矿井防火灌浆设计

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中国矿业大学矿井火灾防治理论与技术课程设计姓名:学院:专业:学号:班级序号:指导教师:日期:目录前言--------------------------------------------------------------------------------31.防火灌浆设计依据及基础资料-------------------------------------------------41.1矿井概况---------------------------------------------------------------------41.2煤层赋存条件---------------------------------------------------------------51.3煤的碳化程度、煤岩成分、自燃倾向性及发火期-------------------51.3.1煤的碳化程度和煤岩成分---------------------------------------51.3.2自燃倾向性及发火期---------------------------------------------71.4开采条件、地温及瓦斯---------------------------------------------------71.4.1开采条件------------------------------------------------------------71.4.2地温------------------------------------------------------------------71.4.3瓦斯------------------------------------------------------------------81.5矿井开拓方式和采区采区通风------------------------------------------81.5.1矿井开拓方式------------------------------------------------------81.5.2开采情况------------------------------------------------------------81.5.3通风情况------------------------------------------------------------91.6灌浆站工作制度----------------------------------------------------------101.6.1日灌浆量和时灌浆量计算-------------------------------------102.防火灌浆系统与参数确定------------------------------------------------------122.1工作面概况----------------------------------------------------------------122.1.1工作面参数-------------------------------------------------------122.1.2防火灌浆设计基本参数----------------------------------------132.2灌浆系统确定-------------------------------------------------------------142.3灌浆材料的选择----------------------------------------------------------152.4地面制浆工艺流程-------------------------------------------------------162.5灌浆方法确定-------------------------------------------------------------172.5.1埋管灌浆----------------------------------------------------------172.5.2工作面洒浆-------------------------------------------------------192.6灌浆参数确定-------------------------------------------------------------193.灌浆量计算------------------------------------------------------------------------203.1灌浆用土量计算----------------------------------------------------------203.1.1按采空区灌浆量计算-------------------------------------------203.1.2按日灌浆量计算-------------------------------------------------203.1.3矿井日用土量----------------------------------------------------213.2灌浆用水量计算----------------------------------------------------------213.3灌浆量计算----------------------------------------------------------------213.3.1灌浆用水量-------------------------------------------------------213.3.2日灌浆量----------------------------------------------------------224.灌浆管道系统设计---------------------------------------------------------------224.1灌浆管道系统布置-------------------------------------------------------224.2输送倍线计算-------------------------------------------------------------234.3管径计算-------------------------------------------------------------------244.4管壁计算-------------------------------------------------------------------264.5管材确定-------------------------------------------------------------------265.水枪选择---------------------------------------------------------------------------276.泥浆泵选择------------------------------------------------------------------------297.灌浆站主要设施------------------------------------------------------------------317.1泥浆搅拌池及搅拌机----------------------------------------------------317.2储土场----------------------------------------------------------------------31前言矿井火灾是指发生在矿井地面或井下、威胁矿井生产安全、造成灾害的一切非控制燃烧。矿井火灾不容忽视,特别是煤炭的自燃情况,更加要引起各地各煤矿的高度关注。矿井火灾是煤矿主要灾害之一,火灾一旦发生,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毒化矿井,酿成人员伤亡的重大恶性事故。尽管当前矿井防灭火技术有了很大发展,但是仍然难以杜绝矿井火灾的发生,因此,必须作好矿井的防火灭火工作,以保证生产的安全进行。本课程设计是《矿井灾害防治理论与技术》的重要环节。通过本课程设计,使学生了解地下火灾的发生原因与发展过程、煤炭的自燃学说,自燃的原因及发展过程,掌握地下火灾的预测、预报及预防方法和措施等基本知识,培养学生具有地下火灾的监测、预报、预防与扑救及地下工程防灭火设计的能力。预防性灌浆的作用:预防性灌浆的作用有以下几点:(1)泥浆中的沉淀物将碎煤包裹起来,隔绝其与空气的接触;(2)沉淀物充填于浮煤和冒落的岩石缝隙之间,堵塞漏风通道,减少漏风;同时,灌浆可以加速形成再生顶板,从而有利于下部分层的开采;(3)泥浆对已经自热的煤炭有冷却散热作用。别外,浆液还可以增加煤的外在水分,减缓其氧化进程。防火灌浆设计1.防火灌浆设计依据及基础资料1.1矿井概况龙口矿业集团公司梁家煤矿设计生产能力180万t/a,位于山东省龙口市黄县煤田西北隅,井田范围由国土资源部以国地资矿通字20001130号文批复,由1-41号矿界坐标点顺序圈定,西至龙口渤海,北以1-10号矿界坐标点与梁家煤矿相邻,东北以10-17号矿界坐标点与桑园煤矿分界,至20号勘探线,南以F13、F14,F40,F43、F59,断层及煤2-800m等高线为界。井田面积:东西长约9-9.5km,南北宽约3-6.1km,面积约48km。烟(台)潍(坊)公路横贯井田中部,西南至潍坊167km,东至烟台1l4.5km,分别与胶济铁路、蓝烟铁路相接,可通达全国各地。井田西端龙口港可通烟台、天津、大连等城市,水陆交通十分便利。井田内为山前冲积平原,地形平坦,地面标高0~+27m,由西北向东南逐渐增高,地形的自然坡度一般为千分之三左右。梁家煤矿下第三系煤系地层总厚度为1095m,含煤地层平均总厚216m,含煤6层,即煤上2、煤上l、煤1、煤2、煤3,及煤4。纯煤平均总厚13.44m,含煤系数6.22%。可采纯煤总厚10.64m。本井田水文地质类型为简单型,区内地形平坦。第四系富水性强的砂砾层与含煤地层的水力联系微弱,主要由于煤系地层中的泥岩类地层隔水性较好。含煤地层中主要有八层含水层,分别为钙质泥岩、泥灰岩、泥岩与泥灰岩互层、煤1油2、煤2及其底板砂岩、煤3煤4间煤4、煤4下部砂砾岩。其中泥灰岩、煤1油2、煤2机器底板砂岩为本区对生产有直接影响的三层主要含水层,泥灰岩距煤1平均43.26米,为煤1的直接充水层。煤2上距泥灰岩约60米,在大中型断层的下盘开采煤2层,也将受泥灰岩水的威胁。煤1油2距煤2约13米,是煤2的直接充水层。根据黄县煤田资料,泥灰岩最大涌水量为150m3/h,煤l油2水的最大涌水量为300m3/h,煤2底板砂岩水的最大涌出量为51m3/h,这三层主要的含水层对主采煤层的回采造成直接的影响。本井田西临渤海,海中也有第四系的含水层和隔水层,第四系顶部为厚3.50-4.40m的淤泥,其下以粘土、砂质粘土为主,其次为粉砂岩,隔水性良好,因此海水不与煤系地层直接接触,不发生直接水力联系,海水与采煤关系不大。1.2煤层赋存条件井田内为山前冲积平原,地形平坦,地面标高0~+27m,由西北向东南逐渐增高,地形的自然坡度一般为千分之三左右。梁家煤矿下第三系煤系地层总厚度为1095m,含煤地层平均总厚216m,含煤地层含煤6层,即煤上2、煤上l、煤1、煤2、煤3,及煤4,属第三系煤系地层煤上2、煤上1、煤3不可采,煤2、煤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