矿井火灾防治课程设计

目录1.防火灌浆设计依据及基础资料..........................................01.1矿井概况.....................................................01.2煤层赋存条件..................................................01.3地质构造......................................................21.4煤的碳化程度、煤岩成分、自燃倾向性、发火期....................21.5浆材的质量、数量、开采条件....................................31.6矿井开拓方式和采区布置图......................................31.7灌浆站工作制度................................................32.防火灌浆系统与参数确定..............................................62.1灌浆系统确定..................................................62.2灌浆材料的选择................................................62.3地面制浆工艺流程（图）........................................62.4灌浆方式的确定................................................62.5灌浆参数确定..................................................72.5.1水土比..................................................72.5.2灌浆系数K...............................................82.5.3取土系数—a.............................................83.灌浆量计算..........................................................83.1灌浆用土量计算................................................93.2灌浆用水量....................................................93.3灌浆量计算....................................................93.4泥浆容重.....................................................104.浆管道系统设计.....................................................104.1灌浆管道布置.................................................114.2输送倍线的计算...............................................114.3管径计算.....................................................114.4管壁计算.....................................................134.5管材确定.....................................................135.水枪的选择.........................................................146.泥浆泵选择.........................................................157.浆站主要设施.......................................................177.1泥浆搅拌池及搅拌机...........................................177.2储土场.......................................................18设计小结.............................................................19参考文献.............................................................20摘要矿井火灾是指发生在矿井地面和井下，威胁矿井安全生产，形成灾害的一切非控制燃烧。矿井火灾是煤矿主要灾害之一，每一场火灾的发生，轻则影响生产，重者可能烧毁煤炭资源和矿井设备，更为严重者则可能引燃瓦斯煤尘爆炸或火烟度化矿井，酿成人员伤亡的重大恶性事故。此次的灌浆防火课程设计，就是针对该煤矿煤炭易自然的状况，采取灌浆的方法，达到防火的目的。浆液灌入采空区之后，固体物沉淀，充填于浮煤缝隙之间，包裹媒体，杜绝漏风，防止氧化，而浆水所到之处，增加煤的外在水分，抑制自热氧化进程的发展。同时，对已经自热的煤炭有散热冷却的作用，从而达到防火的目的，本次设计的内容主要包括灌浆系统及参数的确定，灌浆量的计算，浆管道系统设计，灌浆站主要措施，水枪的选择等。关键词：矿井火灾灌浆防火灌浆系统及参数1.防火灌浆设计依据及基础资料1.1矿井概况下石节煤矿位于陕西省铜川市耀县北部，距铜川市区约54km，行政区划属于铜川市耀县瑶曲乡。井田的中心地理坐标为东经108°51′，北纬35°13′。下石节煤矿交通方便，咸铜铁路梅七支线（梅家坪至前河段）经过附近的瑶曲镇，矿井有运煤专用铁路接轨于瑶曲车站，全长2.5km。另外，有公路至金锁关与西（安）包（头）线相接。矿井1980年以60万吨/年的能力简易投产,现采用综放回采工艺回采,生产能力已达160万吨/年。井田范围东至荒草湾—上石节一线，西到断头川北侧的4-2号煤层零点边界线，南与陈家山煤矿相毗邻（人为边界），北与崔家沟煤矿七木桥背斜相望。井田走向长约3.5km，倾向宽约3.5km，总面积为13.2km2。1.2煤层赋存条件井田内煤层属于易自燃，自然发火期最短1个月，煤系地层属中侏罗纪直罗群及下侏罗纪延安群，共含煤五层：1、2、3、4-1、4-2，焦坪矿区煤层特征如表2.4.1。3煤和4-1煤局部可采，厚0～3m，埋藏极为不稳定，主要可采煤层为4-2号煤，平均厚度10～12m，最厚达34m。煤层倾角浅部为18～20°，深部为5～10°。煤系地层呈单斜构造，倾斜北西。井田系长庆油田边缘浸染区，煤层顶板岩系中有3～4个含油层，底板岩中有两个含油层，油气的溢出对矿井瓦斯含量有极大的影响。煤系地层岩性自下而上描述（含4-2号煤层）：泥岩：紫杂色、灰绿色（俗称花斑泥岩），含团块状，易碎，常有鲕状结核，遇水膨胀，一般厚8～10m，最厚达40m，厚度变化大。根土岩：粉砂质、灰～深褐色，含植物根部化石，较坚硬，一般厚2～6m。炭质泥岩：0～5m，为煤层直接底板。4-2号煤：中部有1～2层夹矸，局部地区加厚至2～5m，使煤层分为4-1煤。灰黑色粉砂岩、砂质泥岩：含植物化石及黄铁矿结核，水平层理，厚2～3m。中粗砂岩：厚度为0～30m，局部为砂岩，含植物化石、黄铁矿结核及煤屑。细粉砂岩互层：灰～灰黑色，厚度0～73m，缓波状、微波状层理，含黄铁矿结核及植物化石，中下部局部含油。下石节矿煤系地层情况见煤系地层综合柱状图如图1-1所示：地层界系群1:500岩层厚度最小-最大(m)平均(m)柱状中生界侏罗系J直罗群J2三迭系T延长群T32.04-33.020-42.030-1.460-27.470-6.250-22.990-37.220-11.250-2.360-3.190-20.400-7.610-21.760-31.64不详13.28.800.509.301.208.4015.52.900.901.3010.83.505.409.20粉砂岩,下部夹炭质泥岩,含油细粉砂岩互层,夹含油粗砂岩2#煤,浅部可采细粉砂岩互层,夹煤线3#煤,东半部可采粉砂岩,砂质泥岩互层中粗粉砂岩(小街)且斜层理粉砂岩,砂质泥岩互层4-1煤,分布面积小粉砂岩夹煤线4-2煤,半亮型含矸两层具节理裂隙炭质泥岩根土岩,含铝质及植物化石花斑泥岩,砂质泥岩偶夹细砂岩细粉砂岩及砂质泥岩互层,夹煤线岩性描述图1-1下石节煤矿煤系地层综合柱状图1.3地质构造下石节井田位处黄陇侏罗系煤田焦坪矿区西部，鄂尔多斯台向斜的南缘。井田总体构造为：浅部为一向北西倾斜的波状单斜构造，深部水平以新民村向斜为主体，呈一向斜构造。断裂构造不太发育。总之井田构造较为简单。褶皱构造主要有：七木桥背斜：位于本井田和杏树萍井田交界处，轴向N60°W，向NW倾没，轴部出露T3和J1地层，两翼为侏罗系地层，延展约2.5Km。桦树渠背斜：分布在井田一水平同陈家山井田交界处，为向NW倾没的鼻状背斜构造，井田内延展约1300m，轴部缺失。延安组和直罗组下部地层，两翼倾角15°～20°，局部可达25°以上。新民村向斜：分布在井田二水平深部的1004—8940—8946钻孔一线，为深部水平主要的褶皱构造，轴向NE36°左右，两端呈弧型向东弯曲。延展约3000m以上，西延进入陈家山井田，两翼倾角平缓，一般在5°以下，幅度约40m。向斜轴部延安组，富县组沉积厚度较大，如8935号孔，延安组厚度162.43m，其中4-2号煤层以下沉积厚度为25.44m，并沉积了4－2下煤层。8940号延安组厚度172.06m，其中4-2号煤层以下沉积度厚度21.98m，富县组厚度28.02m。向斜两翼沉积厚度相对较薄，如8941号孔，延安组厚度114.8m，富县组厚3.9m。8942号孔延安组厚度126.67m，富县组厚7m。次要褶皱构造有：王台背斜：分布在井田二水平的8945－8949－8955号孔一线，其轴向为NE30°，向SW倾没，延展约1000m，两翼倾角在10°左右，幅度40～50m。轴部沉积厚度小，向两翼厚度增大，如8955号钻孔，延安组厚仅58.57m，且缺失富县组沉积。又如8949号孔，延安组厚度65.32m，富县组厚1.03m。草滩向斜：分布在二水平的8944孔－8950－8954孔一线，轴向NE65°，向东渐转NE20°，延展约1600m，幅度约20m。上述褶皱构造的发生和发展，具有明显的继承性，对井田煤系、煤层的沉积起了控制作用。一般向斜宽缓，含煤地层沉积厚度大。背斜陡窄、含煤地层沉积厚度小，煤层厚度小，结构相对简单。区内断裂构造不发育，未发现较大的断层。据下石节煤矿和陈家山煤矿一水平开采揭露资料，一般只见到数量较少的落差仅0.3～3m断层，极个别断层落差在5～10m。这些断层虽然落差小，对生产特别是回采工作仍会带来一定的影响。小断层多为高角度正断层，常见为NE和NW向两组，且多成组出现，并具有一定的组合规律，常呈雁行式排列，有时成扫帚状分叉成数条0.5～2m的小断层（如陈家山煤矿一、二采区）。预计深部水平断裂构造也将以小型断裂为主。1.4煤的碳化程度、煤岩成分、自燃倾向性、发火期设计工作面,综采放顶煤开采工作面，工作面走向长度886m，倾斜长度148.5m，工作面开采参数如图1-1所示，通风系统平面图图如图1-3所示，顶、底板状况为：1)直接顶为煤4的41-42段煤层，厚度2.19m，煤夹泥岩。2)直接底为煤4的47-48段煤层，厚度3.3m，泥岩夹煤，泥岩易风化，