【正文】 ...119 防滅火措施 .................................................................................................... 120 實(shí)施效果 ...................................................................................................... 121 自泥阻化泥漿法預(yù)防綜放面采空區(qū)自然發(fā)火 ....................................................... 122 5 結(jié)論 .................................................................................................................................... 124 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 125 致謝 ........................................................................................................................................ 126 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)一般部分 一 般 部 分 范各莊礦 150 萬噸新井設(shè)計(jì)華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)一般部分 第 1 頁 共 126 頁 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概況 交通位置 范各莊礦業(yè)分公司位于開平向斜之東南翼，北距古冶火車站 ，地理坐標(biāo)為東徑 113176。 33′。井田南北走向長4900～ 5000m，東西傾向 1300～ 2500，全井田總面積為 平方千米。開采深度標(biāo)高為 250～ 750m。 圖 1— 1 范各莊煤礦地理位置圖 地形、地貌及居民點(diǎn)分布 范各莊井田是被第四系沖積層所覆蓋。－ 2176。沙河為季節(jié)性河流，冬季河水近似干枯，只有林西、唐家莊等礦排放水流過。由于受多年開采的影響，礦區(qū)南北各有一個塌陷坑，隨開采的進(jìn)行而逐步擴(kuò)大并有大量的積水。另外，在礦區(qū)東部有大片職工住宅區(qū)。 本礦區(qū)工業(yè)及生活用水的主要供水水源為第四系上組砂巖層水和礦井凈化水。供水水源的取水方式采用管狀井分散取水。 礦區(qū)氣候條件 礦區(qū)氣候?qū)俅箨懶图撅L(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，氣候變化較大， 春季東風(fēng)和西北風(fēng)交替出現(xiàn)，氣候干燥少雨，夏秋兩季東南和南風(fēng)常有海面帶來的潮濕空氣，使礦區(qū)多雨；冬季因受西伯利亞蒙古一帶冷空氣壓的影響，多西北風(fēng)，氣候寒冷干燥。年平均氣溫 176。最低氣溫 176。 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和原料及電力供應(yīng) 礦區(qū)內(nèi)工業(yè)以煤炭為主，農(nóng)業(yè)主要種植小麥、玉米、花生，間雜有果園、菜園和苗圃等。 進(jìn)入礦中央變電站的電源計(jì)四趟。 地震 自十五世紀(jì)有記載以來，唐山～灤縣一帶共發(fā)生有感地震 100 余次，震級大于 級的 10 次，其中 6 級以上 2 次。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)一般部分 第 3 頁 共 126 頁 井田地質(zhì)特征 井田地形及勘探程度 施工地面地質(zhì)孔 5 個，進(jìn)尺 米，井下地質(zhì)孔 201 個，進(jìn)尺 米；地面水文地質(zhì)探查孔 13 個，進(jìn)尺 米，井下水文孔 210 個，進(jìn)尺 22496 米。 地質(zhì)構(gòu)造 范各莊井田位于開平煤田的東南翼。開平主向斜是煤田的主要構(gòu)造骨架，呈復(fù)式向斜構(gòu)造。向斜兩翼不對稱，西北翼地層傾角比較大，局部地層倒轉(zhuǎn)，發(fā)育落差及走向長度較大的逆斷層或逆掩斷 層；東南翼地層傾角比較平緩，由北往南發(fā)育兩組軸向與主向斜軸斜交或直交的短軸傾伏褶皺構(gòu)造：一組由杜軍莊背斜、黑鴨子向斜、呂家坨背斜、塔坨向斜、畢各莊向斜及南陽莊背斜等組成；另一組出現(xiàn)在宋家營以南，由李新莊向斜、劉唐堡背斜組成，其規(guī)模不如前者。 范各莊井田的主體構(gòu)造為井田北翼的塔坨向斜和南翼畢各莊區(qū)域的畢各莊向斜，是由于開平向斜在發(fā)育過程中北部受青龍山東西構(gòu)造帶影響，主向斜軸在古冶以北發(fā)生偏轉(zhuǎn)呈東西向而派生出的南北應(yīng)力場形成的次一級構(gòu) 造（附圖 2 井田構(gòu)造綱要圖）。受塔坨向斜影響，往南伴生發(fā)育了北二背斜和井口向斜。 到目前為止，井田內(nèi)可能出現(xiàn)的大型構(gòu)造已基本得到了控制。中部單斜區(qū)構(gòu)造相對比較簡單。 煤系地層 范各莊井田煤系地層主要由石炭系、二迭系地層組成，其中包括中石炭統(tǒng)唐山組，范各莊礦 150萬噸新井設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 126 頁 上石炭統(tǒng)開平組、趙各莊組，下二迭統(tǒng)的大苗莊組、唐家莊組。含煤建造由一套海相、過度相、陸相地層組成。 范各莊礦井田地層劃分簡表 表 121 地質(zhì)時代 建組起止層位 地層接 觸關(guān)系 厚度 含煤性 主 要 特 征 系 統(tǒng) 組 第四系 由地表至基巖面 不整合 整合 整合 整合 整合 整合 假整合 主要由砂、粘土、卵石組成。 石 炭 系 上 統(tǒng) 趙各莊組 11煤層頂板至 K6灰?guī)r頂面 含 3層煤 12煤可采 由砂巖、粉砂巖、煤組成 開平組 K6灰?guī)r頂面至 K3灰?guī)r頂面 含煤 1~3層 主要由粉砂巖、泥巖組成 中 統(tǒng) 唐山組 K3 灰?guī)r頂面至奧陶灰?guī)r頂面 含 1~3 層不穩(wěn)定薄煤線 以粉砂巖為主，細(xì)砂巖次之，間夾三層灰?guī)r 奧陶系 中 統(tǒng) 開平組 由灰?guī)r、白云巖等組成 （一）、唐山組 屬石炭系中統(tǒng)。巖性以粉砂巖、泥巖為主，細(xì)砂巖次之，底部為鮞狀鋁土質(zhì)泥巖（Ｇ層），含Ｋ Ｋ Ｋ 3 三層灰?guī)r，以Ｋ 3 灰?guī)r發(fā)育較好，層位穩(wěn)定，厚度一般為 ～ 米，稱為唐山灰?guī)r。 (二 )、開平組 屬石炭系上統(tǒng)。巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，泥巖次之，含Ｋ Ｋ Ｋ 6三層質(zhì)地不勻的薄層灰?guī)r和一層局部可采的 14煤層。 (三 )、趙各莊組 屬石炭系上統(tǒng)。巖性以粗砂巖、中砂巖和粉砂巖為主，泥巖次之。巖性與開平組相比顆粒變粗，接近陸相沉積。上部止于 5 煤層頂板，下伏趙各莊組，厚度約 67 米。含可采煤層一層，即 9 煤。 (五 )、唐家莊組 屬二迭系下統(tǒng)。巖性以粗～中砂巖為主，細(xì)砂巖次之，下部粉砂巖和泥巖比較發(fā)育，間夾１～４層薄煤線。 范各莊井田煤系地層的形成過程均屬于近海型沉積。整個煤系地層厚度、煤層層數(shù)、旋回結(jié)構(gòu)明顯清晰，易于對比。由于地殼運(yùn)動短暫而頻繁，不宜泥炭堆積，故沒有形成可采煤層。中石炭世地層厚度較薄，約 為 56 米，相旋回結(jié)構(gòu)清晰，易于對比。在晚石炭世早期地殼運(yùn)動還比較頻繁，且很不穩(wěn)定，沉積了三層薄層灰?guī)r，即Ｋ Ｋ Ｋ 6 灰?guī)r，到后期地殼運(yùn)動趨于穩(wěn)定，適宜植物生長與堆積形成了本井田的可采煤層，即 12煤層。早二迭世地殼運(yùn)動仍以上升為主，上升幅度由小漸大，海退范圍逐漸擴(kuò)大，沉積了一套近海陸相地層，湖泊、沼澤遍布，沉積了一層穩(wěn)定和較穩(wěn)定可采煤層（ 9 煤層）。中期只形成薄煤層，到晚期聚煤作用已進(jìn)入尾聲。 從煤系地層形成過程來看，地殼運(yùn)動在中石炭世、下二迭世是以上升為主，上升幅度由小到大，由緩慢上升到直線上升。從成煤環(huán)境看，則為濱海平原到內(nèi)陸湖泊。 范各莊礦 150萬噸新井設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 126 頁 水文地質(zhì) 因?yàn)槊合档貙由细采w著巨厚的沖積層，大氣降水后大部分從地表流走，所以礦井涌水量無季節(jié)性變化，井 田內(nèi)沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄礦井水，夏季流量顯著增加，汛期有時泛濫，歷史最高洪峰水位為 。它們之間聯(lián)系密切，以煤層露頭線為聯(lián)系，相互溝通，煤層地質(zhì)有兩個含水層： 5 煤頂板砂巖含水層和12 煤 14 煤砂巖組含水層，它們是礦井的主要出水來源。上部的 9 煤層沉積于二疊系下統(tǒng)的大苗莊組，基本上屬陸相沉積，由于沉積環(huán)境的復(fù)雜多變，對煤層厚度、結(jié)構(gòu)及其頂?shù)装寰a(chǎn)生一定的影響，并往往伴隨不同程度的河流沖刷。內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。 頂板情況： 9 煤層直接頂由于原始沉積和小型構(gòu)造影響，沿 走向及傾向均起伏不平，呈波浪狀，厚度一般約 ，巖性為深灰色粉砂巖，致密均一 ,直立裂隙發(fā)育，其上為層狀細(xì)砂巖，一般厚 。其下為硅質(zhì)膠結(jié)的細(xì)砂巖，分布穩(wěn)定，厚度約為 。） 煤層牌號 硬度 容重 穩(wěn)定性 最小 最大 平均 9 煤層 30 12 2 號肥煤 ～ 較穩(wěn)定 12 煤層 12 2 號肥煤 ～ 較穩(wěn)定 2） 12 煤層 12 煤層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的中厚煤層，煤層厚度 ～ 米，平均 米。煤巖類型以光亮型和半光亮型為主。煤的硬度 f=～ ，容重 。老頂為致密粉砂巖，塊狀結(jié)構(gòu)，含結(jié)核，順層呈串珠狀分布。老底為致密粉砂巖，塊狀結(jié)構(gòu)含結(jié)核，順層呈串珠狀分布，厚度約為 。 直接頂 粉砂巖 含炭質(zhì)成分及菱鐵礦結(jié)核，小斷層、節(jié)理十分發(fā)育，比較破碎。 老頂 細(xì)砂巖 水平層理 ，層理面附炭質(zhì)薄膜，分布穩(wěn)定。頂部含大量植物根化石。 老底 細(xì)砂巖 硅質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬，局部相變?yōu)榉凵皫r。 直接頂 泥巖 ~ 炭質(zhì)含量很高，呈腐泥質(zhì)泥巖，褐色條痕，分布比較穩(wěn)定，與老頂之間存在明顯層見滑動。 老頂 粉砂巖 致密，塊狀結(jié)構(gòu)。 直接底 粉砂巖 ~ 南二石門以北較薄，松軟含化石。下為 12半煤層。 直接頂 粉砂巖 灰色，含大量結(jié)核，頂部含大量根化石。 瓦斯 范各莊礦目前的生產(chǎn)主要在－ 800m 水平以上，根據(jù)歷年礦井回風(fēng)系統(tǒng)中瓦斯的相對涌出量的情況分析，本礦仍屬于低瓦斯礦井。/min，礦井相對涌出量： 179。 煤塵及煤的自然發(fā)火傾向 在本礦 北鄰的呂家坨煤礦取樣做煤塵爆炸性試驗(yàn)，結(jié)果為：火焰長度及巖粉含量均為零，屬無爆炸危險(xiǎn)煤層。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)一般部分 第 9 頁 共 126 頁 2 井田境界和儲量 井田境界 井田劃分的依據(jù) 在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。 井田范圍 范各莊礦位于開平向斜之東南翼。 東部邊界：以 14s 煤層淺部露頭與沖擊層交線為界。 表 211 井田北部邊界各點(diǎn)坐標(biāo)表 各點(diǎn) X Y 1 386638 91567 2 386700 91950 3 387200 92553 4 387200 92700 5 387200 93200 6 387200 93700 7 387200 94507 西部邊界：以鉆孔畢 2 3 34 孔連線及深部 800m與錢家營礦為界，淺部以 14S煤層露頭與沖擊層交線為界。 范各莊礦 150萬噸新井設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 126 頁 礦井工業(yè)儲量 勘探類型及儲量等級的圈定 井田勘探類型 根據(jù)礦井勘探情況，其勘探類型為Ⅰ類Ⅱ型。 儲量等級的圈定 根據(jù)對煤礦床的勘探，研究程度和煤炭工業(yè)建設(shè)的需要，將煤炭儲量劃分為 A、 B、C、 D 四級。 鄰近不可采邊界的塊段均不圈定高級儲量； 斷層煤柱不圈定高級儲量，一律降為 C 級儲 量； 煤層最小可采厚度 該井田煤層傾角小于 25176。 礦井工業(yè)儲量的計(jì)算 礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探，煤層厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚，目前可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲量。 井田范圍內(nèi)全區(qū)可采煤層為 12 煤共 2 層煤。 計(jì)算數(shù)據(jù)的依 據(jù)及方法： 計(jì)算數(shù)據(jù)的求取 （ 1）投影面積：以 1： 5000 煤層底板等高線圖為基礎(chǔ)，劃分儲量計(jì)算塊段，塊段形狀規(guī)則的以幾何圖形求面積的方法計(jì)算，不規(guī)則的，則用 AutoCAD 在計(jì)算機(jī)上求得。 （ 3）容重：計(jì)算塊段儲量使用的容重是 1975 年測定的數(shù)據(jù) （見表 221） 。 表 222 單位：噸 /米 3 煤層 9煤 12煤 回采率 80% 80% 儲量計(jì)算公式： 按《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程》規(guī)定儲量計(jì)算采用公式為： (1)塊段地質(zhì)儲量 =斜面積 x 煤厚 x 容重 (2)塊段可采儲量 =（ Q1P） x（ 1n） x K Q1=工業(yè)儲量； P=永久煤柱儲量； n=地質(zhì)及水文地質(zhì)損失系數(shù)； K=設(shè)計(jì)采區(qū)回采率 (3)煤層地質(zhì)儲量 =該煤層各塊段地質(zhì)儲量之和 (4)水平地質(zhì)儲量 =該水平各煤層塊段地質(zhì)儲量之和 (5)煤層可采儲量 =該煤層各塊段可采儲量之和 (6)水平可采儲量 =該水平各煤層塊段可采儲量之和 (7)全礦地質(zhì)儲量 =各煤層地質(zhì)儲量之和 =各水平地質(zhì)儲量之和 (8)全礦可采儲量 =各煤層可采儲量之和 =各水平可采儲量之和 依據(jù)勘探鉆孔見煤厚度，采用地質(zhì)塊段