【正文】 .. 錯誤 !未定義書簽。 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 綜放采空區(qū)危險區(qū)域判定 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 5. 三相泡沫防滅火新技術(shù) ......................................... 34 三相泡沫的組成及特點(diǎn) ............................................................................. 34 三相泡沫的發(fā)泡機(jī)理 ................................................................................. 34 三相泡沫的制備流程和三相泡沫的穩(wěn)定性 ............................................. 35 三相泡沫主要技術(shù)參數(shù) ............................................................................. 36 三相泡沫防治采空區(qū)煤炭自燃機(jī)理分析 ................................................. 37 ...................................................... 41 礦區(qū)及工作面概況 ..................................................................................... 41 應(yīng)用過程 .................................................................................................... 41 應(yīng)用效果 ..................................................................................................... 43 7．結(jié)論 ........................................................ 44 參 考 文 獻(xiàn) ............................................... 46 英文原文 ..................................................... 47 中文譯文 ..................................................... 54 致 謝 ........................................................... 58 一 般 部 分 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 全套圖紙，加 153893706 礦區(qū)概況 交通位置 崔莊煤礦位于山東省微山縣歡城鎮(zhèn)崔莊村西，昭陽湖東畔，行政區(qū)劃屬山東省微山縣管轄。53′03″～ 34176。崔莊煤礦西側(cè)最大的地表水體為昭陽湖，沿湖東岸為北東向的大運(yùn)河，區(qū)內(nèi)有縱橫交錯的排水溝，靠近運(yùn)河有大面積的沼澤地，湖區(qū)常年積水，水量受大氣降水的影響，澇季積水較深，旱季部分地段成為沼澤。據(jù)滕州市氣象局、微山縣氣象站和二級壩水文站提供的資料： （ 1） 氣 溫 歷年平均氣溫為 ℃ ，一月最冷，平均最低氣溫為 ℃ ，七月最熱，最高平均氣溫為 ℃ ，極限最低氣溫為 ℃ （ 1967 年 1 月 3 日），極限最高氣溫為 ℃ （ 1966 年 7 月 1819 日）。 （ 3） 濕 度 近十五年平均相對濕度為 69％，最小相對濕度為 4％（ 1988 年 1 月 22 日），歷年最小相對濕度為 1％（ 1962 年 3 月 23 日）。春、夏、秋三季以東南風(fēng)為主，冬季以北風(fēng)、西北風(fēng)、東北風(fēng)較多。歷年最早凍結(jié)日期為 10 月 28 日（ 1966 年），歷年最晚解凍日期為 3 月 25 日（ 1970 年）。 水源 本區(qū)第四系含水層，儲水豐富，水位淺，水質(zhì)優(yōu)良，可做礦井的供水水源。地層屬華北型沉積，除奧陶系及其以前地層在煤田外圍有零星出露外，其余皆隱伏于第四系地層之下。上部含砂 3～ 8 層，砂層粒度以中砂、細(xì)砂為主，礦物成份以石英、長石為主，粘土質(zhì)含量低，結(jié)構(gòu)松散。 （ 2）中上侏羅統(tǒng)三臺組 最大揭露殘厚 ，上部以紅色砂巖，砂礫巖為主，砂巖成分以石英為 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 主，其次為長石，含有少量的白云母，中下部以礫巖、砂礫巖為主，礫石的大小不一，次棱角狀，分選性差，鐵硅質(zhì)孔隙式膠結(jié)，較堅硬，裂隙較發(fā)育。該層砂巖厚度一般在 左右，上距柴煤 60m 左右，下距 3 上 煤層 75m 左右，為本組地層對比的主要標(biāo)志。與下伏地層呈整合接觸。 （ 6）中石炭統(tǒng)本溪組 厚度一般在 38m 左右，為淺海相沉積，一般不含煤，巖性由鐵、鋁質(zhì)泥巖、石灰?guī)r和泥巖組成 ，底部常以一層灰綠～紫紅色的鐵鋁質(zhì)泥巖為對比標(biāo)志層；中部第十四層石灰?guī)r，乳白～灰色，致密質(zhì)純，常有黃鐵礦結(jié)核，裂隙、溶洞較發(fā)育；頂部第十二層石灰?guī)r，灰～深灰色，局部含黃鐵礦，裂隙發(fā)育，充填有方解石脈，產(chǎn)海相動物化石。其中可采或局部可采者 5層，即山西組 3上 、 3下 煤層、太原組 12下 、 117煤層，可采或局部可采煤層平均總厚度 ，可采含煤系數(shù) ％。揮發(fā)分和膠質(zhì)層厚 度變化至上而下逐步增大。精煤回收率為優(yōu)等。井田內(nèi)落差小于 10m 的小斷層較發(fā)育，走向一般為北東向，少量為北西向，落差一般多 在 3～ 5m 左右，對煤層開采影響較大。 西北部的田 崗斷層在湖下向南西延伸，由于第四系粘土層的隔水作用，阻止了地表水沿斷層滲入井下。呈東北薄，向西南增厚的趨勢。夾砂 2～ 3 層，局部達(dá) 5 層。一般厚 40 m，夾砂 2～ 3 層，砂層累厚 14 m 左右。殘厚 0～ m，其中礫巖厚 0～ m，一般 30～ 60 m。因距煤層較遠(yuǎn)， 3 上 煤層 “兩帶 ”高度影響不到上侏羅統(tǒng)礫巖，在正常條件下，對礦井無充水影響。鉆進(jìn)過程中有 7 個鉆孔漏水，漏水標(biāo)高除一孔在 323 m 外，均在 200 m 水平以上。 （ 4）太原組第三層石灰?guī)r 深灰色厚層狀石灰?guī)r，質(zhì)較純，含泥質(zhì)和燧石結(jié)核，結(jié)構(gòu)致密。另外，淺部比深部裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)。裂隙發(fā)育不均，一般含少量裂隙且被方解石充填。 十下灰為 16 煤直 接頂板，是開采 16 煤時礦井充水主要水源，但由于埋藏較深，補(bǔ)給條件不良，含水性較弱。水 852 號孔抽水資料：單位涌水量為 L/，礦化度為 ～ g/L，水質(zhì)類型為 型水。 區(qū)內(nèi) 17 煤層局部可采。 斷層導(dǎo)水性 崔莊井田范圍內(nèi)主要斷層 6 條，除田崗斷層位于礦井中部外，其余均為邊界斷層。 （ 2）湖水對采煤的威脅程度 1982～ 1987 年微山湖東南岸殷莊煤礦進(jìn)行湖下采煤的試驗研究成功以來，姚橋、徐莊、孔莊、等煤礦都相繼開始了湖下采 煤，二十幾年的生產(chǎn)實踐證明在微山湖下采煤是安全的。 （ 4）鉆孔封閉質(zhì)量對礦井充水的影響 封閉不良的鉆孔，人為地加強(qiáng)了各含水層之間的水力聯(lián)系，使其直接充水含水層的補(bǔ)給條件 得到改善，增大了補(bǔ)給量，對煤礦開采具有更大的威脅。但從主要充水含水層的水位下降幅度來分析，斷層的導(dǎo)水性都不是很強(qiáng)，井田各充水含水層獲得的動儲量有限。最大涌水量為 600m3/h。 （ 3）煤的自燃 由于礦井范圍內(nèi)對煤層燃點(diǎn)的試驗 樣少，參考蔣莊井田資料，見表 14。 （ 4）地溫 本區(qū) 899 號孔作了簡易測溫工作，并取得了 “中性點(diǎn) ”資料，應(yīng)用恒溫點(diǎn) (深度 40m，溫度 17 度 )， “中性點(diǎn) ”及井底的瞬時測溫值進(jìn)行校正后，取得全孔近似地溫梯度值為 度 /100m。含煤 19 層，可采煤層為 3 煤。井田賦存示意圖見圖 21。崔莊井田內(nèi)共施工 10 個鉆孔，擴(kuò)大了崔莊井田范圍。 井田內(nèi)主要可采煤層為 3 號煤，最小可采厚度為 m，最大可采厚度為 m，平均厚度為 m。塊段劃分如圖22 所示。 Ri——各塊段內(nèi)煤的容重，均為 t/m3。由于井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層底板等高線的標(biāo)高從 0—1000 m，劃 分標(biāo)高時宜放在 500 以下，因此按 550 m 等高線計算儲量。本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 150 萬 t/ 年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為425m425m 的正方形。) 煤層厚度（ m） 沖擊層厚度（ m） Ф(176。) 14 32 45 77 75 65 由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖 23 所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計年工作日為 330天，工作制度采用 “三八制 ”，每天三班作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每班工作8 小時。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； （ 2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與所設(shè)計井型相適應(yīng)。 （ 1） 礦井開采能力校核 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 崔莊煤礦礦區(qū) 3 煤層為厚煤層，煤層平均傾角為 14 度，地質(zhì)構(gòu)造簡單，賦存較為穩(wěn)定，可以布置一個綜放工作面，或兩個綜采面以保產(chǎn)。 （ 3） 通風(fēng)安全條件的校核 本礦井煤塵具有爆炸性瓦斯含量低，屬于低瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡單。 （ 4） 儲量條件校核 井田的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。 表 3 礦井服務(wù)年限表 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬噸 /a） 礦井設(shè)計服務(wù)年限（ a） 第一水平設(shè)計服務(wù)年限 /a 煤層傾角 25176。 600 及以上 70 35 300500 60 30 120240 50 25 20 15 4590 40 20 15 15 由上表可知，設(shè)計礦井完全滿足《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》的要求。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認(rèn)真研究。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之 ，立井最復(fù)雜。 4 施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期。 3 主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。 2 通風(fēng)線路長、阻力大、管線長度大。 2 井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。 2 井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 工業(yè)場地。 （ 2）井筒位置的確定 ○ 1 有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少； ○ 2 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； ○ 3 井田兩翼儲量基本平衡； ○ 4 井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖 層； ○ 5 工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； ○ 6 工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 4 井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求。 井田內(nèi)煤層埋藏不深，表 土 層 不厚，水文地質(zhì) 條 件 簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和 傾 斜 煤層。 4 斜井井筒可作為安全出口。 受地形影響特別大 有足夠儲量的山嶺地帶 斜井 與立井相比： 1 井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資少。 2 工業(yè)設(shè)施簡單。 （ 6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的