煤层自然发火防治毕业设计(编辑修改稿)

煤层自然发火防治毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

时可能产生底鼓引起突水。 在施工中 应 加强安全措施，防止突水事故发生。 煤层特征 及层数 本矿为石炭～二叠纪含煤地层。 石炭系煤层薄、不稳定、煤质差，并且顶板多为石灰岩，水文、工程地质条件复杂，暂不作勘查对象。 二叠纪含煤地层，总厚约 990m，含煤 20～ 30层，煤层总厚 20～ 26m。 上石盒子组下部含 3三个煤组，多为薄煤层。 下石盒子组含 8等四个煤组，为矿井主要含煤段。 山西组下部含 11两 个 煤组，煤层薄，煤分层少。 可采的有 3 6 6 8 8112等六层煤层，可采煤层平均总厚 ，其中 8 82为主要可采的较稳定煤层，平均总厚 ，占可采煤层总厚的 73%；其它为不稳定的局部可采煤层。 涡北矿井二叠纪煤系地层含煤系数约 %。 其中山西组约 %，下石盒子组约 %，上石盒子组约 %。 煤层厚度有一定变化，但规律性较明显，结构简单至较复杂，全区可采或大部分可采，可采区连续性较好，可采范围内厚度变化不大，为较稳定煤层。 达不到上述指标的为不稳定煤层。 可采煤层情况 ： 涡北矿井有可采煤层 6层，自上而下编号为 3 6 6 8 8 112。 各可采煤层情况见表 4101。 现分述如下： 中国矿业大学 10 级本科生毕业设计 可采煤层特征一览表 煤 层 编 号 穿 过 点 数 可 采 点 数 不 可 采 点 数 尖 灭 点 数 断 缺 点 数 冲刷点 厚度 (m) 夹 矸 数 结构 变 异 系 数 % 可 采 指 数 面 积 可 采 率 稳 定 程 度 两极值 平均值 一层 二层 三层 32 50 29 11 10 12 2 简单 43 76 不稳定 62 77 22 29 8 18 7 简单 58 35 不稳定 63 79 18 37 7 17 9 简单 63 21 不稳定 81 86 61 合 并 4 19 2 18 5 简单 36 99 较稳定 82 86 69 17 22 9 3 较简单 39 100 较稳定 112 44 17 13 5 9 9 1 简单 62 31 不稳定 32煤层 ： 位于上石盒子组下部，为本组唯一可采煤层。 煤层厚 ～ ，平均。 变异系数为 43%，可采指数 ，厚度频率分布， ～ 67%，小于 30%，结构简单，部分见煤点具一层夹矸，夹矸为炭质泥岩或泥岩。 煤层顶、底板以泥岩为主，并有少量粉砂岩和细砂岩。 62煤层 ： 位于下石盒子组下部，上距 32煤层平均间距为 ，煤层厚 0～ ，平均。 变异系数为 58%，可采指数 ，厚度频率分布， ≥ 的占 40%，小于 60%，结构简单，少数见煤点具一层夹矸，夹矸为炭质泥岩。 煤层顶、底板以泥岩为主，并有少量粉砂岩。 63煤层 ： 位于下石盒子组下部，上距 62煤层 ～ ，平均 ，煤层厚 0～ ，平均。 变异系数为 63%，可采指数 ，厚度频率分布， ≥ 的占 33%，小于 67%，结构简单，少量见煤点具一层夹矸，夹矸为炭质泥岩。 煤层顶板以泥岩为主，底板一般为泥岩，少量粉砂岩或细砂岩。 81煤层 ： 位于下石盒子组下部，上距 63煤层平均间距 ，煤层厚 0～ ，平均。 变异系数为 36%，可采指数 ，厚度频率分布， ≥ 的占 92%，其中～ 75%，结构简单， 1/3见煤点具一层夹矸，夹矸为炭质泥岩或泥岩。 煤层顶板以泥岩为主，粉砂岩、细砂岩次之，粉砂岩、细砂岩下常发育泥岩伪顶，中国矿业大学 10 级本科生毕业设计 底板一般为泥岩。 82煤层 ： 位于下石盒子组下部，上距 81煤层 0～ ，平均 ，煤层厚度 ～，平均。 变异系数为 39%，可采指数 1，厚度频率分布， ≥ 的占 81%，其中 ～ 73%，结构较简单， 1/2见煤点具 1～ 2层夹矸，夹矸为炭质泥岩或泥岩。 煤层顶板以泥岩为主，并有少量粉砂岩，底板一般为泥岩。 112煤层 ： 位于山西组下部，上距 82煤层平均间距为 ，煤厚 0～ ，平均为。 变异系数为 62%，可采指数 ，厚度频率分布， ≥ 的占 48%，小于 52%，结构简单，少量见煤点具一层夹矸，夹矸为泥岩或炭质泥岩。 煤层顶板以泥岩为主，粉砂岩次之，底板一 般为粉砂岩。 一、煤的物理性质和煤岩特征 (一 )煤的物理性质及宏观煤岩特征 32煤层 黑色，条痕黑褐色，煤芯块状～粉末状。 弱玻璃光泽～玻璃光泽，条带状结构，参差状断口。 内生裂隙较为发育，且有少量的黄铁矿充填。 宏观煤岩成分以亮煤为主，夹镜煤或丝炭条带，煤层底部暗煤含量较高。 属半暗～半亮型煤。 6 6 8 82煤层 黑色，条痕多为黑色，煤芯块状、碎块状～粉末状。 玻璃光泽，阶梯状断口，内生裂隙发育。 宏观煤岩成分主要为亮煤和镜煤，少量暗煤， 62煤暗煤成分稍高。 宏观煤岩类型为半亮型 ～光亮型煤。 112煤层 黑色，条痕褐黑色，煤芯呈块状，玻璃光泽，内生裂隙较为发育，断口平坦。 宏观煤岩成份以亮煤为主，少量镜煤和暗煤。 属半亮～光亮型煤。 (二 )显微煤岩特征 组分 煤层 有 机 组 分（ %） 有机 总量 （ %） 无机组分（ %） 镜质组 反射率 max0R （ %） 镜质组 半质 镜组 惰性组 壳质组 粘土类 硫化物 碳酸盐 32 62 81 82 112 各煤层有机质含量均大于 85%，其中以镜质组为主，含量一般大于 72%，其次为惰性组，一般在 13～ 24%之间，壳质组含量较少，基本上 %。 无机组分主要为粘土矿物，约占 4～ 11%，其它矿物一般在 1%左右； 112煤层硫化物稍高。 中国矿业大学 10 级本科生毕业设计 二、 化学性质、工艺性能及煤类 (一 ） 煤的化学性质 有害组分 ⑴ 煤的 灰分 各煤层原煤灰分：平均值在 ～ %，属动力用煤中灰煤； 各煤层浮煤灰分：平均值在 ～ %，属冶炼用炼焦精煤低灰煤的有 8112煤层，其余为中灰煤。 ⑵ 煤灰成分及灰熔融性 各煤层煤灰组成基本相同，主要为酸性氧化物，平均含量在 ～ %之间， 112煤层偏低。 碱性氧化物除 112煤层 25%外，其它煤层均在 20%以下。 CaO含量上、下盒子组煤层高于山西组 112煤层； MgO一般 2%。 由于 112煤层的 Fe2O3含量较高，结渣指数相应较高；其它煤层的结渣、结污指数较低，可使燃烧炉正常出渣。 各煤层煤灰熔融性较高，软化温度一般大于 1250℃ ，高者可达 1500℃ 以上，属较高～高软化温度灰。 粘结指数（ GR。 I） 各煤层 GR。 I平均值在 ～ ，其中 8 82煤为强粘结煤（ G85），其余为特强粘结煤（ G85）。 坩埚膨胀序数和奥亚膨胀度 坩埚膨胀系数（ CSN）一般在 4～ 8之 间；奥亚膨胀度 b值以 FM最高，平均值 180，JM的 b值变化较大，最小为 15，最大为 140。 综上所述，本矿井煤层属强～特强粘结性煤，具良好的结焦性，其洗选精煤是优质炼焦配煤。 (二 )煤的工艺性能 发热量统计表 煤层 煤类 （ MJ/Kg） （ MJ/Kg） 分级 原煤 浮煤 原煤 32 FM JM (14) (4) 高热值煤 62 JM (9) (5) 中热值煤 63 FM JM (4) 高热值煤 81 JM (27) (12) 高热值煤 82 JM (28) (11) 高热值煤 112 JM (1) 高热值煤 中国矿业大学 10 级本科生毕业设计 (8) 三 、煤质及工业用途评价 煤质特征 本矿井以 JM为主，伴有少量 FM，煤类分布规律明显。 各煤层 为 中灰煤，特低硫（ 112煤层属中高～高硫分煤），特低磷～低磷，三氧化二砷含量甚微；属中高热值煤，高～难熔灰，酸性灰渣，结渣、结污指数低。 主采煤层 8 82浮煤产率在 62～ 72%之间，属良等。 但浮、沉产物不易迅速分离，属中等可选～极难选。 各煤层属中等挥发分，强～特强粘结性，具良好的结焦性。 煤的工业用途 综上所述，本矿井煤层以中变质的 JM为主，洗精煤灰分 10%，粘结性强，结焦性好，是较为理想的炼焦配煤；中煤可作为动力用煤。 四 、瓦斯 本矿瓦斯含量较高者有 3 8 82，其最高瓦斯含量分别为 ml/、 ml/、。 矿井相对瓦斯涌出量为 ，矿井绝对瓦斯涌出量为 ，根据《煤矿安全规程》，本矿井为 “ 高瓦斯矿井 ”。 因此在生产中应加强瓦斯监测和管理，防止瓦斯事故的发生。 瓦斯测试成果表 煤层 瓦斯成分（ %） 瓦斯含量（ l/） CH4(含 C2+) N2 CO2 CH4(含 C2+) CO2 32 (1) (11) (11) (11) (11) 62 (1) (1) (1) (1) (1) 63 (2) (2) (2) (2) (2) 81 (19) (19) (9) (19) (19) 82 (16) (16) (16) (16) (16) 112 (1) (1) (1) (1) (1) 五 、煤尘 各煤层之煤尘燃烧时均有一定长度的火焰，最大火焰长度者为 32煤可达250mm，一般需通入 25～ 95%的岩粉方能抑制发火 ；且各煤层爆炸指数为 ～%，均 15%，所以各煤层均存在爆炸危险性。 今后 各煤层均存在爆炸危险性。 中国矿业大学 10 级本科生毕业设计 煤尘爆炸性试验成果统计表 煤层 样点数 挥发分 Vdaaf(%) 火焰长度 (mm) 岩粉量 （ %） 结论 32 5 ～ 有火～ 250 20～ 80 有爆炸危险 62 3 ～ 30～ 100 55～ 80 有爆炸危险 81 6 ～ 有火～ 95 45～ 95 有爆炸危险 82 7 ～ 有火～ 100 55～ 95 有爆炸危险 112 1 有火 25 有爆炸危险 六 、煤的自燃 以还原样与氧化样着火点温度之差 ΔT1 3评价煤的自然发火倾向。 大部分样品 ΔT1 3在 20℃ 以内， 32煤层属不自燃； 62煤层属不易自燃～不自燃； 81煤层为很易自燃～不自燃； 8 112煤层属易自燃～不自燃。 自燃发火倾向性试验成果统计表 煤层 煤类 样点数 原样 （ ℃ ） ΔT 13 （ ℃ ） 自燃倾向等级 (点 ) 结论 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 32 FM 4 362～ 380 10～ 26 1 3 不自燃 62 JM 6 346～ 374 8～ 28 2 4 不易自燃～不自燃 81 JM 15 342～ 391 4～ 39 1 2 3 9 很易自燃～不自燃 82 JM 14 353～ 389 6～ 49 4 1 9 易自燃～不自燃 112 JM 5 349～ 390 16～ 41 2 1 2 易自燃～不自燃 2 井田开拓 井田境界及可采储量 范围及面积 井田边界 ： 涡北煤矿位于淮北平原西部，行政区划属安徽省涡阳县管辖。 其中心南距涡阳县城 4km。 地 理 坐 标 ： 东径 116176。 09′58″ ～ 116176。 12′45″ ，北纬33176。 30′53″ ～ 33176。 34′48″。 矿井范围 及面积 南起 F9断层，北至刘楼断层；东起太原组第一层灰岩顶界面的隐伏露头线，西止于 32煤层 1000m水平等高线的地面投影线。 平面上近似为一矩形，南北长～ ，东西宽 ～ ，面积。 一、 根据 涡北煤矿 井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算 : 二、 依据《生产矿井储量管理规程》 : 煤厚，能利用储量最低可采厚度为 ， 煤的灰份指标能利用储量灰份最高不大于 40%（含 40%），暂不能利用储量灰份最 中国矿业大学 10 级本科生毕业设计 高不大于 50%（含 50%）超过 51%则不计储量 ,暂不能利用储量厚 ； 三、 依据国务院过函（ 1985） 5号文《关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复》内容要求：禁止新建煤层含硫份大于 3%的矿井。 硫份大于 3%的煤层储量列入平衡表外的储量； 四、 储量计算厚度：夹石厚度不大于 ，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的 50%时，以煤分层总厚度作为储量计算厚度； 五、 井田内主要煤层稳定，厚度变化不。