煤礦總工程師論文
在煤礦的總工程師需要寫一篇關於煤礦的論文,那麼相關的論文內容應該怎麼寫呢?下面是小編分享給大家的煤礦總工程師論文,歡迎閱讀。
摘要:煤礦地質學是地質學的分支,是專門研究煤、煤層和含煤巖系的地質特徵及成因、分佈規律的科學。煤礦安全是研究煤礦安全生產的學科,內容包括煤礦五大自然災害防治。文章對煤礦地質與煤礦安全進行了探討。
關鍵詞:煤礦地質學;煤礦安全;礦物;岩石;地質構造;含煤巖系
煤礦地質學是地質學的一個分支,是專門研究煤、煤層和含煤巖系的地質特徵及成因、分佈規律的科學,主要內容有礦物與岩石、地質構造、煤的形成和含煤巖系、煤田水文地質。煤礦安全是研究煤礦安全生產的一門學科,內容包括煤礦五大自然災害防治:礦井瓦斯防治、礦塵防治、礦井火滅防治、礦井水防治、礦井頂板災害防治等理論知識。下文重點論述煤礦地質對礦井瓦斯、礦井水、頂板管理的影響。
1影響瓦斯含量的地質因素
影響瓦斯含量的地質因素有:
(1)煤的變質程度,褐煤沒有產生大量的瓦斯,也不利於儲存,瓦斯含量少;長煙煤吸附能力低,最大吸附量爲20~30m2/t;無煙煤吸附能力最強,最大吸附量達50~60m2/t。
(2)圍巖和煤層的滲透性好,瓦斯溢出,瓦斯含量低;反之,瓦斯含量高。
(3)地質構造,斷裂構造,張性斷裂有利於瓦斯的排放,壓性斷裂不利於瓦斯的排放。褶皺構造,頂板爲緻密並未暴露地表時,瓦斯含量背斜頂部增大,向斜槽部瓦斯含量減小。頂板爲脆性岩石且裂隙較多時,瓦斯含量背斜頂部減小,向斜槽部增大。
(4)地下水活動,地下水的流動有利於瓦斯的擴散,水大瓦斯小,水小瓦斯大。煤(岩層)表面吸附水分子,減少對瓦斯的吸附。水分子佔據了煤(岩層)的孔隙。
(5)煤田暴露程度,煤系地層出露地表的程度越高,越利於瓦斯擴散。
(6)煤層埋藏深度,瓦斯風化帶以下瓦斯含量、涌出量和瓦斯壓力隨深度增加。
影響煤與瓦斯突出的地質因素有:
(1)煤層厚度,大於20cm煤層纔會突出;煤層厚度增大,突出增大。
(2)煤層埋藏深度,深度增加突出次數增多,突出強度增大,突出範圍擴大。
(3)地質構造,地質構造帶控制突出範圍。
(4)煤的力學性質,軟分層突出可能性大。
(5)圍巖性質硬而且厚,突出危險性增大。
(6)其他地質因素,岩漿侵入、煤的變質程度高突出易發生,涌水量大突出危險性要小等。
2礦井水文地質對礦井水的影響
煤礦開採中,地下水或地表水進入礦井的過程,稱爲礦井充水。充水條件是水源和通道,是煤礦地質研究的內容。
2.1礦井的充水水源
大氣降水:
(1)礦井涌水量隨季節的'變化,旱季小,雨季大。涌水量的高峯期常滯後降水一段時間。
(2)礦井涌水量的大小與地區有關。南方降雨多,礦井涌水量大;北方降雨少,礦井涌水量少。
(3)隨着開採深度的增加,大氣降水對礦井涌水量的影響減少。
地表水:
(1)距地表水越近,涌水量越大;
(2)地表水越大,且是常年性的,涌水量大;
(3)季節性地表水由於是地下徑流,仍然對涌水量有影響。
地下水按埋藏條件將地下水分爲:
(1)上層滯水:地表以下局部隔水層以上的水。範圍小,水量小,季節性,對開採影響不大;
(2)潛水:地表以下,第一個穩定隔水層以上的水,對建井和露天煤礦影響較大;
(3)承壓水:充滿兩個穩定隔水層且有壓力的重力水。煤礦開採水時,如果遇到這樣的水源,就會有大量水涌入,會造成礦井淹緊,如我國華北石炭二疊紀煤系的頂板奧陶系石灰岩水。
按含水層性質將地下水分爲:
(1)孔隙水:鬆散岩層中的水,對建井和露天煤礦影響較大;
(2)裂隙水:岩層裂縫中的水,對煤礦生產影響較大;
(3)岩溶水:石灰岩、白雲岩等可溶性岩石中的水,對煤礦生產帶來影響。老空水是採空區和廢棄巷道由於長期停止排水積存的水,
其特點是:
(1)來勢兇猛,短時間水量很大,常伴有有毒有害氣體,帶來惡性事故;
(2)老空水是酸性水,腐蝕金屬設備;
(3)如果和其他水源無水力聯繫,容易疏幹,否則不易疏幹。
2.2礦井充水的通道
孔隙:如礫石、粗砂岩鬆散,存在空隙。導通性好,透水性強。採掘遇到涌水量大。裂隙:包括風化裂隙、成巖裂隙、構造裂隙。而最嚴重是構造裂隙,包括節理和斷層。其中斷層破碎帶常是水源的通道和積水區,即可以導水也可以積水。溶隙:石灰岩、白雲岩等可溶性岩石被水溶解,形成溶洞,互相導通。人爲的充水通道:
(1)封閉不良的鑽孔。導通地表水和煤層頂底板含水層水;
(2)採礦活動採空區冒落產生的裂隙、煤層底板底鼓產生裂隙。導通地表水和煤層頂底板含水層水;
(3)礦井長期排水,形成水位陷落漏斗。向外擴展,到達新的水源,使礦井涌水量增大。
3採煤工作面頂板管理
頂壓是地壓表現的主要形式,頂壓的大小主要取決於頂板岩石的物理力學性質。頂板事故分爲掘進工作面頂板事故和採煤工作面的頂板事故。在掘進過程中,如遇到頂板破碎和壓力大,容易發生冒頂。當遇到斷層,褶曲的軸部的頂板破碎易發生冒頂事故,這些都和岩石的性質和地質構造有關,岩石強度低,受壓後易破碎。當臨近斷層由於受地應力的作用,頂板岩層破碎,出現斷層帶。背斜和向斜的軸部由於受地應力的作用,頂板岩層破碎。掘進工程中,由於空頂作業導致頂板冒落,破巖後未及時支護裸露出的頂板,在頂板壓力的作用下就會冒落。採煤過程中,煤層頂板分爲僞頂、直接頂、老頂,僞頂隨採隨落,直接頂在回柱或支架前移後垮落,應爲煤層採高的2~3倍,冒落後充滿採空區。否則基本頂處於懸空狀態,隨着懸空面積增大,基本頂來壓,發生基本頂冒落。厚層難垮落的頂板,回柱放頂或支架前移,直接頂不冒落,形成大懸頂。到了一定程度,大面積來壓,造成工作面垮面。採煤過程中由於煤層傾角過大,支架會下滑、傾斜,導致冒頂。
另外,影響礦塵產生量的地質因素主要有:
(1)地質構造:地質構造破壞嚴重的地區,斷層、褶曲比較發育,煤巖較爲破碎,礦塵的產生量大;
(2)煤層賦存條件:同樣技術條件下,開採厚煤層比開採薄煤層的產塵量大,開採急傾斜煤層比開採緩傾斜煤層的產塵量多;(3)煤巖的物理性質:節理髮育、結構疏鬆、水分低、脆性大的煤巖,開採時產塵量較大,反之則小。
影響煤炭自燃的地質因素主要有:
(1)煤的化學成分;
(2)煤的物理性質;
(3)煤層的地質條件。綜上所述,煤礦地質對煤礦安全有極大的影響,因此必須認真細緻做好煤礦地質工作,研究影響煤礦安全生產的各種地質因素,爲煤礦安全生產服務。
參考文獻
[1]陶昆.煤礦地質[M].徐州:中國礦業大學出版社,2008.
[2]國家安全生產監督管理總局宣傳教育中心.煤礦探放水作業[M].徐州:中國礦業大學出版社,2011.
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