蒋家河煤矿矿井防灭火设计.doc

《蒋家河煤矿矿井防灭火设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蒋家河煤矿矿井防灭火设计.doc（72页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、论文题目：蒋家河煤矿矿井火灾防灭火研究专 业：安全工程毕 业 生： 张建峰 （签名） 指导老师： 陈晓坤 （签名） 肖 旸 （签名） 摘要通过对蒋家河煤矿矿井基本概况的认真分析与研究，认识到其各煤层均属于自燃煤层，矿井火灾情况相当严重。再根据蒋家河煤矿矿井煤自然发火危险性，并选择ZF1406综放工作面进行煤层自燃火灾防治研究。再对ZF1406综放工作面进行现场勘查，了解其煤层自燃的影响因素，确定建立以黄泥灌浆防灭火为主，阻化剂及凝胶防灭火技术为辅的防灭火系统,并从开拓开采、通风、监测监控三个方面进行煤自燃防治。然后结合多年来蒋家河煤矿外因火灾发生的具体资料分析，找出本矿井外因火灾易发、多发地（

2、井下电缆、带式输送机），并针对其研究制定相应的技术措施与方案，进行本矿井外因火灾防治。最后制定相应的火灾应急救援预案，并且针对性的设计ZF1406综放工作面的逃生路线。关 键 词： 矿井防灭火 煤层自燃 黄泥灌浆防灭火 外因火灾 火灾应急救援研究类型： 应用型Title : The Coal Fire Prevention And Design For Jiangjia River Coal MineSpeciality : Safety EngineeringName : Zhang Jianfeng (Signature) Supervisor : Chen Xiaokun (Signat

3、ure) Xiao Yang (Signature) ABSTRACTAccording to the risk of spontaneous combustion of Jiangjia River coal seam，it starts from the three necessary conditions of spontaneous combustion to design appropriate measures and methods to prevent spontaneous combustion of coal. And in accordance with the prov

4、isions and requirements of mine fire prevention norms, combined with the current development status of domestic fire prevention, it designes to use the fire extinguishing System with the major method of clay grouting fire prevention and assisted with fire prevention technology of gel and paralyst. M

5、eanwhile setting the fire doors at the stop line of transportation roadway and return airway of coal face. Then through the arragement for the relevant data about external fire of Jiangjia River coal mine occurred over the years, it analyses the places where the external fire accidents occurred freq

6、uently and likely and formulates appropriate technology measures and methods for the the underground cable, belt conveyors and other external fire-prone areas. Finally, combined with fire prevention and control technology of mine fire it formulates corresponding fire emergency rescue and escape evac

7、uation measures.Key words: Mine fire prevention and control The spontaneous combustion of coal seam Fire prevention by clay grouting The external fire Fire emergency rescueThesis: Application Research目录1绪论11.1选题的目的及意义11.1.1选题的意义11.1.2 选题的目的11.2国内外研究现状21.2.1煤炭自燃机理及预测理论研究进展21.2.2矿井外因火灾的发生机理31.2.3 矿井防灭

8、火技术研究现状31.3 主要设计内容和技术路线52矿井基本概况72.1地理概况72.1.1交通位置72.1.2地形、地貌72.1.3河流及水系72.1.4气象及地震82.2井田开拓与开采92.2.1井田境界92.2.2井田开拓方式92.2.3采区布置及采煤方法102.3煤层及煤质102.3.1煤层102.3.2煤质112.3.3煤的分类142.4主要灾害152.4.1煤层自然发火期及自燃倾向性152.4.2瓦斯152.4.3煤尘爆炸指数及爆炸危险性152.4.4其它灾害152.5 本章小结173煤层自然发火及防灭火措施183.1 ZF1406综放工作面简介183.2煤层自燃相关理论183.2.

9、1煤层自燃规律183.2.2煤的自燃机理183.2.3煤自燃的条件193.2.4煤自燃发火阶段203.3 ZF1406综放工作面煤层自燃隐患识别及其影响因素213.3.1煤层自然发火危险性213.3.2 ZF1406综放工作面现场勘查情况213.3.3影响煤炭自然发火的因素223.4煤层自燃的防灭火系统233.4.1黄泥灌浆防灭火系统233.4.2阻化剂防火技术303.4.3凝胶防灭火323.5煤自燃防治措施383.5.1开拓开采方面的措施383.5.2通风方面的措施393.5.3监测方面措施403.6本章小结454井下外因火灾防治464.1电气火灾防治措施464.1.1井下电缆464.1.2

10、井下各种电气设备的保护474.2带式输送机着火的防治措施484.3其它火灾的防治措施494.4本章小结525矿井火灾事故应急救援535.1指挥部组织机构及其职责535.1.1救灾指挥部组织机构535.1.2指挥部职责535.1.3指挥部行动原则545.1.4各岗位职责545.2应急响应575.2.1预警575.2.2现场应急575.2.3全面应急585.3避灾与逃生585.3.1发生火灾时逃生路线585.3.2隔离、疏散585.3.3搜寻和营救585.4火灾事故应急技术预案595.4.1火灾遇险人员紧急逃生与救助595.4.2 CO超限或小范围自燃火灾的防灭火技术预案615.5本章小结636结

11、论64致谢65参考文献66 III1绪论1.1选题的目的及意义1.1.1选题的意义矿井火灾是直接威胁矿井安全生产的主要灾害之一。我国煤矿自然发火情况十分严重，有56%的煤矿存在自然发火问题，而我国统配和重点煤矿中具有自然发火危险矿井约占47%，矿井自然发火又占总发火次数的94%，其中采空区自燃占内因火灾的60%。1984年前的32年，我国煤矿矿井共发火10296次，19851990年间百万吨发火率为0.76次。我国在80年代仅统配煤矿就发生10多起重大胶带输送机火灾，造成200多人死亡和上亿元的经济损失。进入90年代后，矿井生产逐步向高产高效集约化发展，其中火灾发生的严重性和危险性也随之升级。

12、1990年小恒山矿因胶带火灾死亡80人，伤23人，直接经济损失567万元。1995年12月，大屯煤电公司姚桥矿-400m水平东翼胶带输送机大巷发生特大胶带输送机火灾事故，烧毁胶带8500m,造成27人死亡，事故波及-400m大巷及三个采区，并引燃煤仓及巷道顶部煤体多处，直接经济损失达到130余万元。在矿井救灾过程中，因密闭不及时、密闭范围过大，控制火势时间较长，以及快速密闭无法实现延迟自动密闭，引发二次事故发生的事例也不胜枚举，造成这些事故及损失的主要原因是我国煤矿整体防灭火技术水平和装备能力与生产发展不相适应。为了加强煤矿火灾防灭火安全技术与措施，我国从50年代起就已经开始在煤矿推广了黄泥浆

13、灌浆防灭火技术，而60年代至70年代又相继研究出了阻化剂防火，均压防火以及高倍数泡沫灭火等技术，直至80年代至90年代则继而又研究了矿井自然发火预测系统、惰气防灭火、快速高效堵风、带式输送机火灾防治等一系列的技术与措施，并针对性逐步形成适应于普通采煤法和高效高产采煤法的综合性的防灭火技术与措施。由于我国火灾基础理论起步比较晚，防灭火关键设备和技术又有待进一步完善和配套，更有一批急需解决的相关技术问题。因此，矿井火灾防治工作仍然是矿井安全生产所面临的一项艰巨任务。1.1.2 选题的目的（1）通晓矿井防灭火技术与措施，了解井巷开拓和布置的方式、方法，掌握矿井防灭火技术对矿井火灾进行治理的相关内容；

14、（2）在专业教师的指导下，通过查阅大量的相关资料、书籍，综合运用和深化所学的专业知识，结合CAD制图，进行矿井储量计算，开拓布置、完成防灭火专题设计，为今后的工作和学习打下坚实的基础；（3）找出煤矿火灾事故的发生规律，发生原因，有针对性的提出预防对策；（4）在总结我国煤矿火灾事故及其防治技术的基础上，深入分析得出煤矿火灾事故频发的宏观原因和深层次的原因，提出煤矿火灾事故防治的国家保障措施和政策建议；（5）使企业清楚煤矿生产中火灾事故的直接原因，为企业发现事故隐患，并为其找到预防火灾事故的对策，是企业有针对性的的采取预防措施。在全面总结我国煤矿火灾事故及其防治技术的基础上，深入分析得出煤矿火灾事

15、故频发的宏观原因和深层次的原因，提出煤矿火灾事故防治的国家保障措施和政策建议。1.2国内外研究现状1.2.1煤炭自燃机理及预测理论研究进展自17世纪英国人Dr.Plot提出黄铁矿导因学说以来，煤自燃机理研究取得了很大程度上的的进展，出现了许多种学说，而在这些理论中比较有影响力的包括细菌导因学说、黄铁矿导因学说、煤氧复合综合作用学说以及酚基导因学说等。其中煤氧复合作用学说更是得到很多学者的赞同，但煤氧复合反应发生的机理至今却是仍未真正意义的了解。在步入20世纪90年代，很多的国内外学者又进一步提出了一些更具体更完善的学说，其中就包括：李增华于1996年提出了煤自燃的自由基作用学说；wang H.

16、H.等学者于1999年提出了基团作用理论；Lopez.D.等国外学者于1998年提出了氢原作用学说；pxmm等一些学者于1990年提出了电化学作用学说。并且在最近这十多年来，一些国际和国内学者又从不同的角度、采用不同的手段对煤自燃的机理进行了研究与探讨，并取得一些新的进展，主要体现在以下几个方面：利用热分析技术研究煤自燃机理； 从煤氧化学反应和表面反应热两个角度研究煤自燃机理； 从煤分子结构模型入手对煤自燃机理进行研究；从煤的活化能入手对煤自燃机理进行研究；从煤岩相学角度研究煤自燃机理。综上所述，经过国内外学者对煤层自燃理论进行了大量的、不懈的研究，现在已经基本上形成了比较完整的理论体系，为煤

17、矿自燃火灾的预测和防治技术的研究提供了必备的理论基础，然而由于煤是一种是非常非常复杂的有机分子，况且煤层自燃更是受到大量的外部环境因素的影响，因此，针对煤分子的组成结构及煤氧复合的微观反应放热机理还有待更进一步探讨和试验验证。1.2.2矿井外因火灾的发生机理外因火灾是指由于外来热源，包括机械摩擦、爆破、电路短路、明火、瓦斯煤尘爆炸等众多原因所造成的火灾。而在矿井下最为严重的外因火灾当属电气火灾和带式输送机火灾。对于那些电气化程度比较低的中、小型煤矿，其大多数的外因火灾基本都是由于违章爆破或者使用明火所造成的。然而随着科学技术的不断进步，煤矿装备的水平也在不断攀升，矿井的电气化、机械化程度也在不

18、断的提高，因此，井下的电气设备以及机械运输设备也是越来越多。这就势必导致，此两种外因火灾大有逐年增多的趋势。外因火灾就易程度而言，大多数发生在一些机械、电气设备比较集中且风流比较畅通的地方，如井底车场、机电硐室、运输及回风巷道等。而就其火灾发展，这类的火灾发生很是突然，发展速度也是相当的迅速。小小的一个火源，稍有不慎，就可能有燎原之势，火势便会蔓延扩大到很大的范围。如是处理不当或者是没有及时发现，都可能会给矿井带来十分严重的经济损失甚至是惨绝人寰的人身伤亡事故。1.2.3 矿井防灭火技术研究现状谢优贤的关于中国煤炭火灾防治现状研究文献综述中指出：煤炭工业是国民经济和社会发展的基础产业，煤炭工业

19、的可持续发展直接关系着建设全面小康社会目标的实现和国家能源安全。我国煤炭安全生产危险源多，灾害严重的形势非常严重，尤以火灾为甚。每年自燃形成的火灾近400次，煤自燃氧化形成火灾隐患近4000次仅我国北方煤田累计已烧毁煤炭达42亿吨以上。煤炭火灾防治及其继发性灾害的防控技术，对煤矿的安全生产具有十分重要的意义。我国自从20世纪50年代起便开始在煤矿推广黄泥浆灌浆防灭火技术与措施， 60至70年代又相继的在均压通风防灭火技术，泡沫防灭火技术，阻化剂防灭火技术研究方面取得了骄人的成绩并成功将其应用到了矿井防灭火之中， 而在接下来8090年代国内学者又成功的研究出了自燃火灾预测预报技术、带式输送机火灾

20、防治技术、惰性防灭火技术、火区快速密闭技术、凝胶防灭火技术、内外因火灾监测监控技术、堵漏风技术等一系列的相关技术与措施，从90年代以后很多学者就将其研究中心主要集中在对原有火灾防灭火技术装备性能提升和新型防灭火材料研究与研制等方面。煤矿火灾防治技术经历坚持不懈的50余年的奋力发展，已经逐步形成了火灾预测、监测、预防、治理一系列相结合的综合火灾防治体系，并且还在灾变时期矿井风流流动及控制、矿井救灾决策辅助系统以及灾后应急救援与抢险救灾技术等方面取得了长足的进展。煤矿火灾防治领域发展趋势：对煤矿井下自燃“预防为主，综合治理”的基本思路已经成为现场管理技术人员和自然防治专家的共识。对煤自燃基础理论的

21、不断探索，在现场自燃防治应用领域的不断努力，已经成自燃专家技术人员的共同追求。鲜学福在我国煤矿矿井防灭火技术研究综述中指出：近些年来，我国煤矿矿井的火灾防灭火技术与手段已经有了很大程度上的发展和提高。但还是应该意识到，目前煤层自然发火形式依然是相当的严峻，仍然需要再继续坚持不懈的完善和提高防治技术水平，并加强基础理论研究和开发新的技术手段与措施，尤其是要把非线性科学的理论知识和方法手段引入煤矿矿山安全保障系统的研究与应用当中，以便能够更好的更完善的改变自燃火灾的不利形势。同时，还要加大矿井灭火资金和设备的投入和严格的措施管理。这样才能使矿井防灭火技术和管理再上一个新台阶。罗海珠的中国煤矿防灭火

22、技术状况与趋势一文中指出：煤矿防灭火的设计、实施与实现是一项复杂的系统工程，只有通过加强应用基础理论研究，开发适用性防灭火材料、技术、工艺与装备，有效控制煤矿火灾扩大与继发性灾害，将各种技术有机地结合起来，才能实现全矿井防灭火系统的技术创新。 秦波涛、王德明矿井防灭火技术现状及研究进展一文中指出：就目前常规的火灾防灭火技术与手段对保证矿井安全生产已经起到了十分重要的作用，但是这些技术与手段仍然都还或多或少的存在一些不足之处。为了能够充分发挥目前所拥有火灾防灭火技术的优势，克服其缺点，依然需要在此基础之上开发并研制出新型的防灭火技术和材料；在目前防治煤炭自燃过程中，没有任何哪一种材料是万能的，通

23、常都是由几种防灭火技术和材料综合作用的结果，其关键是要认真分析煤炭自燃的发生发展状况、位置及根据矿井的实际条件，选择合适的防灭火技术和手段。综上所述，在消灭和控制火灾的过程中，一定要从理论与实际综合考虑，因地制宜，采用几种防灭火技术和材料综合作用，关键是要分析火灾发生发展的状况、位置及根据矿井的实际条件，选择合适的技术与手段综合灭火，只有这样，才能有效的控制和消灭火灾，为正常的煤矿安全生产提供保障。1.3 主要设计内容和技术路线本文主要设计内容：（1）蒋家河煤矿基本概况。首先介绍矿井的地理概况及井田开拓与开采。再详细的分析本矿井的煤层及煤质特性，其中包括煤的分子结构、煤化程度、煤岩成分、水分、

24、煤中硫和其他矿物质等影响煤炭自燃性能的因素。最后再分析本矿井主要灾害，重点介绍与矿井火灾有关的煤层自然发火期与自燃倾向性、瓦斯等。（2）根据蒋家河煤矿煤层自然发火危险性，按照矿井防灭火规范的规定和要求，结合目前国内防灭火发展状况，设计确定本矿井建立以黄泥灌浆防灭火为主，阻化剂及凝胶防灭火技术为辅的防灭火系统，同时从自然发火的三个必要条件入手设计相应的措施与方法防止煤自然发火，其中包括开拓开采方面措施、通风方面的措施以及监测监控方面措施等。（3）井下外因火灾防治。从井下电气火灾事故防治，带式输送机火灾防治，各种电器设备火灾防治来全面分析和防治外因火灾的发生。（4）矿火灾应急救援建设。按照煤矿安全

25、规程的规定和要求，结合蒋家河矿井的实际情况，制定相应的防灭火应急救援预案以及逃生路线。本文研究技术路线如图1-1所示。蒋家河矿井防灭火研究蒋家河煤矿概况煤自然发火危险性及防治措施井下外因火灾防治ZF1406综放工作面防灭火研究开拓开采方面措施通风方面措施监测监控方面措施煤自燃防灭火系统阻化剂防灭火技术黄泥灌浆防灭火系统胶体防灭火技术电气火灾防治措施其他外因火灾防治带式输送机火灾防治矿井火灾应急救援技术及措施煤自燃防治措施图1-1 蒋家河矿井火灾防灭火设计技术路2矿井基本概况2.1地理概况2.1.1交通位置蒋家河井田隶属于彬县煤炭公司，位于陕西省关中西北部，彬长矿区南部，行政区划隶属于咸阳市彬县

26、车家庄乡、底店乡及水口镇管辖。312国道从井田东北部通过，306省道彬县宝鸡段横川井田中部从工业场地南侧通过。矿井东北至彬县25km，西南经麟游县崔木镇至宝鸡180km。312国道由彬县至长武55km与宝庆公路相接，彬县至西安为150km、甘肃平凉170km。区内县、乡之间均有公路相通，公路运输十分方便，是对外运输的主要交通渠道。拟建的西（安）平（凉）铁路和武汉银川高速公路，将为矿区运输提供较为便利的条件。其交通位置见图2-1。2.1.2地形、地貌彬长矿区属陇东黄土高原塬梁丘陵沟壑区，地势西南高东北低，泾河自西北向东南贯穿中部，将全区分割成东北、西南两塬加川道的地貌格局。两个塬体均向泾河下游倾

27、斜，塬面破碎，沟壑密集，地形比较复杂。本井田位于彬县南塬西区，主要为黄土塬和河谷平川，塬面开阔平坦，海拔高程+1000+1200m。水帘河中段贯穿井田东部。最高处位于西南部塬上，高程为+1246.0m；最低处位于水帘河中段，高程为+980m，相对高差266m。2.1.3河流及水系矿区河流水系以泾河为骨干，呈羽状分布，共有大小11条河流汇入。泾河是渭河的最大支流，发源于宁夏六盘山东麓。泾河干流自西北向东南流经长武县亭口镇汇合黑河后，在北极镇雅店村进入彬县境内。年平均流量57.60m3/s，最大洪峰15700m3/s（1911年），枯水期最小流量1m3/s(1973年)。彬县境内泾河含沙量多年平均

28、155kg/s，平均年输沙量为28300万吨。本井田水系属于泾河支流。范家河及筛家沟分别从本井田南部和北部穿过，为泾河的一级支流，沟谷狭窄。筛家沟流量较小。范家河常年流水，年平均流量0.190.51m3/s，春冬流量小，夏秋流量大，洪水期为每年的7、8、9月份,经水帘沟流入泾河。2.1.4气象及地震本区地处中纬带高原区，属暖温带半干旱大陆性季风气候区，冬季干旱，夏季炎热，四季比较分明，雨热同季、气温日差较大，干湿季节分明，年降雨量变化大，常出现干旱。每年35月份为西北季风期，最大风速12.7m/s。据彬县气象站近年资料：图2-1交通位置图极端最高气温40.0（1966年6月19日）；极端最低气

29、温-22.5（1977年1月31日）；近年平均气温11.1；元月平均气温-7.5（最低月份）；七月平均气温29.8（最高月份）；霜期一般为10月中旬至来年4月中、下旬；冰冻期一般在12月上旬至来年2月下旬；冻土层最大厚度68cm；年平均降雨量为561.4mm；年平均蒸发量为1547mm。本区年降雨量在小地域上分布不同，南塬大于北塬，北塬大于川道，明显反映出降水量与海拔高度呈正比的关系。按建设部颁布的建筑抗震设计规范(GB50011-2001)，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.06g，地震动反应谱特征周期分区为3区的中软场地类。2.2井田开拓与开采2.2.1井田境界根据国家发改

30、委1997年以计交能19971351号文对陕西彬长矿区总体规划批复，蒋家河井田北侧以12孔和92孔联线为界与大佛寺井田毗邻，东侧、南侧、西侧均以煤层零点边界线为界。2006年陕西省国土资源厅根据矿产资源开采登记管理办法以陕国土资矿采划200618号文对蒋家河煤矿范围的批复，全井田东西长约7.2km，南北宽约4.7km，井田面积约22.2627km2。井田范围由15个拐点组成，开采深度为322636.8m。本设计井田边界以后者为准。井田境界各点坐标见表2-1。2.2.2井田开拓方式本矿井在距离彬县县城20km的306省道旁任家坡村北，采用一对立井单水平开拓，风井场地位于水帘沟的阎家河村。矿井移交

31、时共布置3条井筒，即主立井、副立井和阎家坡回风斜井。主立井井筒净直径D=5.0m，净断面积19.6m2，井筒垂深560m，采用混凝土砌碹，井筒内装备装备一对9t多绳箕斗； 副立井井井筒垂深586m，井筒净直径D=6.5m，净断面积33.2m2，采用混凝土砌碹，担负矿井人员升降、矸石提升、设备与材料下放等，并兼作进风之用。井筒内装备一对1t矿车特制罐笼（一宽一窄）；阎家河回风斜井井筒净宽为4.2m，井筒倾角30斜长615m，净断面积12.4m2，采用锚喷支护,担负矿井回风兼作安全出口。一采区巷及4煤大巷沿4煤层布置，一采区巷分别设置采区轨道巷、带式输送机巷及回风巷，4煤大巷组分别设置轨道大巷、带

32、式输送机大巷、回风大巷。井下主运输采用带式输送机运输，井底采用架线电机车运输，采区辅助运输采用无极绳连续运输车，全井田共划分三个采区。 表2-1 井田境界拐点坐标一览表拐 点韦距X/(m)韦距X/(m)拐点韦距X/(m)韦距X/(m)13877512.00036495104.00093873455.00036493610.00023877723.00036495020.000103874029.00036494878.00033877987.00036495025.000113874588.00036496815.00043876710.00036490365.000123876037.000

33、36497873.00053874777.00036491500.000133876983.00036497452.00063873922.00036491437.000143877388.00036496544.00073873345.00036492120.000153877367.00036495368.00083873406.00036493248.0002.2.3采区布置及采煤方法设计将一采区作为移交采区，该采区位于工业场地以南井田西部，紧邻井底车场，距离井底约0.28km，地质储量为43.68Mt，可采储量为22.63Mt，规模为0.9Mt/a，服务年限19.3a。本采区走向长3.

34、64.3km，倾斜宽1.71.9km，面积约7.48km2。矿井移交投产时，在一采区装备一个综采放顶煤工作面满足全矿井的产量要求。综采放顶煤工作面的主要装备见表2-4。掘进配两个综掘工作面，为全矿井的工作面接替和巷道的延伸服务。2.3煤层及煤质2.3.1煤层井田内含煤地层为中、下侏罗统延安组，厚度为15.02m114.33m，至下而上分为三段。第一段含有主要可采煤层4号煤，不可采煤层4-2号煤，零星可采4-1煤。4-1煤厚度较小，平均只有0.54m；距4煤层1.76m，为4煤的局部分岔煤层。4煤层厚度较大，局部含一层夹矸，结构简单；第二段含4上-1和4上-2煤层。4上-1煤不含夹矸，层位稳定，

35、距4上-2煤平均8.15m；4上-2煤，含12层夹矸，层位较稳定，下距4煤平均13.57m；上部第三段含3号煤层，均为不可采煤层，上距直罗组底界平均20.3m，下距4上-1煤平均15.89m，层位不稳定。4上-1煤层：位于延安组第二段上部，下距4上-2煤层1.9011.88m，2-4号孔达到24.65m，平均8.15m。见煤点17个，煤厚0.31（204号孔）1.30（1-2号孔），平均0.82m，可采点7个，可采厚0.801.30m，可采面积4.76km2。4上-1煤层偶见一层夹矸，岩性为黑色泥岩，结构简单。4上-2煤层：位于4上-1煤之下，下距4煤层间距5.2024.45m，平均13.57

36、m，见煤点13个，可采点5个，可采厚度0.801.31m，平均1.06m，可采面积4.02km2。4上-2煤层结构简单，局部含1-2层夹矸。可采煤层特征见表2-2。表2-2 可采煤层特征一览表段号煤层编号煤层厚度结 构与下层煤间距可采类型稳定类型第二段4上-1单一结构偶见一层夹矸局部可采较稳定4上-2结构单一，含1-2夹矸局部可供较稳定第一段4结构单一，局部含一层夹矸大部可采稳 定4煤层：4煤层位于延安组底部，为主要可采煤层。全井田分布、结构单一，可采煤厚0.810.85m，平均5.29m，属厚煤层，可采面积15.27km2可采煤层主要分布于赵坡向斜轴部及两翼。煤层抗压强度21.9127.22

37、MPa，平均24.97MPa，煤的视密度1.38t/m3。2.3.2煤质（1）煤的物理性质及煤岩特征各煤层的物理性质变化不大，均为黑色，条痕为棕色、棕黑色，沥青光泽，内生裂隙不甚发育，裂隙被方解石脉或黄铁矿薄膜充填。4上-1煤层为细条带状、均一状及透镜状结构，煤层以半亮型煤为主，夹半暗型煤；4煤层为条带状、均一状、线理状结构，煤层以暗淡、半暗型煤为主，夹半亮型煤，其上部为暗淡型煤夹半暗、半亮型煤，下部为半暗型煤夹半亮型煤。4煤层煤岩特征有机质显微组分含量较高，平均值92.9%，其中镜质组及半镜质组含量相对较低，平均值为25.3%。隋质组含量平均值66.0%。壳质组含量较少，平均值3.0%，无机

38、组分含量平均为7.3%，以粘土类和碳酸盐类为主，硫化物类含量较少。（2）煤的化学性质煤的工业分析和元素分析可以近似地反映煤有机物和无机物的化学性质。 水分（Mad）各煤层原煤空气干燥基水分（Mad）在3.208.88%之间，平均值为5.025.64%，各煤层浮煤水分平均值在4.365.27%之间。各煤层收到基水分（Mar）平均值7.07.2%。 灰分（Ad）第一 灰分产率：各煤层原煤灰分产率平均值变化在15.9520.69%之间，属低中灰中灰分煤，经1.4密度液浮选后，各煤层灰分产率平均值为6.876.98%。现将各煤层灰分产率及其变化情况叙述如下：4上-1煤层：原煤灰分产率12.8429.0

39、3%，平均值20.69%，标准差6.06，属灰分产率变化中等的中灰分煤。浮煤灰分产率5.239.20%，平均值6.87%。平面上的分布为：井田北部可采点大部分为低中灰煤，少部分为中灰分煤，占样点32%。井田西南部可采范围内为低中灰中灰分煤。4煤层：原煤灰分产率11.6223.36%，平均值15.95%，标准差2.80，属灰分变化小的低中灰煤，浮煤灰分产率5.298.40%，平均值6.98%。原煤灰分平面变化小，大面积为低中灰分煤。井田中部灰分稍高，井田西部出现孤立的中灰分煤样点。第二 夹矸对煤层灰分的影响，井田内4煤层一般有一层夹矸，厚度0.10.45m，岩性为泥岩及炭质泥岩，灰分一般62.2

40、888.60%，采煤时，这些矸石将有一部分混入煤中，从而使煤层灰分含量增高，根据分析资料概算，矸石每增加1%，煤层灰分将增加0.521.87%，3-3、4-1孔，剔除矸石后的煤样灰分分别为16.76%、16.59%，混入矸石后，煤层可采灰分（包括小于0.30m的矸石）分别为17.28%、18.23%；浮煤灰分为8.02%、6.16%；3-1孔剔除矸石后的煤样灰分为15.68%，而全层灰分（包括小于最低可采厚度0.80m矸石）为18.60%。浮煤灰分为6.36%。 煤的挥发分产率（Vdaf）各煤层挥发在27.138.33%之间，属中高挥发分煤。 煤的固定碳和燃料比固定碳的高低是评价动力用煤和气化

41、用煤质量的一个重要指标，燃料比是表征煤化程度的指标。4上-1煤层固定碳含量为54.04%，属低固定碳煤；4煤层固定碳含量56.86%，属中等固定碳煤。燃料比为1.621.67。 有害组分第一 硫分4上-1煤层原煤全硫含量变化在1.162.27%之间，平均值1.76%，属变化小的中硫分煤。浮煤全硫平均0.77%。4煤层为井田全硫含量较低的煤层，其含量为0.161.96%，平均值0.95%，属硫分变化中等的低硫分煤。各煤层原煤各种硫以硫化铁硫为主，其最大值1.341.43%，平均值0.521.21%，还有少量白铁矿（FeS2）。有机硫差异不大，平均值0.360.51%，硫酸盐硫含量较少，平均值0.

42、01%。第二 磷（Pd）4上-1煤层原煤磷含量为0.0020.021%，平均值0.007%，属特低磷煤。4煤层原煤磷含量为0.0020.066%，平均值0.024%，属低磷分煤。第三 氯、氟、砷各煤层氯含量较低，平均值0.0360.045%，均属特低氯煤，燃烧对锅炉无害。原煤氟含量平均值98105g/g，浮煤氟含量平均值52g/g。各煤层砷含量较小，在114g/g之间，平均值在45g/g，浮煤砷含量平均值1g/g，属级含砷煤，符合酿造和食品工业燃烧用煤要求。（3）煤的工艺性能 粘结性与结焦性各煤层粘结指数（GRI）为0，原煤焦渣特征2-3。大部分样点浮煤焦渣特征为3，少量样点为2，说明本井田煤

43、层粘结性、结渣性差。 可磨性煤的哈氏可磨性指数是评价粉煤锅炉用煤成份难易程度的重要参数。该指标与煤的细度、水分和粒度等相关。各煤层哈氏可磨性指数平均值为6871%，属中等可磨性煤。 煤灰熔融性4上-1煤层煤灰软化温度（ST）平均值1204，为较低软化温度灰。4煤层煤灰软化温度（ST）平均值1289，为中等软化温度灰，其较低软化温度灰的样点占45%，其余为中等及较高软化温度。（4）发热量本井田各煤层干燥基低位发热量（Qnet,d）平均值在24.7326.37MJ/kg，属高热值煤；4上-1煤层收到基低位发热量(Qnet.ar)为20.2325.84MJ/kg，平均值22.93MJ/kg；4煤层为

44、22.5525.84MJ/kg，平均值24.15MJ/kg。表2-3 各煤层煤质情况一览表煤层编号4上-14水分Mad（）最小最大4.10-8.883.20-7.08平 均5.645.02灰分Ad（）最小最大12.84-29.0311.62-23.36平 均20.6915.95硫分St，d（）最小最大1.16-2.270.16-1.96平 均1.760.95挥发分Vdaf（）最小最大28.91-38.3328.91-38.33平 均31.6032.31磷Pd（）最小最大0.002-0.0210.002-0.066平 均0.0070.024发热量Qnet，ar（MJ/kg）最小最大20.23-2

45、5.8423.78-28.16平 均22.9326.37煤累不粘煤(31)号或长焰煤2.3.3煤的分类井田4上-1煤层为低中灰、中硫、特低磷、含油、中等软化温度灰、中高热值不粘煤（31）；4煤层为中灰、低硫、低磷、富油、中等软化温度灰、高热值不粘煤31号。本井田各煤层浮煤挥发分产率平均值31.7233.19%，粘结指数为0，属不粘煤31号（BN31），煤类单一，变化较小。各煤层煤质情况见表2-3。2.4主要灾害2.4.1煤层自然发火期及自燃倾向性根据煤的自燃试验样品，其结果说明4上-1煤层最易自然发火，次为4上、4上-2和4煤自然发火性能相对较差。据水帘、火石嘴煤矿资料，4煤地面、井下堆放，发火期一般35个月。而近邻的下沟煤矿一采区回风下山也曾发生过煤层自燃。因此本井田各可采煤层属易自燃至很易自燃煤层。2.4.2瓦斯该彬县煤炭有限责任公司蒋家河煤矿建设项目安全预评价报告指出：地质勘探报告揭示井田4号煤层可采范围内