注凝胶防灭火

凝胶防灭火技术是近几年开展起来新型防灭火技术，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，快速有效地控制与扑灭火势。已成为煤矿井下必不可少防灭火技术之一。该技术具有如下特点：

a. 灭火速度快：由于胶体独特灭火性能，其灭火速度很快，通常巷道小范围火仅需几小时即可扑灭，工作面前方大范围火也只需几天即可扑灭。

b. 平安性好：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，不存在水煤气爆炸与水蒸汽伤人危险。

c. 火区启封时间短：注胶灭火工程实施完，不需等待(?煤矿平安规程?规定各项指标到达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、促凝剂与水按比例混合而成。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)泵组，由山西先导科技开发研制开发。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

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送到用胶地点。根据各种材料配比不同，凝胶混合液可在十几秒至几十分钟内形成固态胶体，用于煤矿直接灭火与堵漏。

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 内径 (mm) 19～20 长度 (m) ≤4 主泵井口胶管 内径 (mm) 19～20 长度 (m) ≤300 辅泵进口胶管 内径 (mm) 32～33 长度 (m) ≤6 辅泵进口胶管 内径 (mm) 24～26 长度 (m) ≤300 第 2 页

阀钻 至钻 泵出 基料泵 泵入

混合器 分流器 泵出基料箱

泵入 促凝剂泵 促凝剂料箱 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. 检查各泵与流量调节器(变速器)油箱内润滑油，必要时参加各自润滑油。泵用润滑油是30～40号机油，变速器用专用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、接头与过滤网。

f. 将主泵吸水管与溢流管放入配好促凝剂水箱中；将胶管吸管与溢流管放入胶料箱(或胶料桶)中。

g. 翻开混合器出口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。

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h. 接通电源。 ② 注胶过程中操作

a. 待基料料箱内基料注完后，可在不停机情况下快速地把吸料管与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)只能在泵运转情况下调节，严禁停机时调节。

c. 泵调压器是用来限定注胶压力并防止电机过载，供货时已经调好，不要随意调节。注胶时假设发现溢流管有溢流，首先要检查输送管与混合器是否堵塞，混合器出口阀门是否翻开。一般情况下是不会有溢流。

③ 停泵操作

a. 注胶完毕后，必须将主泵与胶泵都输送清水3分钟以上，并同时将混合器3个出料阀门都翻开，以保证泵内、管内与混合器内没有混合液与胶料存在。

b. 将各泵吸管从清水箱中拿出，将吸口放在无粉尘与杂物地方(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，应全部更换泵内与变速器内润滑油。 b. 阶段性注胶完毕后，应将机器全部运上地面进展清洗、维护与保养，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，检查泵密封圈与吸、排液阀，磨损严重或损坏应即时更换。

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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。假设仍不能拉紧，可考虑将泵垫高。只要皮带不损坏就不需更换。假设需要更换时，必须每泵两根或两泵四根皮带同时更换。

第四节 施工准备及步骤 ① 施工准备

a. 准备两个3铁箱(φ，高度1m)，用于储存基料；并准备1个3(φ，高度1m)铁箱，用于配制促凝剂溶液。将3个铁箱放置于灭火巷道内注胶设备附近；

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

c. 配好混合器出口变头，使之能与25mm注胶高压软管连接，并准备25mm注胶高压软管10根(10m长6根，5m长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l寸阀门)变25mm高压接头(接25mm注胶高压软管)变头6个，连接设备出口与注胶钻孔；

e. 根据其它矿灭火经历，基料在井下运输相当困难，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天用量，基料量为18t(54桶)，促凝剂量为7t(140袋)。地面需保证5天用量，基料量为45t，促凝剂量为18t；

g. 基料泥浆泵两台，流量为3m3/h。并铺设输送基料管路。 ② 注胶顺序

先注终孔位置较低钻孔，再注终孔位置较高钻孔，防止因注高位孔时，堵

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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料箱，启动注胶泵压注凝胶。待基料料箱内基料注完后，可在不停机情况下快速地把吸料管与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. 随时检查各钻孔进胶情况，如发现有不进胶钻孔，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，再翻开阀门继续注胶(或接至其它钻孔注胶)。

f. 停顿注胶后，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 其它平安技术问题

① 在施工过程中应制订各工序操作规程与平安技术措施。 ② 预防水、电、机械等人身伤害事故。 ③ 对操作人员进展培训教育，确保工程质量。

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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标准操作。

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与巷道，并加固所有与采空区联通密闭。

第六节 凝胶防灭火系统设备选型 混合器、别离器 1套 现场加工 主泵进口胶管 Φ20 4m 辅泵进口胶管 Φ32 6m 主泵出口胶管 Φ20 300m 辅泵出口胶管 Φ24 300m

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翻斗式矿车 5辆

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