在该注砂防灭火实验系统中,三相泡沫中含有粉

作者: 公司文化  发布:2019-10-03

煤炭自燃是本国矿井的严重性灾祸之一。在国内国有主要煤矿中,有自然发火的竖井占矿井总的数量的约得其半,因煤炭自然则引起的火灾占矿井火灾总的数量的十分之八~94%。特别是煤矿采空区内遗留残煤多、漏风严重,使得自然发火频仍,已变为制约煤矿发展的显要因素之一。 近些日子,采空区的防灭火本领首要有注N2防灭火技巧和灌浆灭火本领。在采空区注氮能够减低空气中的O2含量,缩短氧化带的限制,使采空区浮煤耗氧速度下跌,氧化发生热量减少,进而到达制止和治理采空区自然发火的目标。而灌浆防灭火本事是较为遍布的一种防灭火技术,以水及黄泥可能砂子为主剂,再辅以局地增多剂,如悬浮剂等,在制浆罐中制浆,然后将其经过钻孔注入到采空区中,提升防灭火的法力。 本文将对依附守旧注砂本事上前进起来的新的注砂防灭火技巧进行调查研讨。意在克制守旧注砂技巧在事实上行使中才干上的局限性,并丰盛思考神东矿区的其实境况因素,使其在最大限度地获得完美。指标是使那项才干能越来越好的适应神东矿区安全生产的渴求。 1 注砂防灭火实验系统 1.1 注砂实验系统一整合合 注砂防灭火实验系统如图1所示。 在该注砂防灭火实验系统中,首先是将山砂和水遵照1:1.47~1:4.41体量比注入注浆池进行混合,同期把在山砂悬浮剂生产车间生产的山砂悬浮剂增添到制浆池里使砂浆到达适合的粘度,然后将制好的砂浆送入输送管道来张开尝试系统的监测和决定。 同不平日候在尝试进度中树立1个监察和控制种类,其是因而传感器测定砂浆的温度、粘度、压力、流量来收罗相应的模拟时限信号,由数据采撷卡将征集到的这几个连续信号经模数转换输入到Computer中,利用所编写的管理器程序开展消息管理,然后再将数字频域信号转变为模拟非连续信号通过调节和测量试验电机转速来决定注砂系统,使之完毕活动监控,进而获得了确定的数码参数,为现场实际注砂系统规划和设施选型提供理论依靠。 1.2 注砂泵图片 1 图1 注砂防灭火实验系统结合图 本实验所选的为G85-1单螺杆泵,其同意的参天粘度为200Pa·s,理论最大流量为43.5m3/h。该螺杆泵的说道压力大,可以满意输送管道所需的下压力,且转速能够通过电磁调速电机来调解。在本实验系统中利用的YCT型电磁调速电机,适用于恒转矩负载的交换无级调速设备。 1.3 和弄器 掺和器设置在制浆池内,其目标是用来使山砂、水和悬浮剂混合均匀,提升砂浆的防灭火品质。拌和器的转折也是因此1个YCT型电磁调速电机来支配的。 1.4 监察和控制系统 数据搜聚卡。该实验系统选取UA303型A/D收集卡。数据采撷卡与Computer的连年时在本监察和控制系统中选择USB接口连接。 温度的监测。在该实验系统中,温度必要范围是60~70℃。选取AD590型的温度传感器。粘度的监测。在该监督系统中选取H-BD5VS1742型的粘度传感器。其是一种手持式传感器,设计美妙.全体数据足以掉电保存。具有现场总线援救力量和RS232/485通讯接口。管道压力的监测。依据该监察和控制种类的特征和急需,接纳CYZ102型的下压力传感器。 管道流量的监测。在该系统中选拔使用Mag一体式电磁流量计。其首要用途为度量密封管道中程导弹电液体和浆液的体量流量。电磁流量计是选用电磁感应原理来衡量管道中程导弹电液体的平分流速,即若感应强度不变,流体充满管道流动,电磁流量计的反响电动势与流量成线性关系。 2 监察和控制类其余软件设计 应用软件程序选用VB语言编写,操作系统为Windows98或Windows三千。VB语言有很好的窗口操作性,非凡的分界面,所以该种类采用VB实行支付。该程序界面遵照监察系统的例外成效分为2个单元。一个是调整单元,通过电磁调速电机能够对注砂防灭火系统中的泵和和弄器的倒车实行调控。个中,一号电机调控泵的转发,二号电机调控和弄器的转化,并能够透过增加速度、减速对电机转速举行调整,与此同一时间设定的转速和电机的实际转速也能够显得在该分界面上。另七个为访问单元,展现出通过数量收罗卡搜集到的压力、流量及粘度等数据。同一时间,可以总结出实验系统中所用Φ100mm和Φ125mm管道的压差并据此推算出实际现场中4000mΦ100mm和Φ125mm管道的压差。 3 实验过程及解析 3.1 实验进程神东试验矿井的采空区注砂防灭火系统在实验室进行模拟试验,其考试步骤如下。 检查管路。周全检查注砂系统一管理路,确认保证管路中的阀门处刘恒确职业意况。 清澈的凉水试验。先将管路中的水排空,在和弄器中放水1.4m3,惦念管路有余水0.1m3,计1.5m3。开泵循环,和弄器中的水的体积大概为0.7m3,记录该刻度的其实水容积。举行清澈的凉水的流淌阻力、流量试验。 悬浮剂试验。将管路系统中的清水排空,将消化摄取罐中的含15kg的悬浮剂溶液注入到掺和器中,再注水使其体积到达1.4m3,开泵循环,进行悬浮剂的流淌阻力、流量试验。用温度传感器度量出悬浮剂的温度。 注砂试验。通过 设置1个液位计衡量制浆池中的液位,使砂水遵照既定的百分比1:1.47~4.41参预到制浆池中。。在悬浮剂溶液中分别按以下要求加砂举行试验:第二回,加砂500kg,使水砂质量比为3:1,举办巡回,测量检验流动阻力;第二遍,加砂250kg,使水砂品质比为2:1,实行巡回,测量检验流动阻力。第一遍,加砂750kg,使水砂质量比为1:1,实行巡回,测量试验流动阻力。每一回循环时间10min。 阻力试验。每一遍阻力试验按4个流量举办,即螺杆泵在1000r/min、800r/min、600r/min、400r/min转速的流量下,举行清澈的凉水、悬浮剂、山砂的流淌阻力试验。各类循环的安静时间应>5min。 排浆。将螺杆泵调至中间转播化,开启制浆池入口处的阀门(保险谈话阀门关闭),实行排浆。 洗濯管路。向搅动罐中注入清澈的凉水,将螺杆泵调至中间转播发循环3~5min左右,开启排放污水阀排出剩余砂浆。 排水、整理仪器和设施。 3.2 实验结果深入分析实验数据的计算结果如表1所示。 表1 实验数据计算表图片 2 如表1所示,在4个差异的电机转速,即一千r/min、800r/min、600r/min、400r/min转速下来测验经理道中的流量变动情况时,流量随着转会的下挫而下跌。而系统软件程序搜集到的流量数据经过周密改良之后与在流量转变器上直接读取的数量相平等。由于管道中的沿程阻力损失,故在同等管道内从p1到p2,从p3到p4压力应该是稳步下滑的。 表中还各自总括出了陆仟mΦ100mm管道的压差和陆仟mΦ125mm管道的压差,那足以知足现场2个管道的输送压力。试验获得的参数为现场注砂防灭火系统的布署和器材选型提供了驳斥依据。 4 结 语 本文的翻新之处在于:通过对神东矿区其实情况的调查商讨,开垦了一种适用于该矿区的经济平价的注砂防灭火系统,并达成生育进度中的自动监察和控制。首要表未来偏下2个方面: 在该系统中,防止了守旧注砂本领的坏处,并结成了神东矿区本地的其实际情状况,有效应用本土丰裕的山砂能源,参与研制的山砂悬浮剂,解决了山砂极易沉淀在管路中变成管道堵塞和对管路磨损严重的标题。 由于该试验进程复杂,要求通晓的参数又非常多,所以在此举行了机动监察和控制,并付出了有关软件。那足以明白系统的实时运维状态,同有的时候候也能够决定体系中的电机的运维,化解了昔日对注浆系统监测、调控的零散性和不准确性。进而得以拉长该领域内的自动化水平,对加速灌浆防灭火本事的向上起到了必然的推进职能。

摘 要:黄泥灌浆和胶体防灭火技巧是煤层自燃火灾防治的主要招数之一,多职能灌浆注胶防灭火系统将这两项才能有机地给合在一齐,提高了系统利用率。该系统能够运用黄土、粉煤灰、砂土、矸石等多样灌浆质感,完成了分裂浓度浆液的张罗及高浓度浆液的管路输送,进步了灌浆效能。完善的自动化调节系列确认保障了灌浆注胶防灭火系统的和谐平运动行,减少了人为因素的熏陶,升高了系统的可操作性。通过各样外加剂加多系统,转换外加剂,达成了大流量地压注稠化胶体、凝胶、复合胶体等各个流行防灭火材质,有针对性地拍卖种种分化景况下的煤层自燃。应用该种类成功地扑灭了五虎山矿业大学范围高小火区,保险了402综合机械化采煤面包车型客车日喀则采出。 关键词:煤层自燃; 灌浆;胶体;防灭火

一、施行背景

黄泥灌浆是煤层自燃火灾防治的最重要招数之一[1],由于一些地段(特别是煤层自燃严重的西面地区)黄土财富恐慌,有不可缺少运用部分代表质感用于灌浆防灭火,且现成灌浆防灭火系统的制浆浓度不或然调整,水土比经常十分的低,井下浆液流失量大,灌浆功用低,若进步泥浆浓度,黄土易在管路中起伏,现身堵塞管路的主题材料。胶体防灭火技艺[2~6]集堵漏、温度下跌于一体,防灭火效果佳,已改为煤层自燃火灾治理的基本点技巧手段之一,但利用井下移动式注胶防灭火系统,设备安装运维及资料运输均无法火速施行,且注胶流量小,材质运输量大,使得灭火效用裁减。

开采掘进专业面向深部的拉开使得巷道压力叠合、煤体破碎程度持续增高,极易抓住煤体的自燃。常村矿原来注浆、注胶、注氮、注粉煤灰等防火措施,但各个方式都有友好的欠缺制约着防火火效果。

因而,有要求根据各市的实在处境,创设多效益灌浆注胶防灭火系统,使其可以运用黄土、粉煤灰、砂土、矸石等三种灌浆材料,且达成分裂浓度浆液的张罗及高浓度浆液的管路输送,提升灌浆功能,并透过向灌浆系统中步入少许外加剂,达成压注凝胶和复合胶体材料等成效,有指向地拍卖各类差异情形下的煤层自燃。

二、施工方案:

2系统组成及职能

于21150做事面试验固、液、气三相复合防灭火材料,以战胜原有防火措施的阙如,达到更加高的防火效能。通过反复现场试验理解并调控三相泡沫防火质感质量。

矿井多职能灌浆注胶防灭火系统由本地和井下两部分组成,系统结合见图1、图2和图3,对于本地煤层自燃火灾防治,仅需将井下部分移至地点就可以。

三相泡沫是由气(氦气或空气)、固(粉煤灰或黄泥等)、液相经发泡而变成的富有自然分散连串的混合体。粉煤灰或黄泥浆注入氖气发泡后形成三相泡沫,体量大幅增大,在采空区中可向高处堆放,对低、高处的浮煤均能使得地掩没,幸免了常常注水或注浆工艺中浆水易沿阻力小的锦绣前程流失的光景;氧气能卓有作用地固封于三相泡沫之中并减弱到火区尾巴部分,随泡沫破灭而释放出,足够发挥了氯气的惰化、抑爆功能;三相泡沫中含有粉煤灰或黄泥等固态物质,那些固态物质组成三相泡沫面膜的一部分,可在较长期内维持泡沫的太平盛世,泡沫破碎后有着一定粘度的粉煤灰或黄泥仍可较均匀地覆盖于浮煤上,有效地拦截煤对氧的吸附,防止了煤的氧化,进而遏制煤自燃的进度。上述剧情申明三相泡沫具备温度下跌、阻化、惰化、抑爆等综合性防灭火品质。

2.1灌浆

在21150职业面采空区变成标准的浇灌工艺,于职业面上隅角每半月向采空区大流量灌注三回三相泡沫,充填氧化带漏风通道,阻化遗煤自燃。

各样制浆料通过浆料破碎过滤及输送系统送至三番五次式定量制浆系统内,与水泵输送过来的水定量混合(水土比为1:1~1:0可调)、和弄成浆后,输送至滤浆机过滤,然后由渣浆泵输送至井下灌浆管网系统,输送到灌浆地方。

三、首要内容及立异点:

2.2压注稠化胶体

1、重要内容

浆液浓度异常的大,或行使沉降速度一点也不慢的砂土或粉煤灰制浆时,需经过外加剂增添系统A向浆液中步向稠化悬浮剂,形成稠化胶体后,再输送至灌浆管网。

通晓驾驭三相泡沫施工工艺,并在笔者矿防火系统中创立的推广应用。

稠化胶体由稠化悬浮剂、水和制浆料构成,见图4。稠化悬浮剂能压实浆液粘度,使砂、土或粉煤灰悬浮,浆液在运用进度中不泌水、不离析,便于泵送和管路运输,稠化悬浮剂增添量0.06%左右,耗费约6~9元/m3。稠化胶体流动性好,可中距离输送不堵管,且费用低。首要用于停采线、切眼、采空区等科学普及区域灌浆防灭火。

、三相泡沫的生产流程:首先在制浆站中,将确定比重的水与黄泥搅动混合变成黄泥浆体,通过渣浆泵输送到注浆管路中,再通过定量螺杆泵将发泡剂加入到注浆管路中,浆液与发泡剂在管道中掺杂后步向发泡器,在发泡器中连着气源管路,惰性气体与分包发泡剂的黄泥浆体相互功效发生出三相泡沫。其工艺流程图如下图所示。

2.3压注凝胶

三相泡沫工艺流程图

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