【正文】 ...................................... 80 煤層注水防塵措施 ............................................................ 80 鉆孔布置 .............................................................. 80 注水方式 .............................................................. 80 3 蘆嶺煤礦煤壁淺孔高壓注水技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用 ........................................... 80 蘆嶺礦綜合防塵技術(shù)概況 ...................................................... 80 .......................................................... 80 主要防塵措施 .......................................................... 81 蘆嶺煤礦煤壁淺孔高壓注水技術(shù)方案的確定 ....................................... 81 重點(diǎn)考慮的因素 ........................................................ 81 煤層注水技術(shù)方案 ...................................................... 81 蘆嶺煤礦煤壁淺孔高壓注水技術(shù)方案的實(shí)施 ....................................... 81 試驗(yàn)工作面概況 ........................................................ 82 煤層注水工藝流程 ...................................................... 82 降塵機(jī)理分析 ......................................................... 84 蘆嶺煤礦煤壁淺孔高壓注水技術(shù)的應(yīng)用效果分析 ............................. 84 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 主要研究結(jié)論 ................................................................. 86 翻譯部分 ............................................................................ 87 英文原文 ........................................................................ 87 中文翻譯 ........................................................................ 92 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 井田位置及范圍 淮北礦業(yè)股份有限公司蘆嶺煤礦位于 安徽 省 宿州市 東南 30 公里處，緊靠宿（州） 靈（壁）公路和宿（州）固（鎮(zhèn)）公路，與合（肥）徐（州）高速公路毗鄰，礦區(qū)專(zhuān)用鐵路與京滬大動(dòng)脈相連，交通十分便利。 蘆嶺煤礦西臨京滬鐵路 ,距蘆嶺火車(chē)站 9km，礦區(qū)專(zhuān)用鐵路在此與京滬鐵路接軌。鐵路、公路構(gòu)成了本礦便利的交通條件 (見(jiàn)圖 11)。 本區(qū)氣候溫和，屬北溫帶季風(fēng)區(qū)海洋～大陸性氣候。據(jù)宿州氣象站資料，本區(qū)自建井以來(lái)，最高氣溫 ℃，最低氣溫－ ℃，最大月降水量 ，月最低降水量為 0；最大年降水量 ；年最低降水量 。最大風(fēng)速 20m/s，年平均風(fēng)速 m/s，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|～東北風(fēng)。凍結(jié)深度 ～ 。 圖 11 交通位置圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 表 11 礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo) 自然地理 井田地質(zhì)特征 區(qū)域地層概況 在地層區(qū)劃上，本區(qū)屬于華北地層區(qū)、魯西分區(qū)、徐宿小區(qū)，其巖性及厚度相對(duì)穩(wěn)定。 井田地層 本區(qū)受古生代加里東早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，地殼整體隆起 ,遭受風(fēng)化剝蝕 ,沉積間斷 ,致使本區(qū)缺失了上奧陶統(tǒng)、 志留系、泥盆系和下石炭統(tǒng)地層。 二疊紀(jì)后期 ,受海西、印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響 ,地殼再次抬升 ,遭受剝蝕 ,缺失了石千峰組、三疊系、侏羅系、白堊系地層。 根據(jù)揭露情況，本井田各時(shí)代巖性組合關(guān)系自下而上簡(jiǎn)述如下 : （一）奧陶 系中奧陶統(tǒng) (O2) 中奧陶統(tǒng)由灰、深灰色厚層狀隱晶質(zhì)、細(xì)晶質(zhì)及白云質(zhì)灰?guī)r組成。 （二）石炭系 (C2+3) 與下伏奧陶系灰?guī)r呈假整合接觸。夾薄層石灰?guī)r，含 3～ 4 層薄煤；上部以灰?guī)r為主，夾薄層泥巖或砂巖。 中石炭統(tǒng)本溪組 (C2b)與下伏奧陶系呈假整合接觸。 表 12 宿東礦區(qū)地層簡(jiǎn)表 界 系 地層厚度 （ m） 組 接觸 關(guān)系 含煤情況 簡(jiǎn)要說(shuō)明 新 生 界 第四系 126～ 303 一、二、三含水層 整合 第三系 96～ 155 第四含水層 不整合 中 生 界 侏羅系 0～ 240 J3 因后期剝蝕局部分布底部礫巖為 五含 不整合 上 古 生 界 二疊系 ＞ 544 石千峰組 P22 （剝蝕缺失） 后期剝蝕而缺失 整合 上石盒子組 （ P2sh1） 含 13 煤層組（組） 煤層頂?shù)装搴皫r裂隙水 整合 256 下石盒子組 （ P1x2） 含 49 煤層 8 煤為主采煤層， 10 煤層為局部可采煤層 整合 111 山西組 （ P1sh1） 含 10 煤層 整合 石炭系 150～ 170 太原組（ C3t） 含數(shù)層薄煤及煤線(xiàn) 上、下部含煤 56 層均不可采 整合 2～ 16 本溪組（ C2b） 古風(fēng)化殼的產(chǎn)物 假整合 下 古 生 界 奧陶系 假整合 寒武系 上石炭統(tǒng)太原組 (C3t)與下伏本溪組整合接觸。本組含石灰?guī)r 10～ 14 層 ,自上而下編號(hào)為一灰、二灰?? ,其中三、四、六、十灰較厚 ,多在 6m以上 ,四灰局部達(dá) ,三、四灰裂隙、溶洞發(fā)育 ,含水豐富。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 下部 :灰綠～深灰色粉 砂巖、砂巖為主 ,夾薄層石灰?guī)r ,含 3～ 4 層薄而不穩(wěn)定的煤層 ,無(wú)開(kāi)采價(jià)值。 上部 :灰～深灰色砂巖與粉砂巖為主 ,夾薄層石灰?guī)r 2～ 3層 ,一般不含煤。下部山西組厚度 102～ 167m,平均厚度為 120m。中部下石盒子組厚度約 245～ 325m,平均厚度 280m,主要巖性為砂巖和泥巖 ,含可采煤層 5層 ,其中主采層 2層 ,化石以羊齒類(lèi)為主。 （四）新生界 (KZ) 本區(qū)新生界松散沉積物厚度 120～ 250m，由東南的 120m向西北增厚至 250m，一般厚為 170～ 240m。煤田內(nèi)北西西或近東西向的斷裂對(duì)礦區(qū)劃分起了重要的作用，宿東向斜北受宿北斷裂控制，南有光武固鎮(zhèn)斷裂，西南有西寺坡逆沖斷裂，東有固鎮(zhèn)長(zhǎng)豐斷裂。斷距大于 1000 m，早期具右行走滑性質(zhì)，生成于中生代，橫貫于徐宿弧形構(gòu)造中段與南段之間，南北兩側(cè)構(gòu)造與地貌截然不同，是地貌單元的分界線(xiàn)；光武固鎮(zhèn)斷裂橫貫于淮北煤田南緣邊界，也是徐宿構(gòu)造的南界斷層，控制長(zhǎng)度大于 200 km，這兩條斷層生成于中生代，第三紀(jì)仍有活動(dòng) ,其間的古生代地層應(yīng)為徐宿推覆體的下盤(pán)?！?35186。W，延展長(zhǎng)度 ，傾向北東，傾角淺部陡，深部緩?！?50176。 W,軸長(zhǎng) l8km,寬～ ，軸部為二疊系地層，向斜的東北翼，因受北東方向主壓應(yīng)力的影響 (即 F4 逆斷層的推壓牽引作用 )，兩端地層傾角大 ,一般 70176?！?25186。向斜的兩端及最寬緩部位發(fā)育有短軸褶曲。石炭系太原組地層含煤 6～ 8 層，其中 2～ 3 層個(gè)別點(diǎn)達(dá)到可采厚度，無(wú)工業(yè)價(jià)值，不作為研究對(duì)象；二疊系含煤地層有下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組，含煤地層厚度約 1010m，含 等十個(gè)煤層（組），含煤 19～ 58 層，煤層總厚約 ～ ，平均 ，煤系地層含煤系數(shù) %。 下石盒子組：組厚平均 280m。 9 煤層為主采煤層，本組含煤系數(shù) %。含煤組 3 個(gè)，含煤 層數(shù) 8～ 27 層，煤層總厚度為 0～ 平均厚度 ，含煤系數(shù)為 %。 可采煤層 本井田內(nèi)可采煤層有 8 層，自上而下依次為 10 煤層，分別賦存于二疊系上、下石盒子組和山西組，其中 10 煤層為主采煤層， 6 煤層為局部可采煤層。 在計(jì)算煤層變異系數(shù)時(shí)，遵循以下原則： 對(duì)于局部可采煤層均以各煤層可采范圍以?xún)?nèi)的鉆孔為準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；對(duì)于穩(wěn)定性變化差異較大，分區(qū)的規(guī)律比較好的煤層，則進(jìn)行分區(qū)評(píng)定；評(píng)定薄煤層的穩(wěn)定性，以可采指數(shù)（ Km）為主要指標(biāo)，以煤厚變異系數(shù)（γ）為輔助指數(shù)（適當(dāng)參考面積可采率）；評(píng)定中厚以上的煤層穩(wěn)定性時(shí)，以γ為主要指標(biāo)，以 Km 和面積可采率為輔助指標(biāo)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 表 13 二疊系含煤地層含煤情況一覽表 地層時(shí)代 地層厚度 （ m） 含煤層數(shù) （層） 可采煤層 厚 度 （ m） 含煤系數(shù)（ %） 備注 P1s ～ P2s 1010 19～ 58 8 ~ P2s 610 1～ 5 1 ~0 P1x 280 10～ 28 6 ~ P1s 120 8～ 27 1 ~0 C2t 0 薄煤或煤線(xiàn) C1b 4～ 6 0 0 不含煤 注 :太原組煤層薄而不穩(wěn)定，占煤層總厚比例很小，故計(jì)算含煤系數(shù)時(shí)未予考慮 。鉆孔及溜煤眼計(jì) 254 個(gè)點(diǎn) ,煤厚，平均 ；東部拐頭區(qū)相對(duì)較厚，平均為 ；三水平內(nèi)見(jiàn) 8 煤層的工程點(diǎn) 54 個(gè)，可采點(diǎn) 54 個(gè)，煤厚 ，平均 。生產(chǎn)證實(shí)井田中、東部 8 煤層普遍存在夾矸 12 層，巖性以泥巖為 主，東部采區(qū)局部為粉砂巖或細(xì)砂巖，中部采區(qū)第一層夾矸較厚，已嚴(yán)重影響煤質(zhì)，現(xiàn)將第一層夾矸做為煤層頂板，第二層夾矸較薄，分布不穩(wěn)定，生產(chǎn)中與煤層一起采出。全區(qū)分為三個(gè)區(qū)段，分別是： 1112 線(xiàn)以東、 1112 線(xiàn)至 F71斷層、 F71斷層至西部采區(qū)邊界，計(jì)算結(jié)果表明三個(gè)區(qū)段均為穩(wěn)定煤層。底板為薄層狀砂質(zhì)泥巖或泥 巖，局部為細(xì)砂巖，層理和裂隙發(fā)育，巖石破碎。 煤巖的主要性質(zhì) 1）物理性質(zhì) 各主要煤層顏色主要為黑色，油脂光澤～弱玻璃光澤、條帶狀及線(xiàn)理狀結(jié)構(gòu)，參差狀及棱角狀斷口，內(nèi)生裂隙較發(fā)育，裂隙面多充填黃鐵礦薄膜，性脆、易碎成粒狀及粉末狀，堅(jiān)硬程度多為松軟級(jí)，視密度多在 ～ 之間。 （ 1）宏觀煤巖特征 各主要煤層宏觀煤巖組分主要為亮煤和暗煤，有少量鏡煤條帶。 （ 2）顯微煤巖特征 各煤層的顯微煤巖組分均以有機(jī)質(zhì)為主約占 ～ %，無(wú)機(jī)質(zhì)約 3～ 20%。 凝膠化物質(zhì)以凝膠化基質(zhì)體為主，多呈條帶狀、均一狀和塊狀，一般多膠結(jié)其它有機(jī)組分碎片和礦物雜質(zhì)而呈各種顯微結(jié)構(gòu)。角質(zhì)化物質(zhì)以小孢子為主，大孢子、角質(zhì)層、樹(shù)脂和樹(shù)皮等也有出現(xiàn)。顯微煤巖結(jié)構(gòu)常為均一狀、條帶狀和粒狀結(jié)構(gòu)，其中 10煤層以條帶狀和均一狀結(jié)構(gòu)為主， 9 煤層和 5 煤層主要為均一狀結(jié)構(gòu)； 8 煤層的最大特征是具粒狀結(jié)構(gòu)。 10 煤中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 層以后生的粘土碎屑為多； 8 煤則以侵染于基質(zhì)體的粘土礦物和粘土碎屑為主。精煤分析樣水分含量一般較原煤低。屬低中灰煤。 各煤層原煤灰分產(chǎn)率分布頻率。 9 煤層灰分以中灰為主，一般為 17～ 25％，平均 ％，次為富灰分。近年來(lái)工作面實(shí)測(cè)灰分資料分析， 8 煤層灰分在垂向上呈頂部高下部低的變化規(guī)律。拐頭地區(qū)以富灰為主，次為低灰分，一般在 26%左右。 5 煤層灰分以中、富灰為主 ,一般 19～ 26%。 3 煤層灰分以中～富灰分為主，少數(shù)為高灰分，一般為 18～ 34%，平均為 ％。其中 10 煤層硫分均小于 %，平均為 %； 9 煤層硫分一般小于 %，個(gè)別點(diǎn)偏高 ,可達(dá) %； 8 煤層硫分多小于 ％； 7 煤層硫分均小于 ％ ,平均為 %； 6 煤層硫分均小于 %。 4 煤層硫分平均 %，為特低硫，個(gè)別為低硫；3 煤層硫分在 ％～ ％，平均 ％，為中硫，個(gè)別點(diǎn)為富硫。 各煤層磷含量均≤ %，屬特低磷煤。本礦各煤層揮發(fā)分產(chǎn)率 Vdaf(850℃ )平均