注凝胶防灭火.doc

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注凝胶防灭火

凝胶防灭火技术是近几年发展起来的新型防灭火技术，该技术集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于一体，较好地解决了灌浆、注水的泄漏流失问题；技术工艺及设备与井下有限作业空间等实际条件的适应性，使该技术在灭火过程中充分发挥其效能，快速有效地控制和扑灭火势。

已成为煤矿井下必不可少的防灭火技术之一。

该技术具有如下特点：

a.灭火速度快：

由于胶体独特的灭火性能，其灭火速度很快，通常巷道小范围的火仅需几小时即可扑灭，工作面后方大范围的火也只需几天即可扑灭。

b.安全性好：

胶体在松散煤体内胶凝固化、堵塞漏风通道，故有害气体消失快；在高温下，胶体不会产生大量水蒸汽，不存在水煤气爆炸和水蒸汽伤人危险。

c.火区启封时间短：

注胶灭火工程实施完，不需等待（《煤矿安全规程》规定各项指标达到启封条件后还需观察稳定一个月才能启封），即可启封火区。

d.火区复燃性低：

高温区内只要有胶体渗透到的地点都不会复燃。

第一节凝胶材料选择及配比

凝胶由基料、促凝剂和水按比例混合而成。

主料为硅酸钠水溶液、促凝剂为碳酸氢钠。

设计比例：

基料：

促凝剂：

水=10：

4：

86（重量比）。

第二节注凝胶设备

①注胶设备：

NJB-1-80型凝胶泵，见图10。

该设备是一种用来输送凝胶（水+基料+促凝剂）的泵组，由山西先导科技开发有限公司研制开发。

它可自动地将水、基料、促凝剂按一定比例混合后，经三个出液口输送到用胶地点。

根据各种材料的配比不同，凝胶混合液可在十几秒至几十分钟内形成固态胶体，用于煤矿直接灭火和堵漏。

图10凝胶泵及凝胶

②凝胶泵性能参数

主泵流量：

80L/min；

辅泵流量：

3-8L/min，可无级调节；

压力：

0.5-2.0MPa；

电机功率：

5.5kW；

电机转速：

1440rpm；

整机重量：

220kg；

外形尺寸：

长×宽×高=1100×540×780（mm）。

③输送胶管

输送胶管规格见表2。

表2输送胶管规格

主泵井口胶管

主泵井口胶管

辅泵进口胶管

辅泵进口胶管

内径

（mm）

长度

（m）

内径

（mm）

长度

（m）

内径

（mm）

长度

（m）

内径

（mm）

长度

（m）

19～20

≤4

19～20

≤300

32～33

≤6

24～26

≤300

基料泵

促凝剂泵

基料箱

促凝剂料箱

混合器

分流器

至钻孔

钻孔

阀门

泵入口

泵出口

泵入口

泵出口

图11设备连接图

图12压注凝胶示意图

第三节操作步骤

①起动操作

a.首先检查机器各紧固螺丝，不得有松动现象。

b.检查各泵和流量调节器（变速器）油箱内的润滑油，必要时加入各自的润滑油。

泵用润滑油是30～40号机油，变速器用专用的UD润滑油（不可用其它机油代替）。

c.盘车检查各泵能否转动自如。

d.检查电器开关、起动器。

e.检查各输送胶管、接头和过滤网。

f.将主泵吸水管和溢流管放入配好促凝剂的水箱中；将胶管的吸管和溢流管放入胶料箱（或胶料桶）中。

g.打开混合器出口的3个阀门。

待起动正常后再按需要关掉1～2个。

任何情况下必须保证有1个阀门全开且畅通。

h.接通电源。

②注胶过程中的操作

a.待基料料箱内的基料注完后，可在不停机的情况下快速地把吸料管和溢流管换进另一只基料料箱中，这样可保持连续注胶。

促凝剂箱只需不断地往料箱中补充材料，不需要来回移动吸料胶管。

b.胶料流量无级调节器（变速器）只能在泵运转的情况下调节，严禁停机时调节。

c.泵的调压器是用来限定注胶压力并防止电机过载的，供货时已经调好，不要随意调节。

注胶时若发现溢流管有溢流，首先要检查输送管和混合器是否堵塞，混合器出口阀门是否打开。

一般情况下是不会有溢流的。

③停泵操作

a.注胶结束后，必须将主泵和胶泵都输送清水3分钟以上，并同时将混合器的3个出料阀门都打开，以保证泵内、管内和混合器内没有混合液和胶料存在。

b.将各泵的吸管从清水箱中拿出，将吸口放在无粉尘和杂物的地方（最好用手拿着），让泵继续运转吸水5分钟，这样可将泵内的积水排出。

c.断电。

d.清洗混合器，确保畅通。

④正常维护

a.新机器运转一个月后，应全部更换泵内和变速器内的润滑油。

b.阶段性注胶结束后，应将机器全部运上地面进行清洗、维护和保养，以备下一阶段注胶时机器能及时、正常地投入使用，同时也可延长机器使用寿命。

c.发现流量偏小时，检查泵的密封圈和吸、排液阀，磨损严重或损坏应即时更换。

d.检查三角皮带是否放松。

过松是可首先用皮带张紧螺钉调节拉紧。

若仍不能拉紧，可考虑将泵垫高。

只要皮带不损坏就不需更换。

若需要更换时，必须每泵的两根或两泵的四根皮带同时更换。

第四节施工准备及步骤

①施工准备

a.准备两个0.5m3的铁箱（φ0.8m，高度1m），用于储存基料；并准备1个0.6m3（φ0.9m，高度1m）的铁箱，用于配制促凝剂溶液。

将3个铁箱放置于灭火巷道内的注胶设备附近；

b.配好设备入口管路，并配好设备出口的变头，使之能与混合器通过25mm的高压软管相连；

c.配好混合器出口变头，使之能与25mm的注胶高压软管连接，并准备25mm的注胶高压软管10根（10m长的6根，5m长的4根）；

d.1寸阀门6个（注胶时接在钻孔上，钻孔泄漏时可随时关闭阀门）；准备l寸管（接钻孔口的l寸阀门）变25mm的高压接头（接25mm的注胶高压软管）的变头6个，连接设备出口和注胶钻孔；

e.根据其它矿的灭火经验，基料在井下的运输相当困难，为了便于井下基料运输，可将基料用汽油桶运至巷道开口处，用泥浆泵将基料通过管道输送到注胶设备的基料储存箱；

f.每班按注胶6小时计算，每班注胶量为30m3。

井下胶体材料需保证2天的用量，基料量为18t（54桶），促凝剂量为7t（140袋）。

地面需保证5天的用量，基料量为45t，促凝剂量为18t；

g.基料的泥浆泵两台，流量为3m3/h。

并铺设输送基料的管路。

②注胶顺序

先注终孔位置较低的钻孔，再注终孔位置较高的钻孔，防止因注高位孔时，堵塞低位孔。

③施工步骤

a.将基料用泥浆泵输送到基料储存箱，每班需用泥浆泵输送基料两次（共3t），第一次输送4桶（约1m3，重1.3t），根据注胶设备流量，可使用约3小时，第二次输送5桶。

b.注胶前先接清水管冲冼每个钻孔3～5分钟。

c.将注胶管路连接好（每次连接3个），注胶泵入口管路放入相应的料箱，启动注胶泵压注凝胶。

待基料料箱内的基料注完后，可在不停机的情况下快速地把吸料管和溢流管换进另一只基料料箱中，这样可保持连续注胶。

促凝剂箱只需不断地往料箱中补充材料（每3分钟向料箱内添加1袋），不需要来回移动吸料胶管。

d.随时检查各钻孔的进胶情况，如发现有不进胶的钻孔，应及时将其拆下，接上清水管冲冼。

e.如有钻孔从钻孔周围向巷道返胶，应先将基料吸液管从料箱中拿出，待注胶管冲冼过后，再关闭该钻孔的阀门，然后再将基料吸液管放入料箱继续注胶。

待将该钻孔处理好后，再打开阀门继续注胶（或接至其它钻孔注胶）。

f.停止注胶后，再用泵继续注清水5分钟，冲冼注胶管路，防止凝胶堵塞高压软管。

g.将每班注胶量及注胶情况及时填入现场记录本，以便下一班查询，并向防火办公室汇报。

第五节其它安全技术问题

①在施工过程中应制订各工序操作规程和安全技术措施。

②预防水、电、机械等人身伤害事故。

③对操作人员进行培训教育，确保工程质量。

④材料要防雨、防风；包装带要收集，以免造成环境污染。

⑤灌浆站及材料库要建立在洪水水位线以上。

⑥各工程在施工过程中按各自行业规范操作。

⑦施工期间要严格监控地面灌浆浆液是否流入井下工作面和巷道，并加固所有与采空区联通的密闭。

第六节凝胶防灭火系统设备选型

NJB-1-80凝胶泵2台5.5kW

混合器、分离器1套现场加工

主泵进口胶管Φ204m

辅泵进口胶管Φ326m

主泵出口胶管Φ20300m

辅泵出口胶管Φ24300m

1.1m3翻斗式矿车5辆