[发明专利]防灭火注浆系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿防灭火技术领域，具体涉及一种防灭火注浆系统及方法。

背景技术

煤层开采过程中，采空区浮煤、煤柱暴露在空气中氧化升温，会导致煤层自然发火的潜在安全隐患。为确保安全生产，国家要求各煤矿必须建立健全完善的以防灭火注浆为主、注氮、均压通风、喷洒阻化剂等其他预防灭火技术为辅的综合防灭火系统。

图1是现有技术中防灭火注浆系统示意图，如图1所示，现有技术中防灭火注浆系统包括主管阀门1′、注浆主管2′，主管阀门1′设置在注浆主管2′上。现有技术中通过将一根注浆主管2′敷设在上隅角并延伸至采空区氧化带3′内，通过主管阀门1′控制，向采空区注浆的方法，来降低煤矿工作面一氧化碳、乙烷等有害气体的浓度，以达到防灭火的目的。

现有技术中防灭火注浆方法存在着以下缺点和不足：

(1)现有技术中的防灭火注浆方法，利用了浆液自身重力，浆液通过自重自上而下流向采空区各处，以覆盖采空区浮煤。该方法利用了浆液的流体特性，依靠重力自行流动。而浆液在采空区的流动是不以人的意志而改变，不能有效地覆盖全部采空区，进而起不到预防灭火的效果。

(2)现有技术中的防灭火注浆方法在煤层倾角3°～10°的情况下，注浆效果较好，当煤层倾角小于3°时，浆液在采空区内流动很慢，浆液可以充分沉淀和覆盖采空区浮煤，注浆量大大增加，导致注浆成本大幅提高；若工作面倾角大于10°时，浆液又以很快的速度沿着阻力较小的通道迅速下泄，使得采空区浮煤得不到充分覆盖，大量积水从下隅角涌出，恶化生产环境，甚至可能导致溃浆事故。

(3)在回采有断层、褶曲等地质构造的综采工作面时，断层、褶曲等地质构造阻碍浆液的流动，导致浆液极易在这些地质构造处泄掉或大量积存，导致不能对采空区浮煤充分覆盖，达不到与防灭火的效果。

(4)在回采沿倾向上行或下行回采的工作面时，现有技术中的防灭火注浆方法无法达到防灭火的效果。在沿倾向上行回采的工作面注浆时，现有技术中的防灭火注浆方法只能覆盖注浆管方向及向采空区延伸的一段，并且大量浆液涌入采空区窒息区内，而大部分处于氧化带内的浮煤完全没有得到应有的覆盖，注浆效果极差；在沿倾向下行回采的工作面注浆时，大量浆液从注浆管出口沿着注浆管流向冷却带内，进而进入工作面，导致工作面生产环境恶化，而大部分处于氧化带内的浮煤完全没有得到应有的覆盖，防灭火效果极差。

(5)现有技术中的防灭火注浆方法敷设管路有两种方法，一种是埋管注浆，一种是托管注浆。埋管注浆方法将大量的管材埋入采空区，管材不能重复利用，大大增加了注浆成本，对煤矿安全生产、经营造成了很大压力。而托管注浆需要辅助拖、拽设备，增加了人力成本，而且安全风险也明显提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种防灭火注浆系统及方法，以解决现有技术中的不足，提高防灭火效率，降低安全隐患。

本发明提供了一种防灭火注浆系统，其中，包括：多个液压支架、多个三通接头、多个注浆管和多个连接管；

每个三通接头固定设置在对应的一个液压支架上；

每个三通接头的一个接口与一个注浆管的第一端固定连接，每个三通接头的另两个接口分别与相邻的两个连接管相接；

所述注浆管的第二端用于伸入至采空区以向采空区注浆。

如上所述的防灭火注浆系统，其中，优选的是，所述注浆管上设置有阀门。

如上所述的防灭火注浆系统，其中，优选的是，所述注浆管的第二端设置有喷嘴，所述喷嘴为鸭嘴形。

如上所述的防灭火注浆系统，其中，优选的是，所述注浆管为金属管。

如上所述的防灭火注浆系统，其中，优选的是，所述连接管为胶管。

本发明还提供了一种防灭火注浆方法，其中，包括如下步骤：

步骤A、向第一个液压支架上的三通接头内通入浆液；

步骤B、所述通入的浆液的一部分流入注浆管，并通过注浆管的第二端向采空区注浆；

步骤C、所述浆液的另一部分通过连接管依次进入其他液压支架上的三通接头，并通过其他液压支架上的三通接头所连接的注浆管的第二端向采空区依次注浆。

如上所述的防灭火注浆方法，其中，优选的是，所述步骤A之前，还包括：

步骤A0、打开设置在注浆管上的阀门。

如上所述的防灭火注浆方法，其中，优选的是，所述步骤C具体包括：

步骤C1、打开第一组液压支架的注浆管上的阀门，关闭其他组液压支架的注浆管上的阀门，所述浆液通过连接管依次进入第一组液压支架上的三通接头；