灌浆注胶防灭火设计说明.pdf

注浆胶注防火设计 用于防火的灌浆和胶水注入 黄泥注浆是煤矿重要的灭火方法之一。泥浆中的水吸收大量热量，起到灭火和降温的作用。黄土包裹着浮煤的表面，起到氧气屏障的作用，防止氧化。灌浆灭火时，泥浆浓度对灌浆灭火效果影响很大。，灌浆时灌浆流动不可控，容易发生“爆裂”事故。为了更好地利用泥浆的吸热、阻隔和充填性能，同时克服泥浆脱水、流失、注浆、注浆的不可控性，研制成功了一种新材料 FCJ12 胶凝剂。实现了泥浆的液固转化，将泥浆成型为有弹性的胶体状牙膏，彻底解决了泥浆的缺点，充分发挥了泥浆的优点。在兖矿硫磺沟矿、吉新矿、新文伊犁一号矿、轮台宝山矿、兵团矿、金川矿业等方面得到了广泛的应用和应用，在井下防火灭火方面取得了良好的效果.特别适用于倾角为 2090 度的煤层开采中的防火灭火。在扑救大型煤矿火灾时，曾获军团科技进步一等奖和国家科技进步二等奖。使用这项新技术需要使用相应的设备和方法。泥浆系统用于地面，将水和土壤按一定比例（1：13）制成泥浆。专用设备将胶凝剂加入浆料管道，浆料与胶凝剂在管道内反应，在管道出口形成牙膏状胶体，堵塞漏气通道，同时进行冷却和包煤。1、灌浆和胶合方法：1、钻孔、注浆、注胶 1）当无法埋管或需要在特定位置进行注浆时，需要从地下巷道或钻孔现场向注浆区域钻孔进行注浆。完成后，连接管道可直接灌浆胶粘，无需拔出钻杆再下套管，减少了施工工序，避免了塌孔。，可使用钻孔密封剂，钻孔与注浆管道的连接应牢固，并能承受最大注浆压力；2)灌浆钻孔从地面直接进入灌浆区，钻孔孔径不小于 108mm，钻孔全长为套管。2.埋管灌浆、注胶任选其一 随着工作面的推进，对采空区的埋地管道进行注浆，注浆口与工作面的距离不应小于 15m。3、拖管注浆注胶 工作面采空区边采边灌时，在工作面拐角处埋设 6-8 米无缝钢管（直径89*12mm），沿沟槽与注浆管道连接一根软管，在工作面推进时进行注浆。，每隔 10米左右填充一次胶体。随着工作面的推进，注浆管被绞车按顶置台阶逐渐拉动，进行下一次注浆；4、气密墙插管注浆注胶 工作面开采完毕后，从封墙上方的注浆管向采空区进行注浆。此时封闭墙的强度应满足注浆要求，并派专人监督注浆。一旦发现灌浆迹象，应立即停止灌浆。5.洒 耐压胶管从采面上的泥浆管道连接，在采空区均匀洒上一层泥浆。喷涂浆料时，浆料出口压力不应超过 0.3MPa。6、其他注浆、注浆方法 填充空间、高危区、浇筑巷道墙体空间和采空区空腔可采用“一次性防火防火钻具”和“注浆注胶防火灭火技术”进行填充。2、注浆和注胶的计算 一、灌浆工作制度 每天三班倒，每班纯灌浆时间为 5h。2、泥水比 根据煤矿防灌浆与消防技术规程MT/T702-1997 的规定，结合灌浆经验，配合实际灌浆效果，确定泥水比为 1：3。矿井注浆注胶量的确定 煤矿注浆灭火技术规程 MT/T702-1997 ：矿井注浆量按式（1）计算：kG Qw=(1)陈先生_ _ 式中：Q w 矿井注浆量，m 3/h；k灌浆系数，取 5%；土取 3%12%，粉煤灰取 5%15%；G煤矿日产煤量，1818 t；土水比的倒数；3 M出浆率，取 0.95；rc煤的密度，1.34 t/m 3；t矿山每日注浆时间，15 h。将每个值参数代入上式得到：kG Q w=14.4 m 3/h 陈先生_ _ 4、每日灌浆用水量 Qs 2=K s Qw=1.2 14.4*15*0.75=194.4 m 3/d 式中：K s用于冲洗管道防止堵塞的水量的储备系数，取 1.2。5.灌浆材料：黄土、沙子、粉煤灰等。3.泥浆的制备 一、借款方式 矿井灌浆就地取材，可存放在灌浆站附近的土堆场。注浆站采用 LW521F 型 5 吨轮式装载机进行机械取料。2.注浆和涂胶站 风井工业现场设有综合注浆注胶站。3.灌浆、注胶灭火系统 注浆注胶灭火系统的类型主要分为三种：地面固定式；地面移动式；地下移动式。这些系统所需的条件及其优缺点如下。系统名称 落地式 喷胶灭火系统 地面移动 喷胶灭火系统 井下移动 喷胶灭火系统 模型 MDZ-60/120 MYZ-30/60 ZHJ-15/30 工艺 过程 地面：系统将水、黄土等材料与待添加的胶体添加剂按比例混合，然后通过注浆管道输送至地下消防现场；地下：通过“矿用移动式消防注浆装置”将胶凝剂等易于输送的物料小剂量加入注浆管内，与浆液混合后倒入消防区。地面：系统将水、黄土等材料与外加剂按比例混合，通过管道输送至地面注胶消防孔或地下消防现场；地下：通过“矿用移动式消防注浆装置”将胶凝剂等易于输送的物料小剂量加入注浆管内，与浆液混合后倒入消防区。地下：系统将水、粉煤灰等物料按比例混合后，通过管道输送至消防现场，采用矿用移动式消防注浆装置将胶凝剂按比例加入浆管与浆液混合。注入消防区域。优势 控制广阔的区域；运行稳定，流量大；地下运输的物料量极少；地下人员的工作量很小。灵活、适应性强；可灵活改变注浆站位置；注浆规模小；无需固定设施。系统投资小；灭火时反应迅速；该系统需要的空间很小。缺点 投资大，管道长，需要注入少量胶水的位置不易控制。需要在地面上找一个合适的场地，水、电、浆都方便。地下原料运输量大。系统主要设备 定量给料机、胶体制备机、泥浆过滤器、泥浆泵、排污泵、监控系统、矿用移动式消防注浆装置。泥浆过滤机、悬浮剂添加机、泥浆泵、矿用移动式消防注浆装置、控制柜等 泥浆泵、矿用移动式消防注浆装置、矿用移动式消防注浆装置。根据矿井煤层引燃特点和采煤方式，建议选择 MDZ-60/120 地面固定灌浆注胶灭火系统（120 万吨以上）。MYZ-30/60 地面移动注浆注胶喷射灭火系统（30-120 万吨）。ZHJ-15/30 型地下移动注浆注胶灭火系统（30 万吨以下）。MDZ-60/120 地面固定注浆注胶灭火系统 1)系统功能 作用一：灌浆。该系统每小时可将多达 40m 3 的泥浆（土、灰）送入过滤机，形成一定浓度的泥浆。过滤后通过管道进入灌浆现场，达到防火的目的。作用二：灌注增稠胶体。通过加入一定比例的 JXF1930 稠化悬浮剂，使浆液成为稠化胶体，再通过浆泵输送至注浆管网，到达浆液使用处。功能三：复合胶体灌注。在注浆现场附近，使用“ZHJ-5/1.8G 矿用移动式消防注浆装置”在注浆管道内的浆液中加入 FCJ12 复合胶体胶凝剂，形成复合胶体泥浆注入火区。功能四：注射聚合物胶体。使用“ZHJ-5/1.8G 矿用移动式灭火注浆装置”将水和 MCJ12 胶体灭火剂以每小时小于 5m 3 的流速制成聚合物胶体，并以一定的速度注入火区压力。2)系统组成 MDZ-60/120 地面固定胶体灭火系统由浆料储存场地、浆料输送、连续定量制浆、过滤搅拌、计量、浆料输送和管网系统及外加剂添加组成，如图 1、图 2 所示。缓冲池 胶体制备机 水 清水泵 悬浮剂 滤浆机 推土机（装载机、汽车）或输送机 渣浆泵 矿用移动式防灭火注浆装置 灌浆管路 灌浆注胶地点 井下 皮带输送机 定量送料机 储土场 地面 胶凝剂 地面固定注浆注胶灭火系统流程图 滤浆机 胶体制备机 缓冲池 渣浆泵 清水泵 土场 矿用移动式防灭火注浆装置 灌浆注胶地点 定量送料机 汽车、装载机、推土机 皮带输送机 清水 地面固定注浆注胶灭火系统工艺流程图 3)系统布局 本系统的主要设备、仪表、控制柜等应以固定形式安装在灌浆站内。注浆站应有一定面积的车间。使用的消防材料也应放在车间内，制浆原料应放在车间外，但应有遮阳篷以防雨淋。从注浆站到井下的注浆管线优选通过钻孔连接。“矿用移动式消防注浆器”放置在注浆点附近（不超过150m）地下作为胶凝剂添加设备，也可作为突发火灾地区及周边高温点小的早期控制和灭火设备.物料运输及储存：料浆（黄土、粉煤灰）从采石场（尽量筛分或使用较好的黄土（粉煤灰）用卡车运至注浆站土场（可提前预存一定量，约 500 平方米），用推土机或叉车将黄土（粉煤灰）放入制浆机主料箱，将悬浮剂放入注浆站料仓购买后取出，灌浆时使用。图书馆严禁进水，保持阴凉干燥。胶凝剂在注胶过程中由地下作业人员从地面运至地下使用现场（每班使用量很小）。灌浆站的布置：当地的地表灌浆站必须建在供水、供电、交通便利且能满足灌浆双线要求的地方。地面固定注浆注胶灭火系统布置示意图 供水：附近有流量稳定（大于 50m 3/h）的供水源，如高位储水池、稳定水井、河边、地下水回水点等。如果注浆站的位置不能满足这些条件，则应在注浆站附近建蓄水仓，并从水源以间歇或连续的小流量向筒仓供水，以保证所需的水量。灌浆时浇水。电源：根据选用的设备不同，电源功率差异很大。选用110KW 渣浆泵时，电源为 180KW。建议在现场允许的条件下设置独立变压器为系统供电。交通：灌浆站应建在交通便利、场地较宽的地方，以保证设备、人员和原材料的顺利运输。注浆尺度：注浆尺度是指注浆管出口和入口之间的注浆管长度与垂直高度差的比值。不同灌浆浓度所需的刻度值不同。本系统中加入悬浮剂的1:1 灌浆，其灌浆倍数不应大于15，否则应考虑钻孔缩短灌浆管道长度或加压提高灌浆理论垂直高度。使用长地面管线时，应充分考虑地形条件对管线的影响，选择合理的设备进行运输。4)申请流程(1)灌浆：打开供水阀门，根据计划灌浆流量和浓度调节水量；供水一段时间后，用装载机（推土机）将土场的黄土（粉煤灰）加入定量给料机料箱，定量给料机按设定将黄土（粉煤灰）均匀送至输送机输送量，输送机将黄土（粉煤灰）送入胶体制备机；在胶体制备机的进料口也加入水，碎浆机将水和黄土（粉煤灰）混合搅拌成浓度均匀的浆料，滤出15mm 颗粒的浆料；（2）灌注增稠胶体：打开供水阀门，根据计划灌浆流量和浓度调节水量；经过一段时间的水流后，用装载机（推土机）将土场中的黄土（粉煤灰）添加到定量给料机中。箱内，定量给料机按设定的输送量将黄土（粉煤灰）均匀送入输送机，输送机将黄土（粉煤灰）送入制浆机；水也在碎浆机的进料口 碎浆机将水和黄土（粉煤灰）混合搅拌成浓度均匀的浆料，将浆料过滤成 15mm 的颗粒；悬浮剂通过悬浮剂添加机加入碎浆机出口管，浆料与悬浮剂一起进入纸浆过滤机后，进行搅拌混合；浆料流入滤浆机，滤浆机滤出 8mm 颗粒的浆料，不堵塞浆料管道；泵（泥浆泵）送至井下注胶现场（注浆站附近有孔，无需抽水，泥浆过滤器出口管直接流入孔内）。(3)浇注复合胶体：打开供水阀门，根据计划的灌浆流量和浓度调整水量；用装载机（推土机）将土场中的黄土（粉煤灰）经过一段时间的水流后加入定量给料机的料箱中，定量给料机将根据规定将黄土（粉煤灰）均匀送至输送机。设定输送量，输送机将黄土（粉煤灰）送入制浆机；水也在制浆机的进料口。加入，碎浆机将水和黄土（粉煤灰）混合搅拌成浓度均匀的浆料，浆料过滤掉 15mm 的颗粒；悬浮剂通过悬浮剂添加机加入制浆机出口管，与浆料混合。悬浮剂进入纸浆过滤器后，进行搅拌混合；浆料流入滤浆机，滤浆机滤出 8mm 颗粒的浆料，避免浆料管道沉降堵塞；合格的泥浆流入缓冲罐，泥浆泵（泥浆泵）至井下注胶部位（注浆站附近有一个孔，无需泵送，泥浆过滤器出口管直接流入洞）。当浆液到达注胶部位附近时，采用“矿用移动式消防注浆装置”按比例（自动）要求添加胶凝剂，将胶体注入火区或采空区通过钻孔或预埋管道。胶凝剂会使浆料在一定时间（约 1 分钟）内发生胶凝反应，形成豆腐状的非流体固体，在压力作用下缓慢穿过裂缝，失去流动性后完全失去流动性。水的一部分。（4）聚合物胶体注入：将“矿用移动式消防注浆装置”安装在地下（距离用胶处不超过 50m），将“胶体灭火剂”加入胶凝剂材料盒。根据要求调整“胶体灭火剂”的用量，制成高分子胶体后注入火区灭火。5)系统参数 制浆原料：粉煤灰、黄土、沙子；（2）功率：系统设备总功率 95-200 千瓦；(3)供水：50m 3/h 以上，水压 0.4Mpa 以上，水中无不溶性杂物；(4)水灰比：31:1；(5)浆料用量：60 m 3/h；（7）悬浮剂用量：0.1%（增稠胶体）；(8)胶凝剂用量：0.1%（复合胶体）；(9)灭火剂用量：1%（聚合物胶体）。6）主要设备及技术参数(1)定量给料机 型号：ZSL-40 数量：1 进料量：1836m 3/h；功率：15kw；电压：380V。黄土（粉煤灰）等浆料按设定量均匀送至输送机。(2)皮带输送机 型号：DT75（DJ6550-15/20，输送倾角60 度）数量：1 台 输送能力：50m 3/h；功率：5.5（15）千瓦；电压：380V。黄土（粉煤灰）等浆料送入胶体制备机。(3)胶体制备机 型号：ZLJ-60 数量：1 胶量：60m 3/h；功率：18.5kw；电压：380V。将粉煤灰或土壤与水混合，连续制备和过滤浆料，以满足浓度和粒度的要求。(4)纸浆过滤器 型号：LJ-60C 数量：1 最大过滤量：60m 3/h；功率：7.5kw；电压：380V。将胶体制备机制备的浆料过滤成符合浓度和粒度要求的浆料。(5)渣浆泵 型号：4/3C-AH(80ZJ-I-A52)数量：1 流量：80m 3/h；功率：22（110）千瓦；头部：30（110）米；电压：380V。(6)清水泵 型号：IS80-50-200 数量：1 流量：60m 3/h；功率：15kw；头部：50m；电压：380V。(7)监控系统：型号：ZK-60 数量：1 套 一个。监控胶体灭火系统中设备的运行、电气控制和电气保护机制；湾。自动/手动操作及操作系统；C。水的自动检测和控制；d。主要灌浆胶参数统计和显示，灌浆胶数据采集和致（可选）。(8)矿用移动式灭火注浆装置 型号：ZHJ-5/1.8G 数量：1 流量：5m 3/h；功率：7.5kw；压力：1.8Mpa；电压：380/660V。可单独使用，也可与系统配套使用，实现浆液到达使用地点后的液固转换。7)系统土建 注浆车间：18m 12m 8m（长宽高），8t 吊车；土场：面积 200m2，20m 10m（长宽）；设备基础：混凝土结构约 50 m 3。8)预计系统资金投入经济预算 ZHJ-15/30 型地下移动注浆注胶灭火系统（30 万吨以下）约 70 万元。MYZ-30/60 地面移动注浆注胶灭火系统（30-120 万吨）约 120 万元。MDZ-60/120 地面固定注浆注胶灭火系统（120 万吨以上）约 360 万元。MDZ-60/120 地面固定注浆注胶灭火系统 总成本：约 360 万元。在：（一）土建：30 万元；（2）注浆管道：40 万元（规格114mm*6mm；长度 4.0km）；（3）装载机：25 万元（型号：LW521F 轮式装载机；载重：5T）；（4）输变电设备、设施及系统功率配套：15 万元（功率：300KW）；（5）系统安装费：15 万元；（6）系统设备：235.3 万元（见下表）。MDZ-60/120 地面固定注浆注胶灭火系统设备价格表 序列号 姓名 规格 数量 力量(千瓦)制造商 单价（万元）小计（万元）评论 1 定量给料机 ZSL-40 1 套 15 森兰 25.0 25.0 2 皮带输送机 DT75 DJ6550-15/20 1 套 5.5 15 8.0 二十二 8.0 二十二 DJ6550-15/20输送倾角60 度 3 胶体制备机 ZLJ-60 1 套 18.5 森兰 78.0 78.0 4 泥浆过滤器 LJ-60C 1 套 7.5 森兰 38.0 38.0 5 泥浆泵 4/3C-AH 80ZJ-I-A52 1 套 二十二 110 泵业 6.8 9.8 6.8 9.8 80ZJ-I-A52 头110 米 6 清洁水泵 IS80-50-200 1 套 15 1.2 1.2 7 污水泵 WQ15-3 0-2.2 1 套 2.2 0.5 0.5 8 监控系统 ZK-60 1 套 森兰 45.0 45.0 可选的 9 矿用移动式灭火注浆装置 ZHJ-5/1.8G 1 套 7.5 森兰 16.8 16.8 10 其他配件 16.0 小计 235.3 252.3 四、注浆管道设计 根据矿山地面制浆方式的不同，地下可采用集中式或分区式制浆管道系统。1、管道阻力的计算 目前，对于 1:2 泥浆，水头损失可按以下公式计算：mmii00 式中，mi浆料管道的损失0i为清水管道的损失，式中，m为混合物的密度，1：2 浆料的比重为 1.43。为清水的密度，、0分别为浆料和水的粘度，取 2.85，0为 1。这里，清水管道的阻力损失计算如下：0i=LgVDmm22+ji 其中ji是局部水头损失，D是管道直径，L是管道长度。m从莫迪图中，雷诺数确定的值为 0.015。gVnij22 其中是局部水头损失系数。这里我们主要指的是 90弯头造成的水头损失。根据 d/R 比查表，取值为 0.138，即n局部水头损失（肘）数。这里选择的计算假设管道倾斜对水头损失没有影响。2、浆液流量与管道的关系 根据煤层倾角和巷道布置，确定 1121 工作面的注浆倍率最大。现以该工作面为例计算管道阻力：注浆站至 578 工作面管道长度（L）约 1500 米；注浆站至 578 工作面的弯头数量（）n约为 12 个；井和泥浆泵的扬程，管道中最大可损失的泥浆水头mi为 258 m。这给出了0i120.3 m 的值；根据计算得出流量V与管径的关系D：DigDnLVmm0221 管道流量计算公式：VDQ24 管道中的泥浆流在哪里；Q 将已知量代入公式，我们得到：DDV656.16.5388.23572 众所周知，流速不是 0.85 m/s。（1）D取 0.08 米（3 英寸）时，V1.87m/s，Q0.0094 m 3/s（共 33.8 m 3/h）；但流量为 15.4 m 3/h；（2）D取 0.1 米（4 英寸）时，V2.1m/s，Q0.0165 m 3/s（共 60 m 3/h）；不小于 24 m 3/h 的流量；（3）D取 0.125 米（5 英寸）时，2.33 m V/s，Q取值为 0.0286 m 3/s（共102.9 m 3/h）；但流量为 37.5 m 3/h，流量为 60 m 3/h 处的流速为 1.35m/s；（4）D取 0.15 米（6 英寸）时，V2.56m/s，Q取值为 0.05m 3/s（共 180m 3/h）；h 处流速为 0.95m/s；3、注浆管道的确定 从以上计算数据可以看出，浆料管道取 2）和 3）是合理的。从实际使用情况来看，主要集中在 2）。原因如下：(1)从操作上看，每小时进料量不超过 40 立方米是可行的。机械喂料超过 40 立方米是不现实的。只能采用立式料仓的储存和进料方式。此法适用于粉煤灰和沙子（河沙、风积沙、尾矿），但不能用于沙子和黄土；（2）井下使用中流量和流速过大，会给井下作业人员带来更多的麻烦，主要有：泥浆跑、漏浆、小面积不可控灌浆、管道维修等。（3）从制浆的角度来看，用土制浆完成过滤很难达到100 立方米，设备成本和工艺复杂度大大增加；由于以上原因，此处设计选用 2）中的参数：管径（外径）为1146mm（英制4 英寸）（直井和斜井可选用较大型号的管子）)，注浆流量在 4060m 3/h 之间，流速在 1.02.1m/s 之间。4、浆料管道布置原则 煤矿防灌浆灭火技术规程 MT/T702-1997 在“灌浆管道”一节中规定：(1)根据矿山地面制浆方式的不同，地下可采用集中式或分区式制浆管道系统。(2)浆料流入浆料管道前，应设置筛网过滤，筛网孔径为 15-20mm。（3）根据输浆管道的总水头损失值，确定是采用自流（自然压头）输浆还是选择合适（流量和压力）的渣浆泵或注砂泵用于加压浆料输送。(4)浆料管道系统应避免“两端高，中间低”的布置，尽量减少转弯。(5)地下浆液管道应紧贴井壁敷设，固定牢固，并涂上防锈漆。五、注浆、注胶安全措施 为防止在灌浆、注胶时发生灌浆、渗水等事故，灌浆时应注意以下事项：(1)定期观察水质情况。应详细记录灌入采空区的水量和排出的水量。如果出水量很小，说明灌浆区可能有大量泥浆积水。应停止灌浆并采取排水措施。如果出水泥沙量增多，说明采空区可能形成泥浆通道，泥浆不能均匀填满煤矸石之间的空隙，而是直接流到采空区下部。出院。此时应改为注射胶体。（2）灌浆后应浇水几分钟，清洗管道，以免管道内淤泥沉淀。(3)将滤浆设置为密闭的。在灌浆区下部的隧道内，灌浆区和工作区必须用滤浆封隔，要求滤浆封有一定强度，以防止灌浆事故的发生。(4)防止地表水流入井中。在煤层浅部注浆时，要同时填满地表沉陷坑和钻孔，防止地表水流入井内。(5)灌浆区下部开采。在灌浆区下部开挖前，必须对灌浆区进行检查。一旦发现积水，只能在钻孔排水后进行挖掘工作。6、灌浆注胶防火防火效果调查 1、灌浆区温度及气体成分检测 2、派专人定期检查注浆灭火区、注浆防火工作面及其采空区的温度、煤温和出水温度。3、凡有自燃危险的矿山，应建立完善的火束管监测系统或地面瓦斯分析实验室。气体分析的主要成分是：氧气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳。收集气体的地点是：回风巷、上角、采空区氧化带回风侧；-通往火区的侧壁或钻孔；-其他需要的位置。采用人工取样进行地面气体分析时，应满足以下要求：采样必须使用专用采样袋或采样器，采样后 5 小时内送至地面实验室进行分析；灌浆防火区应定期对各采样点进行采样；灌浆灭火封闭区域每天取样一次；-在火灾期间（如果未关闭），在采矿工作面或其他位置每班取样。7、注浆注胶防火区管理 建立消防注浆台账，主要内容应包括-灌浆区的位置；-钻孔工程；-灌浆工程；-防火围墙工程；-气体分析和温度记录；-泥浆分配等 附件二：地面移动注浆注胶灭火系统设计方案 黄泥注浆是煤矿最重要的灭火方法之一。原理是泥浆中的水吸收大量热量，起到灭火和降温的作用。黄土覆盖在浮煤表面，起到氧气屏障的作用，防止氧化。灌浆用于防火灭火时，泥浆浓度对灌浆防火、灭火效果影响很大。泥浆浓度越大，效果越好。现有注浆灭火系统的水土比通常为 5:1 左右，浆液损失大，注浆效率低。而且，倒黄泥时存在严重的“开沟”现象，无法在大空间内有效堆积。下层煤层开采时也容易发生“泥浆”事故。当发现煤层自燃高温点时，采用常规注水、注浆、喷洒抑制剂时，由于重力作用，煤浆流向低处，不能在高处堆积。.;矿浆流向低处冲出沟，不能有效降低块煤部分的温度。停止注浆后，气流渗透顺畅，复燃速度非常快。会促进煤层自燃的发展，恶化工作环境，并有发生水、瓦斯爆炸的危险。使用氮气或惰性泡沫灭火时，需要密闭，气体热容量小，在高温区能带走的热量有限，灭火周期很长，火区复燃概率高。胶体灭火技术集堵漏、冷却于一体，灭火效果好。它已成为煤层自燃火灾防治的主要技术手段之一。1 胶体灭火材料简介 1.1 胶体灭火材料的分类及组成 目前，煤矿使用的灭火胶体主要有四种：1）“凝胶”主要由硅胶组成，由基材（水玻璃）、混凝剂（碳酸氢钠）、增强剂（黄土或粉煤灰等）和水按比例组成。2）“增稠胶体”由增稠悬浮剂（JXF1930）、黄土或粉煤灰和水按比例混合而成。3）“复合胶体”是由胶凝剂（FCJ12）、黄土或粉煤灰和水按比例混合而成。4）“聚合物胶体”是由灭火剂（MCJ12）和水按比例混合而成。胶体中各种物质的作用主要有以下几点：1）水作为溶剂的主要作用是将各种成胶材料通过管道输送到指定地点，起到吸热降温的作用。2）以粉煤灰或黄土为主要填充材料，填充浮煤孔隙，包裹煤体，隔离煤与氧气的接触，阻断火势的发展和蔓延，有利于形成再生的屋顶。3）胶体添加剂的主要作用是对水、粉煤灰或黄土浆进行改性，提高其利用率，提高其消防性能，避免“水爆、爆浆”等二次事故的发生。1.2 胶体灭火材料的性能 该胶体材料具有以下防火性能：1）定水降温性能：胶体 90%以上为水，将易流动的水固化，充分发挥水的降温作用；凝胶形成过程是一个吸热反应，煤温升高使胶体中的水汽化，同时吸收大量热量。2）渗透堵漏性能：成胶材料是一种易流动的液体，渗入煤层缝隙后形成胶体，堵塞漏气通道。3）缓蚀性：混凝剂和基材本身都是缓蚀剂，两者反应生成的物质也是缓蚀剂，胶体具有一般缓蚀剂的性能。4）热稳定性：胶体在 1000 多度的高温下不会熔化或破裂，仍能保持完整，但会因失水慢而干燥开裂。5）填充性能：增加增强剂（黄土、粉煤灰等）用量，增强胶体抗压能力，高浓度胶体泥可填充高腔顶区。6）灭火安全：由于胶体具有放水的作用，用于扑灭煤火时，不会产生大量的水和煤蒸气，会恶化工作环境或引起爆炸。7）有效期：在正常情况下（T90%），胶体可长期储存在煤层中（13个月后现场测量仍完好无损），防止煤层受在火区自燃或复燃。8）凝胶形成时间可控性：凝胶形成时间最短 25s，慢的可控制在 2 小时以上，便于针对不同点火条件和现场使用工艺进行适当调整。为更好地发挥水、灌浆料、胶体材料的灭火性能，根据不同的现场环境、使用条件、应用工艺和原材料成本，森兰科贸XX 公司与科技大学联合研制（增稠胶体）悬浮剂、（复合胶体）胶凝剂、（聚合物胶体）灭火剂等一系列新型胶体灭火材料。1.3 胶体灭火技术特点 1）灭火速度快：由于胶体独特的灭火性能，灭火速度非常快。通常情况下，巷道小围墙内的火灾只需几个小时即可扑灭，工作面后方大围墙内的火灾仅需几天时间即可扑灭。2）安全性好：胶体在松散的煤体内凝固，堵住了漏气通道，有害气体迅速消失；在高温下，胶体不会产生大量的水蒸气，没有水气爆炸和水蒸气伤人的危险。3）火区启封时间短：注胶灭火工程完成后，即可启封火区。4）火区复燃率低：只要高温区有胶体渗入，就不会复燃。胶体性质 固体水；冷却;堵塞；阻塞；填充;有效期长；成胶时间可控；消防安全;速度快 产品名称（增稠胶体）悬浮剂（复合胶体）稠化剂（聚合物胶体）灭火剂 模型 JXF1930 FCJ12 MCJ12 胶状外观 主要用途和 性能特点 增加浆料的粘度、保水性和渗透性；使稀泥达到浓泥的灭火效果；解决泥浆管道输送过程中的沉淀和堵塞问题。实现浆液液固转换；留在指定地点，充分发挥胶体的降温作用和挡风作用；具有粘弹性，可用于框架移动产生的新裂缝的二次密封。实现水的液固转换；堵住煤层缝隙，包裹高温煤体，隔绝氧气，降低煤温，扑灭火源。剂量 0.1%0.06%0.8%指示 均匀撒入浆液中；通过专用设备加入。在注浆点附近，通过矿用移动灭火注胶装置加入注浆管道。消防现场，与水混合，通过矿用移动式消防注胶装置注入火区。适用环境 上采工作面采空区；沿空巷道与采空区相邻；打开切口并停止注浆。下采工作面采空区；与侧采空区相邻的采空区；车道状态和车道顶部；开切口停采线注浆灭火。快速控制和灭火；小型外壳的防火。性能比较 用水灭火 胶体灭火 技术指标 外观：白色固体；粒径：0.06%（复合胶体）；9）灭火剂用量：0.8%（聚合物胶体）。3.5 主要设备及技术参数 1)过滤器制造机 型号：ZLJ-30/60 数量：1 制浆能力：30-60m 3/h；功率：15kw；电压：380V。将粉煤灰或沙子与水混合，连续制备和过滤浆料，以满足浓度和粒度的要求。2)泥浆泵 型号：4/3C-AH 数量：1 流量：80m 3/h；功率：22kw；头部：30m；电压：380V。长距离运输灌浆和灌浆。3）矿用移动式灭火注胶装置 型号：ZHJ-5/1.8G 数量：1 流量：5m 3/h；功率：7.5kw；压力：1.8Mpa；电压：380/660V。可单独使用，也可与系统配套使用，实现浆液到达使用地点后的液固转换。3.6 设备尺寸和重量 1)滤纸机：3600 mm 2000 mm 2100 mm；4800 公斤 2）泥浆泵：2300 mm 1300 mm 1050 mm；455 公斤 3）矿用移动式灭火注胶装置：2000mm 600mm 780mm；415 公斤。