维普资讯 http://www.cqvip.com ２ＯＯ７年第１期 东瞧．爰斜妓 ３７ 易ｊ燃 煤层预谊阻化剂液’ 专多用防灭火技术 鹿建设 （山东海力实业集团公司，山东泰安２７１４００） 摘要悬移支架放顶煤开采，推采速度缓慢，工作面老塘遗煤易氧化自燃，采用在工作面未开采前先预注一定浓度的阻化 剂液有效地解决了这一难题，并达到“一专多用”、“一功多效”的目的。 关键词易燃煤层放顶煤 阻化剂液 一专多用 山东海力实业集团有限公司石屯煤矿开采煤层为下二 ３２２０５＿Ｔ．作面下版槽 叠纪山西组的第三层煤，平均厚度６．５ｍ，区内构造复杂，煤 层裂隙发育、氧化、发热快，发火期为３～４个月，采用悬移支 架放顶煤开采。在工作面推进１５～２０ｍ后，后部采空区遗煤 出现自燃及ＣＯ超限现象，在掘进工作面上下顺槽时，巷道局 部顶煤冒落处便可氧化自燃。自２００１年２月至２００３年３月 间共发生自燃ｌ５次，百万吨发火率达３５次，严重制约了矿井 的安全生产。为此，在沿工作面下顺槽向下区段未开采的实 ３２２０７＿Ｔ＿作面下版槽 体煤中打钻孔预注一定浓度的阻化剂液浸润煤体，使煤体表 面提前形成一层隔膜，减少开采过程中遗煤与氧接触，降低 图１钻孔布置示意图 氧化几率，从而达到防止煤炭氧化自燃的目的。 式中：ｎ—煤层倾角； ＿－钻孔倾向与煤层倾向的夹角： １实验工作面参数 —钻杆最大下沉角。 ＝彻 。 实验选择在３２２０７工作面，该面走向长６００ｍ，斜长８０ｍ， ３．４阻化剂成份及浓度的确定 煤层倾角２５。～３５￣，平均煤厚６．５ｍ。容重１．３５，节理发育破 根据无毒、价廉、来源广泛、阻化效果好的原则，选择氯 碎，区内有落差大于２ｍ的斜交正断层５条，上下顺槽均采用 化镁（ＭｇＣｌ￣）作为阻化剂，为进一步确定其阻化效果和配比， １ｌ群工字钢梯形棚支护，净断面４．６８ ，悬移支架放顶煤一 抚顺煤科分院对其阻化效果进行了测定，其结果，在浓度为 次采全高开采，放炮落煤。 ｌＯ～２ｏ％时，其阻化率差别不大，均在６０％以上，因此，阻化 剂浓度选１５％为宜。 ２实验设备选型 ３．５单孔注液量的确定 钻孔设备选择ＫＦＩＹＤＹＳｄＪＡ型岩石电钻两台（钻进深度 为便于实际操作，必须确定单孔注液量。钻孔间距为 １００ｍ，排粉供水压力１～２ＭＰａ，排粉供水量２０～３０Ｕｍｉｎ），５Ｄ １６ｍ，湿润半径按８ｍ计算，故单孔注液量按下式计算： 一２／１５型注液泵两台。容器２套。 Ｃ＝２Ｒ。＾。ｒ‘，‘ ＝２ ｘ ８ ｘ ６．５０ ｘ １．３５ ｘ １．５０ ｘ ８８ ＝１８．５３ｔ ３施工工艺及有关参数确定 式中： 单孔注液量，ｔ； —３．１钻孔布置 煤体湿润半径。ｍ； 在３２２０７工作面上顺槽布置前，在上区段３２２０５工作面 ＩＩＩ—煤厚，ｍ； 广—下顺槽内向３２２０７工作面区段实体中打钻。由于煤层裂隙比 煤的容重。ｔ， ； 较发育，故钻孔间距确定为１６ｍ，示意图如图１。 产谋体净增水份，ｆ＝１～２％，取ｆ＝１．５％； 一３．２钻孔长度 区段长度，ｍ。 ３．６注液工艺 ＬＩ＝ 一 式中： 一区段长度，ｍ， ＝８８（面长８０ｍ，区段间煤柱８ｍ）； 根据实验煤层裂隙发育情况及煤层孔隙率。注液压力为 １ＭＰａ～１．５ＭＰａ，注液站设在３２２０５工作面下顺槽。利用防尘 ＾ 一钻孔长度系数，取２０ｍ 水管的水源通入水池内，通过高压胶管、套管压入孔内，阻化 故ＬＩ＝８８—２０＝６８ｍ 剂液即通过孔壁渗人煤体裂隙内，以湿润煤体。在注液初 ３．３钻孔角度 期，使用低压。当注液速度下降后，再逐渐升高注液压力。为 Ｔ＝ａｒａｇ（ 。ｃ０ｓ ）一 ． 提高注液效果，一般采用间歇式注液，达到设计要求后，即停 维普资讯 http://www.cqvip.com ３８ ． 媳ｊｉＩ斜ｌ技 ２００７年第１期 煤矿绞车盘形闸工－ｉｆｒ间隙的动态监测方法 卜祥泉宋代广 （临矿集团田庄煤矿，山东济宁２７２１０３） 关键词 盘形闸 问隙 单片机监测 绞车提升系统中盘形闸与制动盘的工作间隙是一个重 磁场能量流过线圈中的电流减小，即当传感器离铁质物体越 要参数。煤矿安全规程明确规定，“绞车提升装置必须装有 近，流过传感器线圈中的电流越小，再加一些电路补偿，基本 闸间隙保护装置，当闸间隙超过规定值（一般为２咖）时能自 上可以徽到流过线圈中的电流与线圈离铁质物体的间隙成 动报警或自动断电”。为此，设计了具有声光报警功能的盘 正比关系，再通过转换电路，转换成０～５Ｖ的电压信号。 形闸工作间隙动态监测报警仪。 通过精确调整电路元件尺寸，可把输出电压与探测铁质 材料间距调成１Ｖ／ｒａｍ，并有良好的线性关系。 １仪器结构及工作原理 ２．２主机设计 盘形闸工作间隙动态监测报警仪有两种结构可根据现 ２、２．１传感器测试电路 场条件选择使用：（１）就地安装，即主机安装在盘形闸附近； 传感器输出为电压信号，所以必须经过Ａ／Ｉ）转换后才能 （２）远地安装，即在盘形闸附近安装一台数据检测仪，显示主 由单片机检测，仪器选用了高性能串行接口ＴＩｋ２５４３集成电 机放在绞车房或其它】．５ｋｍ范围以内的任何地方。 路，它具有ｌ１路模拟输入，输入电压范围０～ ，Ｖ孵最大 仪器工作原理：仪器主机由单片机控制，未安装传感器 可达芯片的电源电压５ｖ，它的分辨率为１２位，具有内部时 前，仪器各点显示的间隙距离为无穷大（实际显示为４ｒａｍ左 钟，功耗１２．５ｒｏｗ，１－作方式可编程，外围电路不需其它任何 右，由传感器性质决定），当固定好传感器后，各点显示为盘 元器件，且在使用中性能稳定、可靠，数据准确，软件编程也 形闸间隙的零点初始值。为让传感器工作在最佳区域范围 较简单。需要注意的是，单片机每次读出的转换数据是上一 内，要求传感器离制动盘１．５ｎｍａ左右，通过仪器面板上的调 次选通的模拟通道数据而非本次操作输出的通道数据。 零按钮将各点词零，则在各点显示为“０．０”咖时，单片机已 该芯片不允许输入电压超过其电源电压，而一般的标有 将各点的初始距离保存在一只掉电不丢失数据存储器里，并 ０～５ｖ输出的传感器都可能超过５ｖ（如输入超限时），为防止 且仪器一直显示当前检测的盘形闸间隙与初始值之差，即盘 损坏１Ｉ￣２５４３，设计时在传感器与ＴＩ￣２５４３之间增加了一只 形闸的工作间隙。 电压跟随、限幅输出电路，它的功能是当传感器输出电压小 于５Ｖ时，其输出为线性跟随，当传感器输出电压大于５Ｖ时， ２硬件设计 则输出限幅为５Ｖ，确保ＴＣ［２＿５４３ １－作在安全范围内。 ２．１位移传感器设计 为了使转换数据准确、稳定、可靠，须在位移传感器的输 位移传感器为电感式微位移传感器，工作范围为１～ 出或Ａ／Ｄ转换器的输入端对地跨接一只滤波电容，这是很必 ５ｍｍ，精度可达０．０１ｎｍａ。 要的，否则，单片机读出的转换数据不稳定，有波动。 传感器为铁磁感应式传感器，当感应线圈附近没有铁磁 ２．２．２显示电路 物体时，流过感应线圈的电流为恒定初始电流，当有铁质物 仪器显示分辨率为０．ｈａｍ，在现场已足够使用，所以每 体靠近时，根据电磁感应原理，铁质物体处在传感器线圈电 个测点显示的数据为２位有效数字，即最大９．９ａｒｅａ，最小非 磁场中，内部被磁化并产生涡流，吸收了传感器线圈中的电 零数字０．１ｎｍａ。仪器有８个测点共１６位ＬＥＯ数码管，为节 止，最后用水泥沙浆封孔。 （３）降低了煤尘浓度ｌ通过对预注阻化液工作面在开采 期间的煤尘浓度测定结果可见：采用预注剂液后，降尘效果 ４实验效果 十分显著。粉尘浓度一般在４ｍｇｍ３左右，比未注液前浓度 （１）有效地防止了煤炭自燃：项目实施以来，采煤工作面 降低了６ｏ％，从而减少了煤尘对职工的身体危害。 后部、老空及上、下顺槽冒顶区等均未出现氧化自燃及ＣＯ超 标现象，避免了因自燃导致的间接和直接经济损失。 作者简介鹿建设（１９６２一），男，现任山东海力实业集团有 （２）提高了工作面回采率：由于煤体预注阻化剂液，软化 限公司副总经理，工程师，１９８７年毕业于山东煤炭工业学校 了护顶煤，顶煤随支架前移能够及时冒落，解决了护顶煤不 采煤专业，曾发表论文５篇。 易冒落的难题，回采率由原来的８０％提高到８６．７％，每年比 注液前多回收煤炭２．８５万ｔ，产值增加１１４０万元。
