【正文】 .....................971. 2 煤礦礦井水害的基本現(xiàn)狀 .....................................................................................................971. 3 礦井充水水源 .........................................................................................................................98 礦井充水通道 ........................................................................................................................1001. 5 礦井充水強度 .......................................................................................................................1052 礦井水災(zāi)的防治 ..........................................................................................................................1022. 1 我國煤礦水災(zāi)的新特點 .......................................................................................................1022. 2 煤礦水害事故上升的原因 ...................................................................................................1032. 3 發(fā)生礦井水災(zāi)(突水) 的預(yù)兆 .................................................................................................1042. 4 礦井水災(zāi)的防治措施 ............................................................................................................1052. 5 礦井突水事故的搶救處理 ...................................................................................................1073 防治水新技術(shù)的應(yīng)用與探索 ......................................................................................................1083. 1 水文化學(xué)方法 .......................................................................................................................108 物探方法 ................................................................................................................................110 采場底板突水判測系統(tǒng)的研究及應(yīng)用 ................................................................................1104 結(jié)論 ..............................................................................................................................................112翻譯部分英文原文 .......................................................................................................................................115中文譯文 .......................................................................................................................................123致 謝 ..............................................................................................................................................129 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 礦區(qū)地理位置王樓煤礦位于山東省濟(jì)寧市任城區(qū)喻屯鎮(zhèn)境內(nèi)，礦井在大王樓村北首，北距濟(jì)寧市30 km 左右。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：116?32 ?10?～116?41 ?14?北緯：35?07 ?48?～35?13?39?礦井交通十分方便，自濟(jì)寧向東距京滬鐵路兗州站 32 km，再往東經(jīng)臨沂可至日照港。公路四通八達(dá)，濟(jì)寧～魚臺公路自井田西部穿過，鄉(xiāng)村級公路成網(wǎng)；兗( 州) 新(鄉(xiāng) )鐵路及正在建設(shè)的日(日照 )～東( 東明)高速公路從礦井北部的濟(jì)寧市通過。圖 11 王樓煤礦交通位置示意圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 礦區(qū)氣候條件本區(qū)為溫帶半濕潤季風(fēng)區(qū)，屬海洋與大陸間過渡性氣候，四季分明。多年平均最低氣溫月為 1 月，平均氣溫為2 ℃ 。降雨多集中在 7～8 月份，日最大降雨量 mm（1993 年 8 月 5 日） 。春夏兩季多東及東南風(fēng) ,冬季多北及西北風(fēng)，平均風(fēng)速每秒 m；最大風(fēng)力＞8 級，歷年最大積雪厚度 m，最大凍土深度 m。礦區(qū)內(nèi)地形平坦，地面標(biāo)高+～ m，地勢西高東低，自然地形坡度為 ‰。礦區(qū)內(nèi)農(nóng) 用 灌 溝 縱 橫 ， 零星坐落著幾個村莊。 井田地質(zhì)特征礦井北與兗礦集團(tuán)濟(jì)寧三號井相接，南與本集團(tuán)公司軍城煤礦相接，東至 3 上 煤層露頭風(fēng)氧化帶。 煤系地層王樓煤礦位于濟(jì)寧煤田的南部，在地層區(qū)劃分上屬于華北地層區(qū)魯西地層分區(qū)濟(jì)寧地層小區(qū)。礦井范圍內(nèi)無基巖出露，均為新生界松散層所覆蓋。巖性為淺棕灰～褐灰色厚層狀石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、夾泥灰?guī)r及少量的鈣質(zhì)泥巖,巖溶較發(fā)育,為煤系地層下伏的主要含水層。1）中統(tǒng)本溪組（C 2b）地層厚度 ～ m。含鋁泥巖為中厚層狀，含有鐵質(zhì)結(jié)核及菱鐵鮞粒。2）上統(tǒng)太原組（C 3t） 地層厚度 m。泥巖、粉砂巖中多見有炭屑或植物化石碎片 。（3）二疊系（P ）1）下統(tǒng)山西組（P 1s）下部以太原組頂部一灰之頂為界，上界為鋁質(zhì)泥巖之底。巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。2）下統(tǒng)下石盒子組（P 1xs）地層最大厚度 m，全井田平均厚度 m。與下伏地層呈現(xiàn)整合接觸。巖性由砂巖、粉砂巖和泥巖組成，自下而上泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色綠色增多。與下伏地層呈角度不整合接觸。與第三系呈假整合接觸。2）全新統(tǒng)（Q 4）厚度為 ~ m，平均厚度 m。 水文地質(zhì)特征本礦為第四系松散層覆蓋下的裂隙充水礦床。各含水層（組、段）之間又分布有相應(yīng)的隔水層（組、段） ，因此各含水層（組、段）自然狀態(tài)下補給、逕流、排泄條件不同，在水化學(xué)特征上也存在明顯的差別。中組及下組下段為相對隔水層。由棕黃色砂、粘土質(zhì)砂及粘土、砂質(zhì)粘土相間沉積而成，砂層較松散，透水性較好。該層段屬強富水孔隙含水層，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活用水主要水源。由灰綠色、灰白色的粘土、鈣 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土夾粘土質(zhì)砂組成。3）第四系下組上段含水層（組）厚 ～ m，一般厚 80 m，含砂 4～9 層，含砂率 %～%，砂層較穩(wěn)定，含水性較強。4）第四系下組下段隔水層（組）厚 ～ m，受古地形影響，厚度變化較大，巖性以灰白、灰綠色粘土、鈣質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土為主，夾少量細(xì)、粉砂透鏡體，一般含粘土 2～8 層，在本段頂部有一層較為穩(wěn)定的粘土層，厚 6～38 m，使得下組上段含水層與本段砂層的水力聯(lián)系變?nèi)?。下組下段含水性較弱，以隔水性能為主。按其巖性、物性特征自下而上可分為第一、二、三、四段，在第三段的下部有巖漿侵入，巖漿巖厚～ m，平均 m，按其富水性自上而下劃分為巖漿巖頂部及鄰近 J3 砂巖段、巖漿巖底部及鄰近 J3 砂巖段、J 3 下部砂礫巖段三個含水段，富水性較強。該層段厚度大，分布穩(wěn)定，垂直裂隙發(fā)育。除 3 上煤露頭附近外，在 3 上煤頂板之上皆賦存著上、下石盒子組，上石盒子組厚 0～ m，下石盒子組厚 0～ m，均以泥巖為主，夾薄層砂巖，能起到良好的隔水作用，阻止上侏羅統(tǒng)下部砂礫巖水的下滲。3 砂為開采 3 上 煤層的直接充水含水層。十三灰平均厚 m，十四灰平均厚 m，均未發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象。5）奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）井田內(nèi)揭露奧灰鉆孔 8 個，有 3 個孔揭露厚度大于 50 m，最大揭露厚度為 m,裂隙、溶洞較發(fā)育，充填方解石。124 號孔抽水試驗，奧灰埋深900 m 以深，水位標(biāo)高 m，單位涌水量，水質(zhì)屬 型，礦化度 g/l。本礦井最大涌水量為 m3/時，正常涌水量為 m3/時。3 上 煤層為 3 煤的上分層，位于山西組上部。煤厚變化由 0～ m，平均 m。煤層向東南有沖刷及侏羅系侵蝕現(xiàn)象，煤層露頭呈北東向延伸。綜上所述，3 上 煤層為全區(qū)可采，結(jié)構(gòu)較簡單的較穩(wěn)定中厚煤層，下面的設(shè)計只針對這一層煤。表 12 3 上 煤 層 物 理 性 質(zhì) 統(tǒng) 計 表 煤巖特征特征見表 13。3 上 煤層的揮發(fā)分產(chǎn)率見表 14。本礦井各煤層揮發(fā)分產(chǎn)率與煤層相對深度有一定的相關(guān)性。本礦井揮發(fā)分產(chǎn)率總體較低，與濟(jì)寧煤田大部分礦井相比較，顯示出較高異常，說明本區(qū)在接受深成變質(zhì)的同時，還受到巖漿熱力變質(zhì)作用。表 15 有害組分統(tǒng)計表3 上 16 上 煤 層 含 量 項 目兩 極 值平均值(點數(shù))兩 極 值平均值(點數(shù))原煤~(16)~(22)Mad(%)精煤~(16)~(22)原煤~(14)~(22)(%)精煤~(15)~(22)原煤~(16)~(20)(%)精煤~(16)~(20)原煤~(10)~(10)(%)精煤~(10)~(8)Fd(PPM) 原煤 無測定~(2)1）水分（Mad）各可采煤層原煤水分平均在 ~%之間。3 上煤層變化在低中灰～中灰分之間，16 上煤層變化在特低灰～中灰分之間。在平面上，3 上煤層只在 161號孔處為中灰分點，其余均為低中灰；16 上煤層除 183 號孔為中灰分外，東部大面積為低中灰，北部、西北部為低灰分，見表 16。各煤層灰成分分析見表 17。煤灰成分組成的差異，表明煤層（組）成煤古地理環(huán)境不同。從測試結(jié)果，3 上 煤層煤灰熔點屬高熔~難熔。16 上煤層變化于低中硫～高硫分之間，主要成分是有機(jī)硫，次為硫化物硫。 比重液洗選后，各煤層全硫含量都有所降低，浮煤硫含量 3 上煤層為低硫，16 上煤層為中高硫。氯、三氧化二砷和氟（Cl、As 2OF ）○ 5氯在各煤層中的最高含量為 %，符合煉焦用煤不超過 %的要求，作為煉焦或鍋爐燃燒用煤不會腐蝕鍋爐及爐壁。各煤層中銅、鉛、鋅最高含量分別為 280、6290PPM，均符合工業(yè)用煤要求。通過對各煤層的氫碳原子比和氧碳原子比進(jìn)行計算統(tǒng)計。各煤層具有良好的結(jié)焦性能。發(fā)熱量高低與灰分值呈反比關(guān)系。燃料比○ 2根據(jù)揮發(fā)分、固定碳、發(fā)熱量和灰分計算，各煤層的燃料比均小于 ，燃燒性指標(biāo)均大于 3500，灰中殘留可燃物均小于 5%，說明各煤層為燃燒性好的煤。 （見表111） 。各煤層的二氧化碳分解率溫度900～950℃時都小于 60%。 其它有益礦產(chǎn)（1）微量元素煤中微量元素種類繁多，但大多含量甚微，沒有明顯富集。從表中可以看出，各煤層的鎵、鍺的含量差異不大，其含量均未達(dá)到國家規(guī)定的最低工業(yè)品位要求，在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下尚無回收利用價值。中石炭統(tǒng)本溪組