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太原市万柏林区王封乡小煤窑 火区治理初步方案 山西省地质工程勘察院 二零一四年一月 目 录 第一章 项目概况 1 一、交通位置及地形地貌 1 二、地质特征 1 三、火区概况 2 四、火区特点 3 第二章 火区治理初步方案 6 一、火区治理初步方案 6 二、经费估算 8 第一章 项目概况 一、交通位置及地形地貌 　　1)交通位置 治理区位于太原市万柏林区王封乡西部冀家沟一带，距王封乡政府约6km，距太原市区约15km，有乡级公路通往化客头，化客头南1km为省级公路，治理区交通较为方便。 2) 地形地貌特征 　　治理区地貌类型属构造剥蚀中山区,海拔高程1300—1450m,地形南高北低,基岩裸露，部分地段被薄层第四系中、上更新统覆盖，地形切割破碎,冲沟广布。 二、地质特征 　　由于井田内小煤窑开采资料缺乏,根据实地调查及周边矿井的资料,地质特征为: 　　1)地层条件 治理区地表出露地层主要是石炭系山西组和太原组，在山顶及边坡部位有薄层黄土覆盖。 石炭系太原组（C3t）：岩性为灰白色砂岩、黑色炭质泥岩夹石灰岩及煤层或煤线，厚约80m。 石炭系山西组（C3s）：岩性为灰白色砂岩与黑色泥岩、炭质泥岩互层夹煤层或煤线，厚约60m。 基岩地层产状平缓，地层走向呈北东60°左右 ,倾向南东向,倾角一般在7-10°之间。 2）煤层赋存条件 王封火区自燃煤层主要为石炭系太原组8号、9号煤层，现将两层煤基本特征叙述如下： 1) 8号煤层 位于太原组中部，煤层平均厚度3.77m，结构简单，含1层夹矸，煤层顶板为泥岩、砂质泥岩；底板为砂质泥岩、泥岩及粉、细砂岩。 2) 9号煤层 位于太原组中下部，上距8号煤层平均4.75m，煤层平均厚度2.65m，煤层结构简单，含1层夹矸，煤层顶板为泥岩、砂质泥岩及中砂岩；底板为砂质泥岩、泥岩。 三、火区概况 王封乡火区分布于西山煤电西铭矿北侧一带，大小自燃点有30余处。据调查访问，这一地区煤层自燃已有上百年的历史，由于煤层埋深浅，煤层露头处分布广，小窑众多，据不完全统计，火区分布区有2000余处小窑。这些小煤窑开采历史久远,采用房柱式或以掘代采的简易开采方式,平硐开采，回采率低、巷道相互贯通。随着顶板冒落,岩层中产生大量的裂隙,在井筒封堵不严的情况下,存在长期漏风供氧环境,从而形成了多处大面积的煤层自燃火区。 小煤窑火区不仅造成资源浪费、环境污染，而且会在春冬干燥季节引发山林大火，给当地居民生命和财产安全造成威胁和损失,因此火区治理已刻不容缓。 四、火区特点 王封火区点多面广，每处自燃点各有特点，经现场踏勘总结，自燃区大致可分为以下2类： （1）煤层露头处自燃类：王封火区位于中山区，沟谷纵横，主采煤层8号、9号煤层在沟谷边坡处出露，如磺厂自燃区。其特点是煤层埋深浅，自燃区围绕煤层露头呈弧线状分布。见照片1、2。 （2）塌陷裂缝区自燃类：小煤窑主要采用房柱式开采,巷道相互连通,当某个采空区垮塌以后,地表出现塌陷,产生裂隙,构成供氧通道。随着时间的推移,采空区内的浮煤开始氧化燃烧,慢慢蔓延开来。其特点是火区燃烧现象集中沿塌陷裂隙带分布，分布面积大，煤层埋深较大。比如红山火区，见照片3、4。 照片1 煤层露头处自燃 照片2 煤层露头处自燃 照片3 塌陷裂缝区煤层自燃 照片4 塌陷裂缝区煤层自燃 第二章 火区治理初步方案 一、火区治理初步方案 （一）总体治理思路 为了彻底治理和控制火区,根据火区分布情况、地表特征，应分别采取不同的治理方案。采取“统一规划、综合治理、先易后难、科学有序、先控制后熄灭”的原则。 本火区治理方法采用注浆灭火法，注浆材料为黄土凝胶，凝胶是由黄土、水玻璃、促凝剂和水组成,其配比为按黄土:水:水玻璃:促凝剂=1: 3: 0.08: 0.02。在灌注施工时,选用MYZ-30移动注浆设备,该设备能将黄土、水玻璃、促凝剂、水按比例混合后,通过管路和钻孔注入到火区,使着火区域逐步降温,达到灭火效果。 注浆（黄土凝胶）灭火法的灭火原理主要体现的吸热降温,隔氧、堵漏风等灭火作用。 　　堵漏风作用：基料与促凝剂接触时,主料具有很好的流动性,可以充分渗透到煤体缝隙中。形成凝胶后具有固性,有一定强度,对于煤体来说,能堵住漏风通道,防止漏风,煤炭因缺氧不能自燃。 　 吸热降温作用：形成凝胶的化学反应过程是一个吸热反应,成胶后本身水分的蒸发也会吸收热量,这样可使煤体氧化产生的热量带走,煤体温度下降,阻止或延缓了煤炭自燃。 隔氧作用 ：主料注入或喷洒到煤体后,大大地减少了煤体与空气的接触面积,尤其成胶后覆盖了煤体表面,煤体与氧隔绝而