三相泡沫防灭火技术在新集矿区的应用
三相泡沫防灭火技术在自燃采面的应用
体积分数最高达 ５ × １ ０ ～， 研究决定对 ２ １ ０ ２ １ 工作面 上、 下 副巷实 施 封闭 。为 消除火 区 隐患 ， 先 后对 工 作
山西组 二 煤层 ， 煤层 埋藏深度 ２ ７ ０～３ ０ ３ ｍ。矿 井 面煤 墙 高 冒裂 隙带和 采空 区打 钻注 水 降温 并 加注 罗
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｅ ； ｃ ｏ ａ ｌ ｓ ｐ ｏ ｎ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ—ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｆ ｏ ａ ｍ
１ 矿井及 工作 面概述
面绝 对 瓦 斯 涌 出量 １ ． ８ ９ ｌ Ｉ ／ ｍ ｉ ｎ ， 相 对 瓦 斯 涌 出量
２ 采 面发火原 因分 析及 治理方案选择
火方 法 已将 明火 及 附 近 高 温 煤体 处 理 。 因 矿 井 处 于 速推 进 ． ２ ０ １ １年 １ １ 月 ９日， ２ １ ０ ２ １工作 面 回风 流 Ｃ Ｏ
宏 达煤 矿 为郑 煤 集 团公 司 兼 并 重 组 矿 井 ， 设 计 停产 放假 状态 ， 没 能组 织 火 灾 后 续 治 理 和 工 作 面快
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔｈ ｒ ｅ ｅ— — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｆｏ ａ ｍ Ｆｉ ｒ ｅ— — ｉｇ ｆ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ
Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ Ｓ ｐ ｏ ｎ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ Ｃｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ
总第１ ９ ３期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５— ２ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ９ ． ０ ０ ７
三相泡沫防灭火技术采空区灭火中的应用
摘要：分析综采工作面在回采过程中，采空区浮煤长期处于自燃带内，防灭火工作难度很大，提出采用三项泡沫防灭火技术进行防灭火工作，介绍了利用三相泡沫灭火的成功经验。
关键词：三相泡沫采空区灭火采空区发火将造成工作面封闭，影响生产和接续，往往会造成上千万综采设备被封闭在火区或被烧毁，甚至有可能引发瓦斯煤尘爆炸事故，所以采空区灭火工作极为重要。
1、三相泡沫灭火原理1.1 隔绝空气，阻止煤的氧化三相泡沫中含有的固态不燃物能长时间保持泡沫的稳定性，即使泡沫破碎，也能有一定粘度的固体颗粒均匀覆盖在浮煤上，隔绝空气，从而阻止煤的继续氧化。
1.2 增加煤体外在水分，吸收降温、抑制煤炭氧化三相泡沫的浆水具有吸热作用，从而降低化学反应速度，减少反应产生热量，避免环境温度升高。
浆水和煤接触增加煤的外在水分。
水分是以气化方式析出，能消耗氧化产生的热量，阻碍氧化反应过程温度的升高，从而抑制煤的氧化作用。
1.3 惰化采空区注入氮气后减少采空区，采空区氧气浓度降低，氮气浓度增加，火区因氧供给不足而熄灭。
2、三相泡沫防灭火的特点发泡性能好，水浆成为泡沫，能有效避免浆液的流失，不影响工作面环境。
泡沫稳定时间长达8小时以上，包裹氮气性能好，能有效惰化充填位置。
使粉煤灰分布更均匀，能有效隔绝氧气，灭火彻底。
可利用现有灌浆系统，成本低、设备轻、操作简单，实现快速灭火。
3、三相泡沫制作过程其主要工艺流程：在制浆站中首先在制浆站中，用高压水枪冲洗山上的粉煤灰，形成适当浓度的泥浆，经过两道过滤网，靠泥浆重力自流至井下；通过定量螺杆泵将发泡剂注入到注浆管路中；浆液与发泡剂在混合器中充分搅拌混合后进入发泡器，在发泡器中接入氮气管路，气体与黄泥浆体相互作用产生出高倍数的三相泡沫。
三相泡沫发泡器主要采用射流喷射的原理，主要部件之一就是内置的文丘里管，文丘里管的流道截面形状是一个先收缩后扩张的圆形管，并在其出口处设有两个可旋转的叶轮，利用泥浆自身的能量冲击叶轮旋转，流体与叶轮间强烈撞击，产生湍流，并使泡沫均匀、细腻和稳定性好。
防治煤炭自燃的三相泡沫技术
防治煤炭自燃的三相泡沫技术本项目是针对目前我国煤矿防灭火技术和手段存在不足，特别是针对大范围采空区或巷道高冒火灾、采空区隐蔽火源及高位火源、综放及俯采工作面煤炭自燃防治的难题，提出了由粉煤灰（黄泥）、氮气和水组成的三相泡沫防灭火新技术。
研制能使粉煤灰、黄泥高效发泡、稳定时间长并具有阻化煤自燃性能的三相泡沫发泡剂，通过发泡剂降低水的表面张力并改变粉煤灰或黄泥表面的物理化学特性，使之易于黏附在气泡壁上。
研制适合矿井注浆和供气条件并方便井下使用的三相泡沫发泡器，发泡器利用文丘里管的流体力学特性，通过流体载面的减小使流速增加而降低静压，从而易吸入气体，并靠气体和浆液本身的动力对气—液—固三相混合液做功，从而形成了高倍数、稳定时间长的三相泡沫。
通过实验，研究三相泡沫在多孔介质中的流动特性及防灭火特性；通过在现场的大量应用，建立和完善三相泡沫的制备系统及适应矿井各类防灭火条件的注三相泡沫技术工艺。
三相泡沫充分发挥了粉煤灰（黄泥）、氮气和水的防灭火协同作用，产生量大，覆盖面广，可向高处堆积，较好地充填采空区和巷道高冒区域，能有效扑灭隐蔽地点的火源，提高防灭火的效率，为煤矿防灭火提供一种新的技术手段。
创新点：1、研制了利用煤矿已有的注浆系统将三相泡沫注入采空区并形成覆盖面广、渗透性强、可向高处堆积、有效防治火灾的三相泡沫新技术。
2、研制了能使粉煤灰、黄泥易于粘附在气泡壁上而形成发泡倍数高、稳定时间长且无毒无害的三相泡沫发泡剂。
3、发明了三相泡沫发泡器。
该发泡器利用文丘里管特性，使浆液形成射流并引入气源，在集流器后部产生湍流，使气—液—固充分混合，产生较高倍数的泡沫，再配合利用流体的能量冲击叶轮高速旋转，形成均匀细腻的三相泡沫。
发泡装置紧凑，不需另附加动力装置，使用简便，发泡高效、稳定、可靠。
4、提出了地面或停采线打钻、综采支架后插管、沿顺槽采空区埋管及与其它防灭火技术手段（注砂、注凝胶等）相互配合使用等多种注三相泡沫新工艺，并在多个煤矿进行了推广和应用，尤其适合大范围采空区或巷道高冒火灾、采空区隐蔽火源及高位火源、综放及俯采工作面煤炭自燃的防治。
防灭火三相泡沫的流动特性研究与应用(防灭火教学课件)讲诉
40 30 20 10 0 0 200 400 600 -1 剪切速率(s ) 800 1000
水灰比2:1 水灰比3:1 水灰比4:1 水灰比6:1
0
0
200
400 600 剪切速率(s-1)
800
1000
粉煤灰三相泡沫剪切应力、表观粘度与剪切速率之间的关系
二、三相泡沫的流变特性
2 粘度的实测 剪切速率对表观粘度的影响
0
200
400 600 剪切速率(s-1)
800
1000
结论： 随着剪切速率的增加，三相泡沫的粘度不断减小，在低剪切速率阶段，这一现象更加 明显； 三相泡沫具有剪切稀化的特征，是一类非牛顿流体，其粘度是剪切速率的函数式（本 构方程）。
8000 5798 6000 4000 2000 0 5965 6528 6434 6027 5987 4746 3786
3215
2630
人 数
2002 2000 2001 年 年 年
2003
2004
2005
2006
2007
2008 2009 (年份)
美国已经连续3年煤矿死亡人数在30人以内 中国煤矿事故死亡人数是世界上主要采煤国家死亡总人数的4倍
5、煤层自燃防治技术
煤层自燃特点及防灭火技术的要求
煤层自燃主要特点 防灭火技术的要求
储存大量热能
高温点不易消失。 温点通常位置较高 煤层自燃火源较隐蔽
灭火时无毒无害，对 井下设备无腐蚀。
渗透性好，能进入和 保存在松散煤体内部 ，尤其是顶部。 热稳定性好
5、煤层自燃防治技术
25 20 15 10 5
天然气 3% 原油 22%
煤炭产量/亿吨
新集二矿综合防灭火技术及经验
践证实 ， 当向封闭空间注入氮气量使氧气浓度 降低
到 ５ ～１％ 时 ， 抑 制 煤 的 氧 化 自燃 ， 氧 含 量 ％ ０ 可 而
区内的情况 ， 采用人 工捣孔观测及取气样分析、 束
第 ３期
芮君 ： 新集二矿综 合防灭火技术 及经验
４ ７
降低到 ３ ％以下时 ， 则可 以使煤炭燃烧熄 灭并 阻止 其 复燃 。基 于 氮气 的这些 防灭 火性 能 ， 向井 下 火灾 防治 区注入氮气 ， 使该 区域成为氮气惰化带 ， 就可 达到防治矿井火灾 的目的。因此 ， 在确保工作面采 空 区 的气密 性 的前 提 下 ， 由机巷 下 隅角 预埋 的注氮
１９ ９ ６年 ７月 正式 投产 以来 ，３煤 回采 、 进期 间 曾 １ 掘
地 面制 浆站 要按 照合 适 的土 水 比进 行 配 比 ， 将 黄 泥 与水 混 合 、 拌 ， 制 成 浆 液 浓 度 适 当 的 黄 泥 搅 配 浆 。黄 泥浆 内适 当加 入三 相泡 沫 剂 ， 出一 种 大 流 产 量 、 体积 、 大 易堆 积 、 流动 的三 相 高 倍 数 的泡 沫 ， 易
２ ２ 加 强 防火观 测 及数 据分 析 ．
在常温常压下 ， 氮分子结构非 常稳 定 ， 因此化
学 性质 亦很稳 定 ， 氮气 很 难与其 它 物质 发 生 化学 反 应， 它是 一种 良好 的灭 火用 惰 性气 体 。经研 究 与 实
为 了及 时准 确 掌握 回采 工作 面机 、 风巷 及采 空
紧张创 造 了条 件 。
完成 ， 目前 通风 系 统稳 定 、 可靠 ， 彻底 消 除 了局 部 主 进 回风 巷道 阻 力大 造成 的风速 超 限问题 ， 系 统风 各 量均 能 满足 矿 井 中长期 生产 需要 ， 项 工程 的全 面 该 实施 ， 分 利 用 Ⅲ６ 充 ２采 区报 废 巷 道 作 为 并 联 回风 巷道 ， 约 资金 ４ ０万元 ， 中东 二 风 井 阻 力 由改 节 ５ 其
二氧化碳三相泡沫防灭火技术在综放工作面的应用
邰浩 茼（ 神华神东煤炭集团 乌兰木伦煤矿 ， 内蒙古 鄂尔多斯 ０ １ ７ ２ ０ ９ ）
摘 要： 矿井火灾是煤矿主要灾害之 一 ， 严重影响了煤矿安 全生产 。为了使煤矿 安全、 高产 、 高效 ， 结合易燃超厚综采放顶工作面 开采特点 ， 通过对二氧化碳物理 、 化学性质 以及惰化 ， 吸附能力等方面进行分析 ， 对比二氧化碳与氮气的灭火特点 ， 研究 了利用二 ＝ ＝ 氧化 碳代替氮气的三相泡沫防灭火新技术 ， 并对二氧化碳 三相泡沫的组成 、 发泡原理 、 特点 、 灌浆工艺等 内容进行介绍 ， 已将二氧化碳三相 泡沫应用于矿井火灾的防治 ， 取得了良好的技术效果和经济效益 ， 为矿井的安全生产起到关键 性作用。 关键词 ： 矿 井火 灾 ； 易燃超厚煤层 ； 三相泡沫 ； 二氧化碳
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｍｉ ｎ ｅ ｉｒ ｆ ｅ ｉ ｓ ｏ ｎｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ，ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ｅ ｌ ｙ ａ ｆｅ ｃ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｍａ ｋ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ。ｈ ｉ ｇ ｈ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ．ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｆ ｉ ｆ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ，ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｌａ ｆ ｍｍａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｏ ｆ ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｚ ｅ ｄ ｃ ａ ．
三相泡沫灭火剂在国投新集二矿的应用
＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｎ ｌｇ ，ｗｈｃ ａ ｅ ｎ ｐｏ ｅ Ｏａ ｈｅ ｅｒｐｄｆ ｅｅ ｔ ｇ ｉｈｎ ｎＮｏ ２ Ｘｉｊ Ｃ ｌ ｅｙ ｉｈｈ ｓｂ ｅ ｒｖ ｄ ｔ ｃ ｉｖ ａ ｉ ｉ ｘｉ ｕｓ ｉｇｉ ． ｎｉ ｏｌ ｒ ． ｒ ｎ ｉ
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｒｐ ａ ｅｆ ａ ；ｓ ｏ ｄ ｍａ ｅ ｉｌ ｉｅ ｅ ｔｎ ｕ ｓ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｔｉ ｈ ｓ ｏ ｍ ｔ ｗｅ ｔ ｒａ ；ｆｒ ｘ ｉ ｇ ｉｈ ｎ
０ 前 言
国投 新 集 二 矿 于 １ ９ ９ ６年 正 式 投 入 生 产 ， 井 年 设 计 矿
（ ） 浆 量 为 １ ～３ ／ ； ３耗 ５ ０ ｍ。 ｈ （ ） 相 泡 沫 产 生 量 为 ４ ０ ９ ０ ｍ。 ｈ ４三 ５ ～ ０ ／ ；
能 力 ３ ０万 ｔ高 突 矿 井 ， 质 条 件 复 杂 ， 个 主 采 煤 层 均 具 ０ ， 地 ５ 有 自然 发 火 性 ， 尘 具 有 爆 炸 危 险 性 。 发 火 等 级 为 容 易 自 煤 然 发 火 煤 层 ， 煤 层 的 自然 发 火 期 均 为 ３ ６ 月 。 尤 其 各 ～ 个 是 １—１ 发火期更 短 ， 矿以来 ， ３ 煤 建 已经 发 生 了 多 次 煤 层 自然 火 灾 。每 次 火 灾 都 为 矿 井 的安 全 生 产 带 来 重 大 威 胁 并 带 来 重 大 的 经 济 损 失 。 为 迅 速 有 效 地 消 灭 和 严 防 煤 层
三相泡沫技术及应用
采空区CO变化情况
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 10月2150月2160月2170月2180月2190月3100月3111月111月211月311月411月5 日期
采空区C2H4变化情况
应用效果
30 25 20 15 10 5 0
回风巷道CO变化情况
60 50 40 30 20 10 0
3、巷道高冒火区
耿村矿12190工作面进风巷高冒火区治理
专用回风巷 (2-3)轨道下山 (2-3)皮带下山 (2-3)12190工作面
火
火
火
110
1、宁夏白芨沟矿特大火区的治理
特大火区灭火抑爆技术综述
进回 风风 井井
采区回风巷
2、采用先进钻探 工艺快速施工钻 孔
4、锁风、注氮逐 段排水、启封
灭
火 3、大流量
钻 注三相泡沫
孔
灭火
火区
1、水封进风侧低 位巷道
白芨沟矿地面注三相泡沫钻孔
T685WS车载顶驱钻机
地面钻孔
白芨沟矿应用效果
白芨沟矿实施该成套技术，1 个多月就恢复了南四采区的生产， 大灾当年即取得赢利；爆炸发生1 年后矿井全面恢复了生产；且在 高瓦斯特大火区治理中未造成任 何人员伤亡，2003、2004、2005 年该矿百万吨死亡率均为零。
应用案例2：铁法煤业集团大兴煤矿
当地的白泥为固相，井下抽到地面来的废水作为液相。 灰水比为1：4，浆液每小时控制流量为15~20m3/h， 气量为600m3/h，发泡剂为浆液量的0.5%。由于该工 作面是倾斜煤层的俯采，注三相泡沫的地点离工作面比 离运顺近的多，因此三相泡沫容易先从回风顺槽的后三 角点喷涌而出，因此于10月28日和29日两天在1和3两 点先注沙来形成一到沙墙；于10月30日开始在2和4号 点大量注三相泡沫，连续注7天隐患消除。
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三相泡沫防灭火技术在新集矿区的应用
邢俊杰，吴
彬
（国投新集公司一通三防部，安徽淮南232000）
摘
要
该文介绍了三相泡沫防灭火的原理、制作过程及工艺。
通过在新集一矿和新集二矿的应用，表明靠大流量的三相泡沫不断渗透、堆积和扩散，能将整个发火隐患区完全覆盖，可防治发火隐患区内任何位置的火源，取得了显著的安全效益、社会效益与经济效益。
关键词
自然发火
防治
综合措施三相泡沫中图分类号TD75+
2．2
文献标识码
B
Three phase foam fire extinguishing technology Application in Xinji Mining Area
Xing Jun －jie ，Wu Bin
（National investment Xinji company ，Huainan 232000，China ）
Abstract
Introduced the three －phase foam fire extinguishing principle ，production process and technology ，through in Xinji Coal Mine application ，in-dicated by a big flow of three －phase foam constant permeability ，accumulation and diffusion ，the entire combustion potential area completely covered ，can prevent fire hazard area of any position of fire ，obtained remarkable the safety benefit ，social benefit and economic benefit．Key words
spontaneous combustion ；prevention ；comprehensive measures ；three －phase foam
*收稿日期：2012－09－13
作者简介：邢俊杰（1966－），男，现为国投新集公司一通三防部副部长，从事一通三防技术与管理工作。
1三相泡沫防灭火技术原理1．1
三相泡沫发泡剂的研制
依据三相泡沫的形成及稳定机理，通过多种发泡
剂的复配，发挥各种发泡剂的协同作用，并针对三相介质的特性及防灭火要求，加入相关添加剂，经过反复试验，最后成功研制出具有低界面张力、良好的发泡、稳泡及阻燃性能的三相泡沫发泡剂，该发泡剂能使固体介质完全悬浮，形成均匀稳定的三相泡沫。
研制的发泡剂具有如下特征：①具有改变粉煤灰或黄泥颗粒表面物理化学性质的特性，使亲水的固体
表面疏水的能力；②具有克服液相水中Ca 2+
离子等多价阳离子以及其它众多杂质影响的能力；③具有悬浮
结构复杂、沉淀速度快、比重较大的不规则颗粒的能力。
1．2
三相泡沫发泡器
发泡器构造如图1所示，当浆液进入发泡器后，在
发泡器与集流器之间的旋转斜面上，高速射流泥浆已
成为湍流涡流，文丘里管外的气体可通过扩散管上的孔洞被引射吸至管路内，从而实现气－液－固三相的充分混合；利用高速泡沫泥浆自身的能量冲击叶轮旋转，泡沫流体间、流体与叶轮间强烈撞击，使泡沫进一
步分散、
细化，产生二次发泡，使发泡率高，泡沫均匀细腻致密且有利于增强三相泡沫的稳定性。
三相泡沫发
泡器结构简单，不需要任何动力装置，仅依靠浆体自身的能量能适应不同固体颗粒粒径的浆液。
1．3
三相泡沫制备工艺
首先在制浆站中，制成20%左右的泥浆，经过滤网输送到注浆管路中，同时在地面经过发泡剂定量添加泵将发泡剂加入到注浆管路中，浆液与发泡剂在管道流动中进行混合均匀后进入井下注浆管路，经过装在管路中的发泡器（在发泡器中接入氮气），氮气与含有发泡剂的黄泥浆体相互作用产生出三相泡沫，形成的三相泡沫经预埋管到达采空区，均匀的覆盖采空区浮煤，防治煤炭自然发火。
2
三相泡沫在新集矿的应用
对新集矿区煤的自然发火机理进行了研究，制作
适合新集矿区使用的三相泡沫。
三相泡沫的发泡倍数可达30倍，泡沫稳定时间达24 30h ，水灰比（质量
比）1：1 4：1，耗浆量10 30m 3
/h ，产泡量300 900m 3/h ，发泡剂使用比例0．2%。
2005年下半年以来，新集各矿区在工作面过断层、老巷，工作面收作回撤、采空区防灭火，煤巷高冒区防灭火，工作面开采期间防灭火等工作中大量使用三相泡沫防灭火技术，有效消除煤层发火隐患，促进了工作面安全生产，取得了显著的安全效益。
由于三相泡沫发泡倍数较高，单位体积的泡沫材料成本大幅下降，同时三相泡沫制作简单，成本低廉，
为0．5 1元/m 3。
矿井防火环节多，使用量大，每年为
矿区节约或创造经济效益达3000万元。
3
结论
（1）泥浆通过注入氮气发泡后形成三相泡沫，体积量大幅度增大，
在采空区中可向高处堆积，对低、高处的浮煤都能覆盖，能够避免“拉沟”现象；注入在采空区的氮气被封装在泡沫之中，
能较长时间滞留在采空区中，充分发挥氮气的窒息防灭火功能。
（2）三相泡沫技术的应用，实现了快速灭火并极大地降低了矿井灾害损失，利用矿区电厂粉煤灰作为三相泡沫原料，消除污染、改善了矿区及周边环境，取得了显著的社会效益与经济效益。
参考文献：
［1］张国枢，谭永祯，陈开岩等．通风安全学［M ］．徐州：中国矿业大学出版社，
1999［2］王省身，张国枢．矿井火灾防治［M ］．徐州：中国矿业大学出版社，
1990［3］吴中立．矿井通风与安全［M ］．徐州：中国矿业大学出版社，1989［4］鲍庆国，文虎等．煤自燃理论及防治技术［M ］．北京：煤炭工业出版社，
2002［5］王雪峰．煤氧化自燃过程的红外光谱研究［D ］．阜新：辽宁工程技术大学安全及技术工程，
2004［6］严民杰．纳林庙煤矿采空区自然发火的综合防治技术研究［J ］．中国矿业，
2010，19（8）3上1101工作面水患分析与治理
郜普涛，谢瑞斌，武
斌
（山东能源枣庄矿业集团高庄煤业有限公司，山东济宁277605）
摘
要3上1101工作面水文地质条件较为复杂，根据生产实际，突破3上煤工作面顶板水防治传统观念，
综合考虑侏罗系砾岩含水层通过局部向斜轴向裂隙对工作面间接充水这一因素，强化水患分析和涌水量预计，加强防治水措施，保证了防治水安全。
关键词
顶板水
侏罗系
涌水量
中图分类号TD745
文献标识码
B
*收稿日期：2012－03－05
作者简介：郜普涛（1980－），男，助理工程师，学士学位，主要从事水文地质和矿井水害防治。
1工作面概况
3上1101工作面为高庄煤业公司西十一采区第一
个工作面，回采煤层为第三层煤上分层。
工作面走向长1178m ，倾斜长223m ，工作面标高－330 －456m 。
南面为3上509工作面，
已回采完毕，北面未开采区域，东部紧靠邵集断层，西部为－430m 内外环及西十一四条下山。
2地质条件
该工作面总体为一单斜构造，煤层厚度基本稳定，最薄4．4m 、最厚6．4m 、平均5．1m 。
煤层倾角变化较大，最小4ʎ，最大27ʎ，平均16ʎ。
地质构造较发育，共
揭露断层26条，落差大于2．0m 的断层8条，其中落差最大13．5m 。
其余均在2．0m 以下。
面内无封闭不良钻孔。
地质条件见表1。
表1
工作面煤层顶底板情况
顶底板名称
岩石名称厚度（m ）岩性特征
老顶
粗、中砂岩
77．0
灰色 灰白色，中厚层状，
断续斜交层理，成分以石英
为主，
黑色矿物，钙质胶结。
直接顶
粉砂岩10．4
深灰色，薄层状，夹有灰色细砂岩条带，水平层理。
直接底
粉砂质泥岩1．8 6．85．0深灰色，含砂不均匀，含黄铁矿晶粒，性脆，裂隙发育。
老底
粉砂岩
9．6
灰黑色，具水平层理，多含镜煤条带。
3水文地质条件分析
3上1101工作面回采可构成充水的含水层主要有
侏罗系砾岩含水层和3煤顶板砂岩含水层。