或鉆場向注漿區(qū)域打注漿鉆孔，鉆孔開孔孔徑應(yīng)不小于108mm，終孔孔徑應(yīng)不小于89mm，封孔要嚴(yán)密，鉆孔與輸漿管路的連接要牢固，并能承受最大的注漿壓力?！　?/P>

　　b)從地面直接向注漿區(qū)域打注漿鉆孔，鉆孔孔徑應(yīng)不小于108mm，鉆孔內(nèi)應(yīng)全長度下套管?！　?/P>

　　10．2 埋管注漿　　

　　隨著回采工作面推進(jìn)向采空區(qū)內(nèi)埋設(shè)管道進(jìn)行注漿，出漿口距工作面的距離應(yīng)不小于15m?！　?/P>

　　10．3 密閉墻插管注漿　　

　　工作面回采后從密閉墻上方的注漿管向采空區(qū)注漿。此時，密閉墻的強度應(yīng)滿足注漿的要求，注漿時應(yīng)派專人監(jiān)護，一旦發(fā)現(xiàn)有潰漿征兆時，應(yīng)立即停止注漿?！　?/P>

　　10．4 灑漿　　

　　在回采工作面由輸漿管路上接出耐壓膠管，向采空區(qū)均勻地灑上一層漿液。灑漿時，漿液出口壓力應(yīng)不大于0．3MPa?！　?/P>

　　10．5 注漿區(qū)的排水措施　　

　　注入采空區(qū)的漿液的脫水時間一般為7～15d，漿液中脫出的水一部分被圍巖吸收，一部分滯留在注漿區(qū)的下部空間。注漿區(qū)的排水措施主要采取兩種：　　

　　a)在注漿區(qū)下部的密閉墻的底部設(shè)置排水孔或溢水孔，在注漿后應(yīng)隨時觀察這些密閉墻的排水量的變化情況。 　　

　　b)在注漿區(qū)下部進(jìn)行采掘前，必須對注漿區(qū)進(jìn)行打鉆孔或采取其他措施進(jìn)行泄水?！　?/P>

　　11 注漿防滅火的效果考察　　

　　11．1 注漿區(qū)溫度和氣體成分的檢測　　

　　11．1．1 派專人定期檢測注漿滅火區(qū)、注漿防火工作面及其采空區(qū)內(nèi)的氣溫、煤溫和出水溫度。　　

　　11．1．2 具有自然發(fā)火危險程度的礦井均應(yīng)建立完善的火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)或地面氣體分析實驗室。氣體分析成份主要有：氧氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳?！　?/P>

　　采集氣體的地點為：　　

　　——回采工作面的回風(fēng)巷、上隅角、采空區(qū)氧化帶回風(fēng)側(cè)；　　

　　——通向火區(qū)的密閉墻內(nèi)側(cè)或鉆孔內(nèi)；　　

　　——其他需要的地點。　　

　　采用人工取樣在地面進(jìn)行氣體分析時，應(yīng)符合以下要求：　　

　　——取樣必須使用專用取樣袋或取樣器，取樣后應(yīng)在5h內(nèi)送到地面實驗室進(jìn)行分析；　　

　　——注漿防火區(qū)域應(yīng)定期對各取樣點取一次樣；
　　
　　——注漿滅火封閉區(qū)域內(nèi)每天取一次樣；　　

　　——回采工作面或其他地點在發(fā)火期間(未封閉的情況下)每班取一次樣。　　

　　11．2 注漿防滅火區(qū)的管理　　

　　11．2．1 建立防滅火注漿臺帳，主要內(nèi)容應(yīng)包括　　

　　——注漿區(qū)位置；　　

　　——鉆孔工程；　　

　　——注漿工程；　　

　　——防滅火密閉墻工程；　　

　　——氣體分析及溫度記錄；　　

　　——泥漿分布狀況等?！　?/P>

　　11．2．2 火區(qū)熄滅標(biāo)準(zhǔn)、注銷和啟封要求以及防火墻的管理，均應(yīng)遵循《煤礦安全規(guī)程》和《礦井防滅火規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行。