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1、目 录1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概况11.1.1 井田位置、范围、地形特点和交通位置11.1.2 工农业生产和原料及电力供应11.1.3 矿区气候条件11.1.4 矿区水文及工农业供水21.2 井田地质特征21.2.1 煤系地层概述、勘探程度21.2.2 井田煤系地层21.2.3 井田地质构造31.2.4 井田的水文地质特征31.2.5 地温31.3 煤层特征31.3.1 煤层埋藏条件31.3.2 煤层群特征31.3.3 煤层的围岩性质51.3.4 煤的特征62 井田开拓82.1 井田境界及可采储量82.1.1 井田境界82.1.2 矿井工业储量92.1.3 矿井可采储量112.
2、1.4 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限142.2 井田开拓152.2.1 井田开拓的基本问题152.2.2 矿井基本巷道222.2.3 大巷运输设备选择292.2.4 矿井提升303 采煤方法及采区巷道布置333.1 煤层的地质特征333.1.1 煤层埋藏条件333.1.2 煤质与地质情况333.2 采区巷道布置及生产系统343.2.1 采区数目及位置343.2.2 采区走向长度的确定343.2.3 确定区段和区段数目343.2.4 煤柱尺寸的确定353.2.5 采区上山布置353.2.6 区段平巷的布置363.2.7 采区内工作面的接替顺序363.2.8 采区生产系统363.2.9 采
3、区内各种巷道的掘进方法363.2.10 采区生产能力373.2.11 采区采出率373.2.12 采区车场选型383.2.13 采区主要硐室393.3 采煤方法403.3.1 采煤工艺方式403.3.2 回采巷道布置514 矿井通风534.1 矿井通风系统选择534.1.1 矿井概况534.1.2 选择矿井通风系统原则534.1.3 确定矿井的通风方式534.1.4 矿井通风网络584.2 采区通风594.2.1工作面通风方式594.2.2采区通风构筑物604.2.3采区通风网络614.2.4采区配风量及漏风量及有效风量624.2.5采区通风系统的评价624.3 掘进通风624.3.1 掘进通
4、风方式的确定634.3.2 掘进工作面的有效风量644.3.3 掘进通风设备的选型644.3.4 掘进通风技术管理和安全措施664.4 矿井所需风量664.4.1 工作面所需风量的计算664.4.2 掘进工作面需风量684.4.3 硐室需风量694.4.4 K及其它巷道所需风量Qd694.4.5 矿井总风量及其分配694.5 矿井通风阻力704.5.1 计算原则704.5.2 容易和困难时期阻力计算714.5.3 矿井最大阻力路线714.5.4 井巷风速验算764.6 矿井主要通风机选型764.6.1 矿井自然风压764.6.2 矿井总风阻、等积孔计算774.6.3 主要风机选型784.6.4
5、 电动机选型804.6.5 矿井主要通风设备的配置及要求814.7 矿井反风措施及装置824.7.1 矿井反风装置824.7.2 防爆门834.7.3 扩散器834.7.4 风硐844.7.5 消音装置844.7.6 扇风机装置示意图844.8 概算矿井通风费用844.8.1 矿井通风费用概算844.8.2 吨煤通风电费的计算854.8.3 矿井通风系统的综合评价与分析854.9 防止特殊灾害时期的安全措施864.9.1 井下防尘864.9.2 瓦斯的预防864.9.3 火灾的预防864.9.4 水灾的预防875 矿井安全技术措施885.1 矿井安全技术概况885.1.1 防尘措施885.1.
6、2 防火措施885.2 矿井火灾885.2.1 矿井自燃发火概况885.2.2 矿井自燃发火分析885.2.3 预防煤炭自燃发火的措施915.3 矿井粉尘945.3.1 矿尘情况945.3.2 矿尘防治措施945.4事故预防及处理计划的编制99范各庄煤矿12#煤层工作面采空区自然发火及防治1031 范各庄煤矿地质概况1032 煤炭自燃条件及过程分析1032.1 12#煤层开采工作面采空区自然发火危险性状况1032.1.1 煤炭自燃的必要充分条件1042.1.2 煤的自燃发火因素1042.2 煤自燃过程分析1052.2.1 煤氧化自燃的过程1052.2.2 12#工作面采空区自然发火影响因素分析
7、1053 工作面采空区自燃带的分布规律1063.1 采空区“三带”动态移动1063.1.1 12#煤层工作面采空区自然发火防治措施1073.2 防火灌浆系统及参数1093.2.1 灌浆系统确定1093.2.2 灌浆材料选择1093.3 地面制浆工艺流程1103.3.1 灌浆方法确定1103.3.2 灌浆管路布置1134 均压通风及均压防灭火技术措施1144.1 均压通风理论1144.1.1 均压通风理论原理1144.1.2 均压防灭火措施分析1144.2 均压通风技术措施实施1155 开采过程中采空区注氮，惰化采空区氧化带1165.1 注氮防灭火1165.1.1 注氮防灭火机理1165.1.2
8、 注氮流量计算1175.2 注氮防灭火工艺1195.2.1 注氮方式1195.2.2 注氮方法1196 采空区灌注MEA防灭火剂处理上下隅角和采空区浮煤1206.1 工作面上、下隅角和采空区浮煤堆积状况分析1206.1.1 MEA高分子防灭火阻化材料分析1216.1.2 MEA-1高分子材料防灭火阻化原理分析1216.2 采空区灌注MEA高分子阻化泡沫降温封堵浮煤1226.2.1 MEA高分子阻化泡沫概述1226.2.2 MEA高分子阻化泡沫的组成及特点1227 加快工作面推进速度1238 结论123英文原文125中文译文132参考文献：137致 谢138第141页中国矿业大学2013届本科生
9、毕业设计1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 井田位置、范围、地形特点和交通位置开滦精煤范各庄矿业分公司地处唐山市古冶区境内，距京山线10.2km，有专线铁路与京山线古冶站接通，并与吕家坨、林西、唐家庄、热电厂有铁路连接。井田范围内有古奔公路，往南与唐港高速相连，向北连接京沈高速。水路交通东有秦皇岛海港码头，西有塘沽新港，南有京唐港码头。各种交通便捷，具有良好的运输环境。范各庄井田位于开平向斜的东南翼，东南部以F断层（毕各庄）为界，西南与钱家营矿相连，北部边界与吕家坨矿相连，东部以14煤层潜伏露头线为界，西部与5煤层800m等高线与吕家坨矿为界。范各庄井田走向长度8.2km，倾
10、斜长度3.92km，井田面积24.51km2。矿井地理坐标：东经113度28分，北纬39度33分。（附图1.1 开滦煤矿井田地理位置图）图1-1 范各庄煤矿地理位置图1.1.2 工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、花生，间杂有果园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。进入矿中央变电站的电源计四趟。其中2趟是电网吕家坨变电站35kV输电线，接中央变电站后，以6000V电压馈送一水平；另外2趟是开滦林西发电厂35kV输电线，接中央变电站后，以6000V电压馈
11、送至二水平。1.1.3 矿区气候条件矿区气候属大陆型季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，气候变化较大，春季东风和西北风交替出现，气候干燥少雨，夏秋两季东南和南风常有海面带来的潮湿空气，矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷空气压的影响，多西北风，气候寒冷干燥。每年的7、8、9三个月降雨量占全年降雨量的76，平均气温10.8C，常年最高气温37.6C，最低气温-22.6 C，冻土深度0.50.7m，结冰期：11月中旬至次年的3月中旬。1.1.4 矿区水文及工农业供水因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，井田西部沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄矿
12、井水，夏季流量显著增加，汛期有时泛滥，历史最高洪峰水位为29.572m，最高洪峰达142.8m3/s，流速1.69m/s。本矿区工业及生活用水的主要供水水源为第四系上组砂岩层水和矿井净化水。水质类型为HCOCaNa，矿化度0.37g/L。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。矿井每日排水量约为4500 m3，全部进入污水净化站进行处理，净化水主要用于井下防水注浆、洒尘、电厂冷却、洗煤厂补充用水。1.2 井田地质特征1.2.1 煤系地层概述、勘探程度施工地面地质孔5个，进尺2737.35m，井下地质孔201 个，进尺13237.17m；地面水文地质探查孔13个，进尺8055.14m，井下水文孔2
13、10个，进尺22496m。通过对新获得的地质及水文地质资料的分析，对范各庄井田的地质构造、水文地质条件及煤层赋存情况有了进一步的认识。1.2.2 井田煤系地层范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二迭统的大苗庄组、唐家庄组。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二迭统古冶组陆相碎屑岩。含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。1）唐山组属石炭系中统。直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接触，平均厚度约56m。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为鲕状铝土质泥岩（层），含1、2、3三层灰岩，以3灰岩发育较好，层位稳
14、定，厚度一般为2.53.2m，称为唐山灰岩。含13层不稳定的薄煤线。2）开平组属石炭系上统。上部止于赵各庄灰岩（6）顶板，下起唐山灰岩顶板，本组厚度约52m。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之，含4、5、6三层质地不匀的薄层灰岩和一层局部可采的14煤层。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著减少，含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结核均较发育。3）赵各庄组属石炭系上统。上部以11煤层顶板为界，下伏开平组，厚度约86m，为主要含煤地层之一。岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。含二至三层可采煤层，即11煤、12煤、12半煤。岩性与开平组相比颗粒变粗，接近陆相沉积。4）大苗庄组属二迭系下统。上部止于5煤层顶板，下伏赵各庄组，厚度约67m。本组以深灰、黑灰色粉砂岩和泥岩为主，青灰色中砂岩次之，为主要含煤地层之一。含可采煤层四层，即5煤、7煤、8煤、9煤。6煤层分布普遍，但不可采。5）唐家庄组属二迭系下统。上部止于层顶板，下伏大苗庄组，厚度约270m。岩性以粗到中砂岩为主，细砂岩次之，下部粉砂岩和泥岩比较发育，间夹层薄煤线。岩石颜色由下部的深灰、浅灰往上变为灰和紫红色，均属于陆相沉积。范各庄井田煤系地层的形成过程均属于近海型沉积。其中石
