煤炭矿井设计防火规范 GB51078-2015
4.5 灌注三相泡沫
4.5.1 灌注三相泡沫系统设计应符合下列规定：
1 浆液制备和输送系统应符合本规范第4.2节的相关规定。
2 浆液输送管路的入口应设置孔径不大于8mm的过滤网。
3 气源进入发泡器入口的压力应大于该点至灌注点间的泡沫流动阻力，并不应低于0.2MPa。
4 发泡器的安装位置距灌注点的水平距离不宜超过200m，向上垂高不得大于20m。
5 三相泡沫输送管路以及采空区预埋管路的直径不应小于108mm，采空区预埋管路应采取防堵塞措施。
4.5.2 三相泡沫材料组分选择应符合下列规定：
1 制备三相泡沫的灌浆材料应符合本规范第4.2.4条的规定，浆液的土(灰)水比倒数宜为4～6。
2 气源应采用氮气或空气。
3 发泡剂不得具有可燃性、助燃性、毒性、辐射性、刺激性等。
4.5.3 三相泡沫的灌注应符合下列规定：
1 倾斜条带采煤工作面宜在运输巷、工作面回风巷同时进行灌注。
2 走向长壁采煤工作面可在标高较高的顺槽单独进行灌注。
3 防治巷道高冒火区、封闭火区可采用施工钻孔进行灌注。
4.5.4 日灌注三相泡沫的浆液量可取日灌浆量的1/5～1/3。
4.5.5 日灌注三相泡沫的用气量可按下式计算：
式中：Qs——日灌注三相泡沫的用气量(m³/d)；
Qj——日灌注三相泡沫的浆液量(m³/d)；
ns——发泡剂的发泡倍数，可取30。
4.5.6 每日制浆所需的发泡剂量可按下式计算：
式中：Qf——添加发泡剂量(m³/d)；
nj——发泡剂添加比例，可取0.5％。
4.5.7 三相泡沫日灌注时间应按下式计算：
式中：nd——灌注点数；
Qh——三相泡沫的小时灌注量，可取300(m³/h)。
1 浆液制备和输送系统应符合本规范第4.2节的相关规定。
2 浆液输送管路的入口应设置孔径不大于8mm的过滤网。
3 气源进入发泡器入口的压力应大于该点至灌注点间的泡沫流动阻力，并不应低于0.2MPa。
4 发泡器的安装位置距灌注点的水平距离不宜超过200m，向上垂高不得大于20m。
5 三相泡沫输送管路以及采空区预埋管路的直径不应小于108mm，采空区预埋管路应采取防堵塞措施。
4.5.2 三相泡沫材料组分选择应符合下列规定：
1 制备三相泡沫的灌浆材料应符合本规范第4.2.4条的规定，浆液的土(灰)水比倒数宜为4～6。
2 气源应采用氮气或空气。
3 发泡剂不得具有可燃性、助燃性、毒性、辐射性、刺激性等。
4.5.3 三相泡沫的灌注应符合下列规定：
1 倾斜条带采煤工作面宜在运输巷、工作面回风巷同时进行灌注。
2 走向长壁采煤工作面可在标高较高的顺槽单独进行灌注。
3 防治巷道高冒火区、封闭火区可采用施工钻孔进行灌注。
4.5.4 日灌注三相泡沫的浆液量可取日灌浆量的1/5～1/3。
4.5.5 日灌注三相泡沫的用气量可按下式计算：
Qj——日灌注三相泡沫的浆液量(m³/d)；
ns——发泡剂的发泡倍数，可取30。
4.5.6 每日制浆所需的发泡剂量可按下式计算：
nj——发泡剂添加比例，可取0.5％。
4.5.7 三相泡沫日灌注时间应按下式计算：
Qh——三相泡沫的小时灌注量，可取300(m³/h)。
条文说明
4.5.1 本条内容是关于三相泡沫系统的设计内容。
三相泡沫是近几年研制出的防治煤层自然发火的新型防火方式和材料，是由气相(氮气或空气)、固相(粉煤灰或黄泥等)、液相(水)经发泡而形成的具有一定分散体系的混合体。泡沫中包含的氮气具有惰化、抑爆作用，能有效地固封于泡沫之中，并随之破灭而释放；粉煤灰或黄泥等固态物质组成三相泡沫面膜的一部分，可在较长时间内保持泡沫的稳定性，泡沫破碎后可较均匀地覆盖于煤体上，有效地阻碍煤对氧的吸附，从而防止煤的氧化。
1 根据现行行业标准《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》AQ1055的有关规定，首先需要建立灌浆系统，三相泡沫可视情况增加，且三相泡沫需要的浆液量较灌浆系统所需的浆液量小。因此，即使单独建立三相泡沫系统，其浆液制备和输送系统能力也应等同于灌浆系统。
3 气源入口压力不低于0.2MPa的要求是为了满足浆液和气体的充分混合和三相泡沫的输送和灌注要求，该数据是中国矿业大学多年的研究结果。
4 三相泡沫发生装置应尽可能地安装在灌注点附近，以保证气源和浆液均匀混合，并能将形成的三相泡沫压注到防灭火区域内为宜。
5 综合考虑三相泡沫在管路中的阻力损失、材料选择经济合理性以及运输连接方便性，三相泡沫输送管路的直径宜首选DN100mm。
4.5.2 本条内容是关于三相泡沫组分的选择。
1 三相泡沫系统首先需要在制浆站中将一定比例的水与灌浆材料搅拌混合形成浆液，通过泵再输送到需要灌注的地点。因此，其要求也等同灌浆系统对灌浆材料的要求。
2 气相的选择基于安全的考虑和气体被煤和水的吸收性。氮气的溶水性比二氧化碳低55倍，CO2比N2更易被不同种类的煤吸收15倍～35倍。这种特性就确定了空气与氮气被作为三相泡沫的气相。
4.5.4 根据现场实践及中国矿业大学的研究，三相泡沫需要的浆液量仅需灌浆所需量的1/5～1/3(一般1/4)即可达到同等效果。
三相泡沫是近几年研制出的防治煤层自然发火的新型防火方式和材料，是由气相(氮气或空气)、固相(粉煤灰或黄泥等)、液相(水)经发泡而形成的具有一定分散体系的混合体。泡沫中包含的氮气具有惰化、抑爆作用，能有效地固封于泡沫之中，并随之破灭而释放；粉煤灰或黄泥等固态物质组成三相泡沫面膜的一部分，可在较长时间内保持泡沫的稳定性，泡沫破碎后可较均匀地覆盖于煤体上，有效地阻碍煤对氧的吸附，从而防止煤的氧化。
1 根据现行行业标准《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》AQ1055的有关规定，首先需要建立灌浆系统，三相泡沫可视情况增加，且三相泡沫需要的浆液量较灌浆系统所需的浆液量小。因此，即使单独建立三相泡沫系统，其浆液制备和输送系统能力也应等同于灌浆系统。
3 气源入口压力不低于0.2MPa的要求是为了满足浆液和气体的充分混合和三相泡沫的输送和灌注要求，该数据是中国矿业大学多年的研究结果。
4 三相泡沫发生装置应尽可能地安装在灌注点附近，以保证气源和浆液均匀混合，并能将形成的三相泡沫压注到防灭火区域内为宜。
5 综合考虑三相泡沫在管路中的阻力损失、材料选择经济合理性以及运输连接方便性，三相泡沫输送管路的直径宜首选DN100mm。
4.5.2 本条内容是关于三相泡沫组分的选择。
1 三相泡沫系统首先需要在制浆站中将一定比例的水与灌浆材料搅拌混合形成浆液，通过泵再输送到需要灌注的地点。因此，其要求也等同灌浆系统对灌浆材料的要求。
2 气相的选择基于安全的考虑和气体被煤和水的吸收性。氮气的溶水性比二氧化碳低55倍，CO2比N2更易被不同种类的煤吸收15倍～35倍。这种特性就确定了空气与氮气被作为三相泡沫的气相。
4.5.4 根据现场实践及中国矿业大学的研究，三相泡沫需要的浆液量仅需灌浆所需量的1/5～1/3(一般1/4)即可达到同等效果。
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