地質(zhì)畢業(yè)論文英文翻譯

1、第17頁中國礦業(yè)大學(xué)XX屆本科生畢業(yè)論文翻譯部分英文原文：中文譯文Austar煤礦長臂式崩落采礦法的地質(zhì)問題Adrian Moodie1 and James Anderson摘要：難控制的巖層、深層開采和高粘結(jié)度煤層是Austar礦的難題。綜采工作面條件差，循環(huán)載荷，沉重的擋板巷道和保持在<5.2米巷道的穩(wěn)定，更不用說需要一個8.5米的巷道安裝面，這些一直是管理所關(guān)注的問題。LTCC對解決一部分難題有很好的效果，但也引發(fā)了其他巖土巖土方面的考慮。這些附加的巖土工程問題在LTCC的操作過程中，不僅需要控制，而且在評估新的Austar的煤礦或者在澳大利亞或者全球可用LTCC開采的能源都需要考

2、慮。關(guān)鍵詞：長臂法開采， austar ，澳大利亞 ， 兗礦集團(tuán)背景2006年9月Austar開始在A1盤區(qū)使用LTCC開采。從那以后LTCC工作面寬度從147m擴(kuò)張到216m,并且最終擴(kuò)張到227m，并且迄今以提交并完善運(yùn)用到其他盤區(qū)。LTCC在A1、A2，A3的運(yùn)用和現(xiàn)在A4盤區(qū)的運(yùn)用非常成功，無論從煤炭資源采后處理的角度，還是從煤礦自燃和巖層控制都有良好的作用。本文重點(diǎn)介紹了LTCC在澳思達(dá)煤礦應(yīng)用時的地質(zhì)問題，并且也提出了在煤礦巖層控制中的一些進(jìn)展。地點(diǎn)：圖1 - 澳思達(dá)煤礦所在地Austar煤業(yè)（奧星），是兗煤澳大利亞有限公司（兗煤）的子公司，經(jīng)營Austar煤礦，地下煤礦位于下獵人

3、谷，新州約8公里以南的塞斯諾克（參見圖1） 。該礦是前Ellalong, Pelton, Cessnock No.1 和 Bellbird South Collieries合并重組而來。位于南方Maitland煤田。這些煤礦的開采運(yùn)輸由Austar集團(tuán)處理。歷史 地下開采開始于1916年在Pelton Colliery直到1992年仍在繼續(xù)。 Kalingo Colliery在1921年開采作為一個地下礦井并且于1961年停止使用。在上世紀(jì)60年代末期Kalingo煤礦被Pelton Colliery煤礦整合。長臂開采法于1983年被Pelton Colliery煤礦使用，后來被爆破法替代。1

4、998年5月Oakbridge停止了煤礦生產(chǎn)。Southland Coal然后收購Ellalong和Pelton Collieries并將資產(chǎn)和合并，此后都?xì)wSouthland Coal。Southland Coal利用Bellbird的設(shè)備和構(gòu)造開發(fā)了長壁法開采作業(yè)，開采Bellbird的煤炭儲量。2003年12月， Southland的SL4自燃事故導(dǎo)致停止采礦活動。密封了地下火場，煤炭需要被密封18個月。兗煤于2004年12月購買了礦山并改名為Austar煤礦。Austar（最后一個工程是采掘Greta煤層）在2006年在澳大利亞煤炭行業(yè)推出的改進(jìn)的長臂開采系統(tǒng)并命名為長臂式崩落采礦法（

5、LTCC）?，F(xiàn)在LTCC技術(shù)已經(jīng)被用來開采第一階段的A1和A2盤區(qū)和2009年第二階段的A3盤區(qū)。目前A4盤區(qū)正在使用LTCC開采，并延伸到最近剛申請的分布在Quorrobolong Valley下的第三階段礦區(qū)。地質(zhì)概況目前，奧星開采的每層大約在地下530米。格里塔煤層開采厚度范圍從4.5米到6.8米，生產(chǎn)煉焦煤或混合煤，煤炭質(zhì)量變化范圍很大。質(zhì)量變化最大的煤層為水平含硫?qū)由喜?，約在1至2.5之間變化。在當(dāng)前礦區(qū)煤的灰分小于10。該格里塔煤層直接頂巖層主要是紋層巖 15-20米厚。很多盤區(qū)紋層巖被許多大型古河道侵蝕。古河道由細(xì)到粗砂巖。直接頂上為砂巖，厚度從1米至5米不等分布，這個大規(guī)模的砂

6、巖層被稱為塞斯諾克砂巖。該塞斯諾克砂巖上覆之間的大規(guī)模海洋生物擾動痕跡標(biāo)志了Branxton Formation與葛麗泰上石炭煤系的分界。該布蘭克斯頓通常在20米厚，并延伸到上一層分界。該布蘭克斯頓巖性為分選很好的中粒砂巖，包含有有大顆粒的透鏡體，很少有層理或者節(jié)理構(gòu)造。由于缺乏連續(xù)性和> 450米的巖層厚度進(jìn)一步為開采形成挑戰(zhàn)，除了具有挑戰(zhàn)性的采礦環(huán)境和已超過500米的埋深。圖2 地層柱狀圖長臂式崩落采礦法長臂式崩落采礦法（LTCC）慣用的長臂開采法的改進(jìn)，即利用機(jī)械化支撐從尾端用裝甲刮板輸送機(jī)（AFC）從后面開采（參見圖3），支撐失敗機(jī)器將被埋在厚的煤層里。LTCC的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠安

7、全地優(yōu)化資源在中厚煤層中進(jìn)行回采，這是通過操控每個可以伸縮翻轉(zhuǎn)的護(hù)盾實現(xiàn)的，否則就會浪費(fèi)3.5米的頂煤留在采空區(qū)。這非常類似于傳統(tǒng)的2.9米的長壁采煤機(jī)系統(tǒng)安裝在煤層底板上掘進(jìn)。然后頂煤通過每個護(hù)盾的背面坍塌到工祖運(yùn)輸機(jī)上。該系統(tǒng)煤炭資源回收率在85，相比傳統(tǒng)的長臂開采法的40%-45%，回收率顯著增加。除了提高資源回收率的其他優(yōu)勢包括：更低的掘進(jìn)工作面高度：在這種地質(zhì)環(huán)境下，傳統(tǒng)的開采經(jīng)驗需要4米高的工作面，LTCC提供了更穩(wěn)定更低的長臂工作面。運(yùn)營成本的削減：在LTCC的方法使每米回采率有了雙倍或者更多的提高。這顯著降低了每噸的開發(fā)成本，減小了礦壓，減小了開采時斷裂發(fā)生的幾率。（Hebbl

8、ewhite和Cai，2004）圖3 -長臂式崩落采礦法(LTCC)長壁綜放頂煤，工程注意事項掘進(jìn)和安裝巷道奧星公司的巷道跟傳統(tǒng)的長臂法一樣。正常的巷道尺寸<5.2m× 3.2m>，這個尺寸是澳大利亞大多數(shù)煤礦的底線。尺寸較小的巷道有利于地層的穩(wěn)定。根據(jù)經(jīng)驗顯示，堅硬巖中開采在接縫的上面或者下面都會出現(xiàn)明顯的沖擊地壓。奧星公司開采的條件雖然有困難但是不會延伸到巖層。標(biāo)稱6 × 2.1米錨桿加了4米的鍵，是使用3 × 1.2米的機(jī)械錨，鏈接在肋上，肋全網(wǎng)覆蓋。機(jī)械錨固螺栓在奧星的使用并不理想，但這是是唯一的方法，當(dāng)鉆具抽出后，柔軟的底層會使鉆孔閉合，只有

9、這種方法才能在鉆孔閉合之前安裝入孔。公司也嘗試了其他幾種方法，但都結(jié)果證明都不經(jīng)濟(jì)和成功。因此，鋼鐵機(jī)械錨栓和鋼絲網(wǎng)即使在塊狀面上，肋被用來控制曲率，從而肋發(fā)揮良好的作用（科爾韋爾，2004年）。積極作用，讓肋盡可能保持良好的狀態(tài)在巷道頂板（特別是在鉸接后擋板頂板）的作用是非常明顯的。巷道的機(jī)道是最典型的是<8.5米，在巷道內(nèi)段為<12米。隨四個月采掘的進(jìn)行并觀察，證明全斷面開掘機(jī)道并支護(hù)是很成功的。四個月的支撐時間幫助椎保持很好的活動空間并且為下一盤區(qū)的長臂施工提供了充足的時間。隨著時間的推移，為了改善超過了600埋深時的采掘，奧星公司最大的挑戰(zhàn)是開發(fā)一個可拆除的化學(xué)肋。放頂煤回

10、采率到2010年底，已使用LTCC完成了四個盤區(qū)的開采，見表1和圖4。采掘的高度保持在2.9米至3.2米，這是對液壓支架的最佳工作范圍，并且?guī)缀斡辛Φ淖C明這個高度可以取得最好的回采率。表1 - 奧星LTCC開采盤區(qū)明細(xì)圖4 奧星煤礦LTCC法開采工作面剖面圖總煤層回采率（不含煤柱）保持在85至95，包括放頂煤的75至85和810的稀釋煤。根據(jù)可崩性分類，這相當(dāng)于一個“易到極易崩落”等級（潔，2001）。最近對A4盤區(qū)中LTTC設(shè)備的改進(jìn)進(jìn)一步使煤炭采出率增高，因為頂煤的開采更靠近巷道的內(nèi)端，并且后擋板的傾斜到后擋板巷道。Jia（2001）報告說，有幾個主要因素影響頂煤冒放性，包括煤體的硬度，埋

11、深，縫隙/節(jié)理；煤層，頂板巖層承載力，切割方式和采礦比例都影響其冒放性（Cai, et al., 2004）。經(jīng)驗顯示，在澳思達(dá)煤礦，煤的強(qiáng)度和壓力是影響回采率主要因素。節(jié)理產(chǎn)狀，巖石層，直接頂強(qiáng)度和一些人為因素(i.e. web thickness）是影響回采率的次要因素。操作參數(shù)顯示截深的厚度和支撐的密度也影響總回采率。在一個盤區(qū)開工時，不要讓煤崩落，讓整個工作面有充足的通風(fēng)，直接頂可以完全的崩落在支撐后，因此可以為長臂工作面通風(fēng)。另外，在循環(huán)加載，推進(jìn)的速度增加，崩落體暫時懸掛在頂板上，這種情況需要靠奧星的低回采率清算系統(tǒng)同時也可以由進(jìn)程本身放慢掘進(jìn)的速度，尤其是在厚層煤層區(qū)域。最后的操

12、作控制，會影響放頂煤回收率，與奧星煤礦的頂板有關(guān)。當(dāng)工作面進(jìn)行到破碎頂板時（既含有節(jié)理和層理的粗砂巖）并且在頂板3米以內(nèi)，這些碎石會損后門和液壓油缸（圖5 ）。如果有很厚的煤層做“緩沖”則可以使用煤層保護(hù)后門，但應(yīng)指出的是，超前支護(hù)代替后門同樣平均會損失1米的煤層。凡在開掘時存在這種風(fēng)險的地方，我們可以選擇移走機(jī)器來規(guī)避風(fēng)險。后擋板的控制和支柱設(shè)計支柱的尺寸和回風(fēng)平巷的尺寸的關(guān)系在工業(yè)（Colwell, 1998; Colwell, et al., 2003; Colwell and Frith, 2009）上已經(jīng)有了理論上的結(jié)論。 監(jiān)測奧星煤礦的掘進(jìn)過程可以讓我們更深入的了解這個理論，并且還

13、可以觀察直接頂?shù)牡刭|(zhì)情況和回采高度對回風(fēng)平巷安裝的影響。圖5 掘進(jìn)機(jī)和液壓油缸被直接頂損壞長臂工作盤區(qū)A2和現(xiàn)在施工中的A4是第一次在煤柱間和回風(fēng)巷中使用雙拱支撐的盤區(qū)。表格2中概括了盤區(qū)的幾何尺寸和根據(jù)巷道工程設(shè)計模型(TDM) (Thomas, 2009)計算的有效使用概率。表2 - 奧星LTCC擋板參數(shù)有效使用概率表示實際的穩(wěn)定因素和建議穩(wěn)定因素的關(guān)系，如果有效使用概率>1，表示煤柱保守設(shè)計，如果有效使用概率<1,表示煤柱設(shè)計尺寸設(shè)計偏激進(jìn)了 (Thomas, 2009)。長臂法回采 LTCC在奧星煤礦的應(yīng)用同其他長臂開采法的不同在于它是后驅(qū)的，鏈板式輸送機(jī)在護(hù)盾的后面，而傳

14、統(tǒng)的掘進(jìn)設(shè)備鏈板式輸送機(jī)在護(hù)盾的前面。為了維持回采設(shè)備在護(hù)盾的后面正常工作，護(hù)盾的背面需要大重量的支撐，因此可以為后續(xù)的開采設(shè)備和鏈板式輸送機(jī)提供通道。采煤機(jī)器移走后，后續(xù)的輸送機(jī)可以在采空區(qū)移動，并且可以在支護(hù)移走前在巷道的內(nèi)端進(jìn)行回采。長臂開采使用了傳統(tǒng)的出煤程序，可以移出一個支護(hù)支撐到前面，這樣交替支撐。傳統(tǒng)的出煤程序有利于保護(hù)采煤機(jī)，并且還可以讓支護(hù)的螺栓密度降低。結(jié)論長臂式崩落采礦法應(yīng)用到澳大利亞這種地質(zhì)條件條件取得了成功，但同時也彰顯了一些操作上的和巖土工程上需要管理的問題。在奧星煤礦，或者在其他的煤礦，或者在評估其他煤礦的時候，對于LTCC的操作最主要的問題必須考慮的問題包括：直

15、接頂?shù)牡刭|(zhì)情況，對放頂煤回收率和透水性;直接頂?shù)刭|(zhì)情況和潛在的破壞采掘器械的構(gòu)造;支柱裝載和擋板支護(hù)設(shè)計及后續(xù)設(shè)計為了奧星煤礦接下來20年的第三階段更好的開采，我們需要做更深入的研究。參考文獻(xiàn)Cai, Y J, Hebblewhite, B, Onder, U, Xu, B, Kelly, M, Wright, B, and Kraemer, I, 2004. Application of longwall top coal caving to Australian operations. ACARP Project C11040. Colwell, M G, 1998. Chain pill

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