安源矿锅炉烟子灰的利用

2015-05-08王文明何世骥

江西煤炭科技 2015年4期

冯江，王文明，何世骥

（1.江西煤业集团萍乡分公司安源煤矿，江西萍乡337035；2.江西煤业集团萍乡分公司生产处，江西萍乡337000）

安源煤矿是个百年老矿，主要开采三叠系上统安源组大槽煤层，该煤层具有自燃倾向性，发火期3～6个月。矿井对回采工作面采用随采随灌、洒浆、插管注浆相结合的传统工艺进行预防性防火注浆。但局部仍有自然发火隐患的地点，需要特殊处理。针对该隐患，矿井经过多次反复考察论证，决定利用矿井锅炉房的烟子灰与泥浆按一定比例形成的混合物，对采空区和永久密闭周围的裂隙进行充填、封堵。

1 烟子灰作为注浆充填材料可行性分析

1.1 化学成分

黄泥注浆能有效地进行矿井防火，其化学成分为：SiO2为50%～60%，Al2O3为8%～15%，Fe2O3为5%～6%，MgO含量低，硅铝率（SiO2／Al2O3）为2%～4%。烟子灰的成分除Al2O3偏高外，其它均与一般的黄土相近，这就是烟子灰可以作为矿井防火注浆材料的内在因素。

1.2 氧化性质

烟子灰的吸氧量，交叉着火温度和灼烧减量的分析与黄土对比（见表1）。

表1 烟子灰、黄土氧化分析比较

1.3 物理性质

烟子灰的粒度与黄土的粒度比较见表2。

表2 烟子灰的粒度与黄土的粒度比较

通过上述分析可知：① 烟子灰的化学成分与黄土相似，基本不含可燃物，不含助燃物和催化剂，属惰性材料；② 烟子灰的孔隙体积大，在干燥和风干状态下透气性高于黄土，烟子灰又具有含水量大的特点，成浆脱水后的含水量要高于38%，因此烟子灰的密封性能较好。

2 冲洗烟子灰系统改造方案确定

在使用烟子灰作为注浆充填材料的前题下，必须对原地面冲灰系统进行改造。首先想利用矿井锅炉房烟筒湿式系统降落烟子灰直接与地面注浆系统进行联网注浆，但锅炉房烟筒与井下高差产生静压差不能达到足够要求，造成烟子灰不能直接注入到采空区内或永久密闭内，因此要对锅炉房烟筒进行改造。锅炉房烟筒至少要增高10m左右，所需改造资金要10余万元。改造后进行注入烟子灰后还会存在一定隐患，就是残留在注浆管路内的烟子灰不能及时进行冲洗，会造成注浆管路堵塞，影响矿井正常注浆，因此这一方案不可行。在否决此方案后，经过多次对地面注浆站进行考察论证，决定利用冲浆池下方堵水池作为烟子灰充填池，再利用管路输送与泥沙泵进行连接，利用泥沙泵动压向井下输送烟子灰。

3 具体改造方法

1）对锅炉房烟筒下方烟灰槽进行改造，将烟灰槽延伸到下方储灰池，以至烟灰槽流出烟子灰直接流入到储灰池内。

2）对储灰池进行改造，在储灰池右上角下方掏1个1 m2溜灰眼，在溜灰眼内安装直径100mm注浆管路，并安装好相应闸门进行控制，不需要注烟子灰时将闸门关好，使烟子灰不能直接溜入到泥沙泵内。同时在储灰池右上角溜灰眼上方安装好1块1m2过滤筛板，过滤筛子钻满5 mm孔眼，预防大颗粒烟子灰进入注浆管路内。在安装过滤筛板四周砌墙保护过滤筛板，在砌墙一侧砌一个槽口，槽口留好铁挡板。不注烟子灰时将挡板插好，避免平时烟子灰将溜灰眼堵塞。

3）在地面注浆站下方安装1台15kW泥沙泵，与井下安装注浆系统连接，同时将堵水池直径100mm注浆管路与注浆系统连接，利用泥沙泵动压加压进行注浆、注烟子灰（见图1）。