地質(zhì)畢業(yè)論文英文翻譯

1、第17頁(yè)中國(guó)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(zhǎng)臂式崩落采礦法的地質(zhì)問(wèn)題Adrian Moodie1 and James Anderson摘要：難控制的巖層、深層開(kāi)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(shuō)需要一個(gè)8.5米的巷道安裝面，這些一直是管理所關(guān)注的問(wèn)題。LTCC對(duì)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(wèn)題在LTCC的操作過(guò)程中，不僅需要控制，而且在評(píng)估新的Austar的煤礦或者在澳大利亞或者全球可用LTCC開(kāi)采的能源都需要考

2、慮。關(guān)鍵詞：長(zhǎng)臂法開(kāi)采， austar ，澳大利亞 ， 兗礦集團(tuán)背景2006年9月Austar開(kāi)始在A1盤(pán)區(qū)使用LTCC開(kāi)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(pán)區(qū)。LTCC在A1、A2，A3的運(yùn)用和現(xiàn)在A4盤(pán)區(qū)的運(yùn)用非常成功，無(wú)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(shí)的地質(zhì)問(wèn)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(yíng)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(jiàn)圖1） 。該礦是前Ellalong, Pelton, Cessnock No.1 和 Bellbird South Collieries合并重組而來(lái)。位于南方Maitland煤田。這些煤礦的開(kāi)采運(yùn)輸由Austar集團(tuán)處理。歷史 地下開(kāi)采開(kāi)始于1916年在Pelton Colliery直到1992年仍在繼續(xù)。 Kalingo Colliery在1921年開(kāi)采作為一個(gè)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(zhǎng)臂開(kāi)采法于1983年被Pelton Colliery煤礦使用，后來(lái)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(gòu)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(kāi)發(fā)了長(zhǎng)壁法開(kāi)采作業(yè)，開(kāi)采Bellbird的煤炭?jī)?chǔ)量。2003年12月， Southland的SL4自燃事故導(dǎo)致停止采礦活動(dòng)。密封了地下火場(chǎng)，煤炭需要被密封18個(gè)月。兗煤于2004年12月購(gòu)買(mǎi)了礦山并改名為Austar煤礦。Austar（最后一個(gè)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(zhǎng)臂開(kāi)采系統(tǒng)并命名為長(zhǎng)臂式崩落采礦法（

5、LTCC）?，F(xiàn)在LTCC技術(shù)已經(jīng)被用來(lái)開(kāi)采第一階段的A1和A2盤(pán)區(qū)和2009年第二階段的A3盤(pán)區(qū)。目前A4盤(pán)區(qū)正在使用LTCC開(kāi)采，并延伸到最近剛申請(qǐng)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(kāi)采的每層大約在地下530米。格里塔煤層開(kāi)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(pán)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(gè)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(dòng)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(kāi)采形成挑戰(zhàn)，除了具有挑戰(zhàn)性的采礦環(huán)境和已超過(guò)500米的埋深。圖2 地層柱狀圖長(zhǎng)臂式崩落采礦法長(zhǎng)臂式崩落采礦法（LTCC）慣用的長(zhǎng)臂開(kāi)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(kāi)采（參見(jiàn)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(guò)操控每個(gè)可以伸縮翻轉(zhuǎn)的護(hù)盾實(shí)現(xiàn)的，否則就會(huì)浪費(fèi)3.5米的頂煤留在采空區(qū)。這非常類(lèi)似于傳統(tǒng)的2.9米的長(zhǎng)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(guò)每個(gè)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(zhǎng)臂開(kāi)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(shì)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(kāi)采經(jīng)驗(yàn)需要4米高的工作面，LTCC提供了更穩(wěn)定更低的長(zhǎng)臂工作面。運(yùn)營(yíng)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(kāi)發(fā)成本，減小了礦壓，減小了開(kāi)采時(shí)斷裂發(fā)生的幾率。（Hebbl

8、ewhite和Cai，2004）圖3 -長(zhǎng)臂式崩落采礦法(LTCC)長(zhǎng)壁綜放頂煤，工程注意事項(xiàng)掘進(jìn)和安裝巷道奧星公司的巷道跟傳統(tǒng)的長(zhǎng)臂法一樣。正常的巷道尺寸<5.2m× 3.2m>，這個(gè)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(yàn)顯示，堅(jiān)硬巖中開(kāi)采在接縫的上面或者下面都會(huì)出現(xiàn)明顯的沖擊地壓。奧星公司開(kāi)采的條件雖然有困難但是不會(huì)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(huì)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(lái)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(gè)月采掘的進(jìn)行并觀察，證明全斷面開(kāi)掘機(jī)道并支護(hù)是很成功的。四個(gè)月的支撐時(shí)間幫助椎保持很好的活動(dòng)空間并且為下一盤(pán)區(qū)的長(zhǎng)臂施工提供了充足的時(shí)間。隨著時(shí)間的推移，為了改善超過(guò)了600埋深時(shí)的采掘，奧星公司最大的挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)一個(gè)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(gè)盤(pán)區(qū)的開(kāi)采，見(jiàn)表1和圖4。采掘的高度保持在2.9米至3.2米，這是對(duì)液壓支架的最佳工作范圍，并且?guī)缀斡辛Φ淖C明這個(gè)高度可以取得最好的回采率。表1 - 奧星LTCC開(kāi)采盤(pán)區(qū)明細(xì)圖4 奧星煤礦LTCC法開(kāi)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(lèi)，這相當(dāng)于一個(gè)“易到極易崩落”等級(jí)（潔，2001）。最近對(duì)A4盤(pán)區(qū)中LTTC設(shè)備的改進(jìn)進(jìn)一步使煤炭采出率增高，因?yàn)轫斆旱拈_(kāi)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(bào)告說(shuō)，有幾個(gè)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(yàn)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(gè)盤(pán)區(qū)開(kāi)工時(shí)，不要讓煤崩落，讓整個(gè)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(zhǎng)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(shí)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(shí)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(huì)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(shí)（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(huì)損后門(mén)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(mén)，但應(yīng)指出的是，超前支護(hù)代替后門(mén)同樣平均會(huì)損失1米的煤層。凡在開(kāi)掘時(shí)存在這種風(fēng)險(xiǎn)的地方，我們可以選擇移走機(jī)器來(lái)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。后擋板的控制和支柱設(shè)計(jì)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(cè)奧星煤礦的掘進(jìn)過(guò)程可以讓我們更深入的了解這個(gè)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(duì)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(zhǎng)臂工作盤(pán)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(pán)區(qū)。表格2中概括了盤(pán)區(qū)的幾何尺寸和根據(jù)巷道工程設(shè)計(jì)模型(TDM) (Thomas, 2009)計(jì)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(shí)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(jì)，如果有效使用概率<1,表示煤柱設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì)偏激進(jìn)了 (Thomas, 2009)。長(zhǎng)臂法回采 LTCC在奧星煤礦的應(yīng)用同其他長(zhǎng)臂開(kāi)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(kāi)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(dòng)，并且可以在支護(hù)移走前在巷道的內(nèi)端進(jìn)行回采。長(zhǎng)臂開(kāi)采使用了傳統(tǒng)的出煤程序，可以移出一個(gè)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(zhǎng)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(shí)也彰顯了一些操作上的和巖土工程上需要管理的問(wèn)題。在奧星煤礦，或者在其他的煤礦，或者在評(píng)估其他煤礦的時(shí)候，對(duì)于LTCC的操作最主要的問(wèn)題必須考慮的問(wèn)題包括：直

15、接頂?shù)牡刭|(zhì)情況，對(duì)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(jì)及后續(xù)設(shè)計(jì)為了奧星煤礦接下來(lái)20年的第三階段更好的開(kāi)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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