1、书书书 犐犆犛 犇 中华人民共和国煤炭行业标准 犕犜犜 代替 煤矿灌（注）浆防灭火技术规范 犜犲犮犺狀犻犮犪犾狊 狆 犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀狅犳犳犻狉犲犳犻 犵 犺狋犻狀 犵 犫 狔犵 狉狅狌狋犻狀 犵 犻狀犮狅犪犾犿犻狀犲狊 发布 实施 国家煤矿安全监察局发布 书书书 目 次 前言 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G
2、21 范围 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 规范性引用文件 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G2
3、1 G21 术语和定义 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 一般要求 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21
4、 G21 G21 矿井注浆防灭火设计 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 注浆材料 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21
5、主要注浆参数 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 制浆方式和方法 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 输浆管路 G21
6、G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 注浆方法 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 注浆防
7、灭火的效果考察 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 G21 犕犜 犜 前 言 本标准按照 标准化工作导则 第 部分：标准的结构和编写进行编写。 本标准对 煤矿注浆防灭火技术规范进行了修订，并代替 。 与 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下： 修改了本标准的适用范围（见 ， 年版的 ）； 修改了注浆材料种类（见 ， 年版的 ）； 增加了注浆添加剂指标（见 ）； 删除了灌浆系数（见 年版的 ）；
8、 增加浆液覆盖厚度（见 ）； 修改了土水比（见 ， 年版的 ）； 修改了注浆量计算公式（见 、 ， 年版的 ）； 修改了输浆管路临界直径计算公式（见 ， 年版的 ）； 修改了输浆管路水头损失计算公式（见 ， 年版的 ）； 增加了输浆管路总水头损失值计算公式（见 ）； 增加了输浆泵扬程计算公式（见 ）。 请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国煤炭工业协会提出。 本标准由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司、西安科技大学。 本标准主要起草人：王正辉、李尚国、叶正亮、徐俊、刘国忠、陈明河、张辛亥、
9、文虎、邓军、许廷辉。 本标准的历次版本发布情况为： 。 犕犜 犜 煤矿灌（注）浆防灭火技术规范 范围 本标准规定了煤矿注浆防灭火工艺过程的一般要求、矿井注浆防灭火设计、注浆材料、主要注浆参 数、制浆方式和方法、输浆管路、注浆方法和注浆防灭火的效果考察等。 本标准适用于矿井注浆防灭火的设计、施工与实施，也可作为矿井注胶防灭火的设计、施工与实施参考。 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 煤炭矿井工程基本术语标准 煤炭矿井设计防火规范 术语和定义 下列术语和定义
10、适用于本标准。 注浆防灭火方法 犿犲狋犺狅犱狅犳狆狉犲狏犲狀狋犻狀犵犪狀犱犲狓狋犻狀犵狌犻狊犺犻狀犵犮狅犪犾狊犲犪犿犳犻狉犲犫狔犿犲犪狀狊狅犳犵狉狅狌狋犻狀犵 将注浆材料细粒化后加水和添加剂制备成浆液，用水力输送到防灭火区域内，达到封堵漏风通道、 包裹煤岩阻止氧化、冷却煤岩温度而预防或扑灭矿井火灾的一项技术措施。 沉降速度 狊犲狋狋犾犻狀犵狏犲犾狅犮犻狋狔 浆液的悬浊液液面在量筒中下降的平均速度。 临界稳定时间 犮狉犻狋犻犮犪犾狊狋犪犫犾犲狋犻犿犲 浆液的悬浊液液面在量筒中下降的时间。 塑性指数 狆犾犪狊狋犻犮狊犻狀犱犲狓 表征注浆材料的可塑性的指数。 黏度系数 狏犻狊犮狅狊犻狋狔犮狅犲犳犳犻
11、犮犻犲狀狋 表征浆液内部微粒间阻碍其相对流动的一种内摩擦特征的系数。 胶体混合物含量 犪犿狅狌狀狋狅犳犿犪犵狀犲狊犻狌犿狅狓犻犱犲犮狅犾犾狅犻犱犿犻狓狋狌狉犲 浆液中的固体材料所含极细散胶体部分的体积百分比含量。 含砂量 狇狌犪狀狋犻狋狔狅犳狊犪狀犱 注浆材料中， 粒径的砂质成分的重量百分比。 犕犜 犜 氧化交叉温度 犮狉狅狊狊狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犻狀狅狓犻犱犪狋犻狅狀 物质在氧化反应炉中氧化升温曲线与反应炉加热升温线的交点的温度值。 土水比 狉犪狋犻狅狅犳犮犾犪狔狋狅狑犪狋犲狉 注浆防灭火浆液中的固体材料的自然堆积体积与水的体积之比。 浆液的制备 狆狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀狅犳犵狉狅狌狋 将注
12、浆材料、水和添加剂混合用水力或机械搅拌的方式形成浆液的制造方法。 注浆方法 狑犪狔狊狅犳犵狉狅狌狋犻狀犵 用钻孔或专门设置的管路将浆液注入防灭火区域的方法。 采空区氧化带 狅狓犻犱犪狋犻狅狀狕狅狀犲犻狀犵狅犫 在采煤工作面采空区中的煤最易氧化自然发火的区段。 一般要求 采用注浆防灭火的矿井需备有完整的采掘工程平面图、通风系统图及注浆管路系统图。 新设计矿井应有所有煤层的自燃倾向性鉴定报告。 生产矿井延深新水平时，应有所有煤层的自燃倾向性鉴定报告。 应有注浆材料来源、种类、数量及其有关性能的分析资料。 矿井注浆防灭火设计 主要内容 矿井注浆防灭火设计的主要内容应包括： ） 选用的注浆材料种类及其
13、性能分析资料； ）主要注浆参数； ）浆液的制备方式和方法，注浆设备和系统； ）输送浆液的管路系统及计算； ）注浆方法； ）矿井注浆防灭火效果考察； ）矿井注浆防灭火安全措施。 工程实施 矿井注浆防灭火设计的工程实施由基建施工单位（基建矿井）或矿井（生产矿井）负责进行，设计部 门派人到现场指导。 工程验收 矿井注浆防灭火设计的工程完工后由批准部门组织验收。 犕犜 犜 注浆材料 注浆材料种类 注浆材料主要包括：黄土、页岩、矸石、粉煤灰、尾矿、沙子、水泥、胶体材料等。 注浆添加剂主要包括：悬浮剂、增稠剂、发泡剂、胶凝剂、减水剂等。 成浆性能指标 注浆材料成浆性能指标应达到如下规定： ） 沉降速度 ；
14、 ）临界稳定时间为 ； ）塑性指数 （粉煤灰可小于 ）； ）黏度系数（ ） ； ）如果纯浆液沉降速度、临界稳定时间、塑性指数及黏度系数达不到上述要求，可加入添加剂， 使其满足上述要求。 氧化性能指标 用矸石、粉煤灰、尾矿作注浆材料时，其指标应达到如下规定： ） 氧化交叉温度在 以上； ）固定碳含量不大于 ，含硫量不大于 ，烧失减量不大于 ，发热量不大于 。 粒度要求 页岩、矸石应经破碎、湿式球磨机球磨，其粒度要求在 以下，其中大于 的粒料应占 以下，小于 的粒料应占 以上。 注浆添加剂指标 用悬浮剂、增稠剂、发泡剂、胶凝剂、减水剂等作注浆添加剂时，其指标应达到如下规定： ） 无毒无害，对人无危
15、害，对设备无腐蚀，对环境无污染； ）具有良好的稳定性，灭火时不会产生有毒有害气体。 主要注浆参数 浆液覆盖层厚度 防火注浆浆液覆盖层厚度为 ，灭火注浆浆液覆盖层厚度相应加大。 土水比 矿井防灭火注浆浆液的土水比应为 。 工作面注浆量 工作面注浆量按式（ ）计算： 犙 犌犠犺 （ ） 犕 犎犔犖狋 （ ） 犕犜 犜 式中： 犙 工作面注浆量，单位为立方米每小时（ ）； 犌 工作面日产煤量，单位为吨每天（ ）； 犠 沿工作面布置方向的注浆宽度，单位为米（ ）； 犺 浆液覆盖层厚度，可取 ，单位为米（ ）； 土水比的倒数； 犕 浆液的制成率，可取 ； 煤的密度，单位为吨每立方米（ ）； 犎 工作面回
16、采高度，单位为米（ ）。 犔 工作面长度，单位为米（ ）； 犖 注浆添加剂防灭火效率因子，可取 ； 狋 矿井注浆时间，单位为小时每天（ ）。 矿井注浆量 矿井注浆量按式（ ）计算： 犙 狀 犻 犙， （ ） 式中： 犙 矿井注浆量，单位为立方米每小时（ ）； 狀 同时注浆的工作面个数。 制浆方式和方法 制浆方式 根据矿井注浆材料的来源和当地气候条件等，可选择地面集中式制浆和井下移动式制浆方式。 黄泥、粉煤灰等细粒料的制浆方法 水力制浆 一般采用人工或机械取土（灰），将土（灰）疏松，经水力（水枪）冲刷混合成浆。当采用水枪直接取土 时，其供水压力、水流量和台数应能满足取土制浆的要求。水力制浆过程中
17、应严格控制土水比。 机械搅拌制浆 应建立浆池，黄土（灰）加水在浆池中搅拌成均匀浆液后即可输入井下。浆池应按需要设 个 或者以上，一个进行注浆作业，另一个进行搅拌制浆，交替使用。浆池的容积应能保证注浆量的 要求。 自动化机械搅拌制浆 采用机械化成套装置，把黄土（灰）和水定量混合制成浆液，在制浆过程中要保证浆液配比和流量稳 定可靠。 页岩浆和矸石浆的制浆方法 页岩浆和矸石浆的制浆方法相似，将页岩和矸石破碎磨粉后进行制浆。 犕犜 犜 沙浆的制浆方法 从储沙场挖取沙子，运到矿井地面制浆站，将沙子或者沙子和悬浮剂用专门的搅拌筒加水搅拌成 浆，或用专用设备制浆。 注浆期间浆液灌注量和土水比的测定 在注浆期
18、间，每班测定浆液灌注量和土水比，测定浆液灌注量可用体积法，测定土水比可采用比 重法。 胶体材料的制胶方法 煤矿防灭火用的胶体材料是由基料、促凝剂和稳定剂按一定的比例与水混合后，最终生成的胶体状 混合液。 输浆管路 输浆管路临界直径 输浆管路临界直径按式（ ）计算： 犇 犙 犵 （） （ ） （ ）（ ） （ ） 式中： 犇 管路的临界直径（内径），单位为米（ ）； 犙 管路通过流量，单位为立方米每小时（ ）； 固体颗粒的抑紊减阻系数，可取 ； 水的摩阻系数； 犵 重力加速度，单位为米每二次方秒（ ）； 注浆材料的真密度，单位为吨每立方米（ ）； 水的密度，单位为吨每立方米（ ）； 浆液的密度，
19、单位为吨每立方米（ ）； 颗粒平均自由沉降速度，可取 ，单位为米每秒（ ）； 注浆管道的当量粗糙度，单位为米（ ）。 输浆管路的水头损失 输浆管路的水头损失按式（ ）计算： 犻 犵犇 犓 狌 （） （） （ ） 式中： 犻 输浆管路沿程水力坡度，单位为兆帕每米（ ）； 浆液流速，单位为米每秒（ ）； 犇 管道内径，单位为米（ ）； 犓 颗粒推移运动比例与自由沉降速度和流速之间的关系系数，可取 ； 狌 颗粒与管道的摩擦阻力系数，可取 。 犕犜 犜 输浆管路的总水头损失值 输浆管路的总水头损失值按式（ ）计算： 犎 （ 犓 ） 犿 犼 （ 犔 犻 ）（ ） 式中： 犎 输浆管路的总水头损失数值，单
20、位为兆帕（ ）； 犓 输浆管路局部阻力损失系数，可取 ； 犿 输浆管路段数； 犔 分段管路长度，单位为米（ ）。 输浆泵扬程计算 由输浆管路的总水头损失值，确定是采用自流（靠自然压头）输浆还是选用相适应（流量和压力）的 浆液泵加压输浆，所需清水扬程按式（ ）计算： 犎 犎 犎 犺 犓犓 （ ） 式中： 犎 输浆泵清水扬程，单位为兆帕（ ）； 犎 输浆管路末端剩余水头，单位为兆帕（ ）； 犺 输浆管路排出点管中心与输浆泵吸入口管中心的高差，单位为米（ ）； 犓 输浆泵扬程降系数，可取 ； 犓 输浆泵磨损扬程折减系数，可取 。 输浆管路铺设 输浆管路系统应避免出现“两头高中间低”的布置方式，并减少
21、拐弯。 井下输浆管路应紧靠井巷壁铺设，固定牢固，并涂以防锈漆。 每次注浆后应立即用清水冲洗管路。 注浆方法 注浆方法的选择 根据矿井的具体条件，可选择一种或几种注浆方法。 钻孔注浆 按防灭火区的条件可采用两种形式： ） 从井下巷道或钻场向注浆区域打注浆钻孔，封孔要严密，钻孔与输浆管路的连接要牢固，并能 承受最大的注浆压力； ）从地面直接向注浆区域打注浆钻孔，钻孔内应全长度下套管或下至基岩端顶部。 埋管注浆 随着采煤工作面推进向采空区内埋设管道进行注浆，出浆口距工作面的距离应不小于 。 密闭墙插管注浆 工作面回采后从密闭墙上方的注浆管向采空区注浆。此时，密闭墙的强度应满足注浆的要求，注浆 犕犜
22、犜 时应派专人监护，一旦发现有溃浆征兆时，应立即停止注浆。 注浆区积水处理措施 注入采空区的浆液中脱出的水一部分被围岩吸收，一部分滞留在注浆区的下部空间。 ） 采用注浆防灭火时应当有注浆前疏水和注浆后防止溃浆、透水的措施； ）在注浆区下部进行采掘前，必须查明注浆区内的浆水积存情况。发现积存浆水，必须在采掘 之前放出；在未放出前，严禁在注浆区下部进行采掘作业。 注浆防灭火的效果考察 注浆区温度和气体成分的检测 派专人定期检测注浆灭火区、注浆防火工作面、采空区内及钻孔孔底的气温、煤温和出水温度。 开采容易自燃和自燃煤层的矿井均应建立连续监测采空区气体成分变化的监测系统或地面气 体分析实验室。气体分
23、析成分主要有：氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等气体成分。 采集气体的地点为： ） 采煤工作面的回风巷、回风隅角、采空区氧化带回风侧； ）通向火区的密闭墙内侧或钻孔内以及观测孔底部； ）其他需要的地点。 采用人工取样在地面进行气体分析时，应符合以下要求： ）取样应使用专用取样袋或取样器，取样后应在 内送到地面实验室进行分析； ）注浆防火区域应定期对各取样点取一次样； ）注浆灭火封闭区域内每天取一次样； ）采煤工作面或其他地点在发火期间（未封闭的情况下）每班取一次样。 注浆防灭火区的管理 建立防灭火注浆台账，主要内容应包括： ）注浆区位置； ）钻孔工程； ）注浆工程； ）防灭火密闭墙工程； ）气体分析及温度记录； ）浆液分布状况等。 火区熄灭标准、注销和启封要求以及防火墙的管理，均应遵循煤矿安全规程的规定执行。 犕犜 犜 书书书 书书书 G21 G22 G22 G21 G22 G23 G21 G23 G22 G23 G22 犕犜犜 中华人民共和国煤炭 行业标准 煤矿灌（注）浆防灭火技术规范 应急管理出版社 出版 （北京市朝阳区芍药居 号 ） 网址： 北京建宏印刷有限公司 印刷 全国新华书店 经销 开本 印张 字数 千字 年 月第 版 年 月第 次印刷 社内编号 定价 元 版权所有 违者必究 本书如有缺页、倒页、脱页等质量问题，本社负责调换
