第一篇：煤礦開(kāi)采技術(shù)畢業(yè)論文

煤礦開(kāi)采技術(shù)論文

白

建

忠

2013年6月

煤 礦 開(kāi) 采 技 術(shù) 論 文

在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的新形式下,煤礦開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí),繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝,建立具有中國(guó)特色的采煤工藝?yán)碚?。我?guó)采煤方法已趨成熟,放頂煤采煤的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展,應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高。本文就對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)作了分析。

關(guān)鍵詞:

煤礦;采煤工藝;控制技術(shù);機(jī)械化開(kāi)采 1 采煤方法和工藝

開(kāi)發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開(kāi)采技術(shù)以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心,以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),研究開(kāi)發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝,簡(jiǎn)單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開(kāi)采布置,生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開(kāi)采技術(shù),發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化,進(jìn)步改進(jìn)工藝和裝備,提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍,提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

1.1 開(kāi)發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開(kāi)采成套技術(shù)”,主要解決以下技術(shù)難題。

硬頂板控制技術(shù),研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù),主要通過(guò)巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù),使直接頂能隨采隨冒,提高頂煤回收率,且基本頂能按定步距垮落,既有利于頂煤破碎,又保證工作面的安全生產(chǎn)。

硬厚頂煤控制技術(shù),研究開(kāi)發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù),包括高壓注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù),使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。頂煤冒放性差、塊度大的綜放開(kāi)采成套設(shè)備配套技術(shù),研制既有利于頂煤破碎和頂板控制。又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部置輸送機(jī)能力。

兩硬條件下放頂煤開(kāi)采快速推進(jìn)技術(shù),研究合適的綜放開(kāi)采回采工藝,優(yōu)化工序,縮短放煤時(shí)間,提高工作面的推進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù),通過(guò)寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化,有助于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用,促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。

1.2 緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采

主要研究開(kāi)發(fā):體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī);研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架;研究開(kāi)發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開(kāi)采術(shù)。

1.3 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁采

應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度,加強(qiáng)防倒、防滑、防止頂梁焊縫開(kāi)裂和四連桿變、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究,提高可靠性,縮小其與中厚煤層(采高3m左右)產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。

1.4 各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障體系

要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,就要提高開(kāi)機(jī)率,對(duì)“支架—圍巖”系統(tǒng)、采掘運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是:通過(guò)電液控制閥組操縱支架和改善“支架-圍巖”系統(tǒng)控制,進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng);乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)診斷;采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的 “油-磨屑”監(jiān)測(cè)和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測(cè);帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。2 深礦井開(kāi)采技術(shù)

深礦井開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)是:煤層開(kāi)采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布置等;需要攻關(guān)研究的是:深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場(chǎng)及分布狀態(tài)的特征;深井作業(yè)場(chǎng)所工作環(huán)境的變化;深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備;深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù);深礦井高產(chǎn)高效開(kāi)采有關(guān)配套技術(shù);深礦井開(kāi)采熱害治理技術(shù)與裝備。3 “三下”采煤技術(shù)

提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等,深入研究開(kāi)采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷規(guī)律,研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理開(kāi)采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù),發(fā)展沉降控制理論和關(guān)鍵技術(shù),包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng);研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和組合充填技術(shù),村莊房屋加固改造重建技術(shù),適于村莊保護(hù)的開(kāi)采技術(shù);研究近水體開(kāi)采的開(kāi)采設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備,提出煤炭開(kāi)采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開(kāi)采沉陷控制、開(kāi)采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。優(yōu)化巷道布置,減少矸石排放的開(kāi)采技術(shù)

改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開(kāi)采布置,以實(shí)現(xiàn)開(kāi)采效益最大化為目標(biāo),研究開(kāi)發(fā)煤礦地質(zhì)條件開(kāi)采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)開(kāi)采方法、開(kāi)采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。5 采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)

5.1 進(jìn)一步完善采場(chǎng)圍巖控制理論

以科學(xué)合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術(shù)來(lái)保證開(kāi)采掘活動(dòng)的安全、高效、低成本為目標(biāo),深入總結(jié)我國(guó)幾十年的礦山壓力研究成果,以理論分析(解析法)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)(統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)、數(shù)值法)和實(shí)測(cè)法相結(jié)合運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),深入研究各種煤層地質(zhì)及開(kāi)采條件。

5.2 研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)

目前,由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問(wèn)題,因而需進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來(lái)解決這些問(wèn)題。

5.3 放頂煤開(kāi)采巖層和支架—圍巖相互作用機(jī)理

研究放頂煤開(kāi)采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機(jī)理、支架—頂煤—直接頂—基本頂相互作用關(guān)系;運(yùn)用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律,提出放頂煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。

5.4 支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在總結(jié)緩傾斜中厚長(zhǎng)壁工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面,應(yīng)進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),同時(shí)應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù),發(fā)展智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng),改進(jìn)監(jiān)測(cè)儀表,使監(jiān)測(cè)儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。

5.5 沖擊地壓的預(yù)測(cè)和防治

通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理;進(jìn)一步完善沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),發(fā)展遙控測(cè)量和預(yù)報(bào)技術(shù),完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化選擇專家系統(tǒng)。

5.6 研究開(kāi)發(fā)新型的支護(hù)設(shè)備

研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架,完善液壓支架性能和快速移架系統(tǒng),開(kāi)發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。6 小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)

實(shí)施國(guó)家關(guān)閉小煤礦,淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備,提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策,開(kāi)發(fā)小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)和裝備,改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開(kāi)采工藝,提高采煤工作面的單產(chǎn)和工效;提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平,最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省? 煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒,通過(guò)對(duì)煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過(guò)程。煤炭地下氣化技術(shù)屬于一種特殊的采煤方法,它是國(guó)際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術(shù)具有投資少、安全、工期短、見(jiàn)效快、用人少、效率高、成本低、效益好等優(yōu)點(diǎn),尤其適合我國(guó)煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的礦區(qū)。具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。應(yīng)繼續(xù)研究完善“長(zhǎng)通道、大斷面、兩階段”和“礦井式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝,進(jìn)行較大規(guī)模的地下氣化試驗(yàn)研究,摸索實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)控制、三個(gè)穩(wěn)定”的技術(shù)途徑,并實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)探索應(yīng)用的途徑。

第二篇：煤礦開(kāi)采技術(shù)畢業(yè)論文

淺析當(dāng)今煤炭開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

摘要：在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的新形式下,煤礦開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí),繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝,建立具有中國(guó)特色的采煤工藝?yán)碚摗Ｎ覈?guó)采煤方法已趨成熟,放頂煤采煤的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展,應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高。本論文就對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)作了分析并對(duì)其帶來(lái)的環(huán)境影響闡述了針對(duì)性的技術(shù)以及向綠色開(kāi)采的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞: 煤礦 采煤工藝 控制技術(shù) 機(jī)械化開(kāi)采 綠色開(kāi)采: 保水開(kāi)采 煤與瓦斯共采 充填開(kāi)采 煤炭地下氣化

一、現(xiàn)階段開(kāi)采技術(shù)

1、采煤方法和工藝

開(kāi)發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開(kāi)采技術(shù)以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心,以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),研究開(kāi)發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝,簡(jiǎn)單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開(kāi)采布臵,生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與科學(xué)管理

等相互配套的成套開(kāi)采技術(shù),發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化,進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備,提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍,提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

1.1 開(kāi)發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開(kāi)采成套技術(shù)”,主要解決以下技術(shù)難題。

硬頂板控制技術(shù),研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù),主要通過(guò)巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù),使直接頂能隨采隨冒,提高頂煤回收率,且基本頂能按定步距垮落,既有利于頂煤破碎,又保證工作面的安全生產(chǎn)。

硬厚頂煤控制技術(shù),研究開(kāi)發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù),包括高壓注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù),使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。頂煤冒放性差、塊度大的綜放開(kāi)采成套設(shè)備配套技術(shù),研制既有利于頂煤破碎和頂板控制。又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部臵輸送機(jī)能力。

兩硬條件下放頂煤開(kāi)采快速推進(jìn)技術(shù),研究合適的綜放開(kāi)采回采工藝,優(yōu)化工序,縮短放煤時(shí)間,提高工作面的推進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù),通過(guò)寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化,有助于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用,促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。

1.2 緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采

主要研究開(kāi)發(fā):體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī);研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架;研究開(kāi)發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開(kāi)采技術(shù)。

1.3 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁采

應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度,加強(qiáng)防倒、防滑、防止頂梁焊縫開(kāi)裂和四連桿變、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究,提高可靠性,縮小其與中厚煤層(采高3m左右)產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。

1.4 各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障體系

要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,就要提高開(kāi)機(jī)率,對(duì)“支架—圍巖”系統(tǒng)、采掘運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是:通過(guò)電液控制閥組操縱支架和改善“支架-圍巖”系統(tǒng)控制,進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng);乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)診斷;采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的 “油-磨屑”監(jiān)測(cè)和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測(cè);帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。2、深礦井開(kāi)采技術(shù)

深礦井開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)是:煤層開(kāi)采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布臵等;需要攻關(guān)研究的是:深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場(chǎng)及分布狀態(tài)的特征;

深井作業(yè)場(chǎng)所工作環(huán)境的變化;深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備;深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù);深礦井高產(chǎn)高效開(kāi)采有關(guān)配套技術(shù);深礦井開(kāi)采熱害治理技術(shù)與裝備。3、“三下”采煤技術(shù)

提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等,深入研究開(kāi)采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷規(guī)律,研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理開(kāi)采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù),發(fā)展沉降控制理論和關(guān)鍵技術(shù),包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng);研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和組合充填技術(shù),村莊房屋加固改造重建技術(shù),適于村莊保護(hù)的開(kāi)采技術(shù);研究近水體開(kāi)采的開(kāi)采設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備,提出煤炭開(kāi)采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開(kāi)采沉陷控制、開(kāi)采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。

4、優(yōu)化巷道布臵,減少矸石排放的開(kāi)采技術(shù)

改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開(kāi)采布臵,以實(shí)現(xiàn)開(kāi)采效益最大化為目標(biāo),研究開(kāi)發(fā)煤礦地質(zhì)條件開(kāi)采巷道布臵及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)開(kāi)采方法、開(kāi)采布臵與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。、采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)

5.1 進(jìn)一步完善采場(chǎng)圍巖控制理論

以科學(xué)合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術(shù)來(lái)保證開(kāi)采掘活動(dòng)的安全、高效、低成本為目標(biāo),深入總結(jié)我國(guó)幾十年的礦山壓力研究成果,以理論分析(解析法)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)(統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)、數(shù)值法)和實(shí)測(cè)法相結(jié)合運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),深入研究各種煤層地質(zhì)及開(kāi)采條件。

5.2 研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)

目前,由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問(wèn)題,因而需進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來(lái)解決這些問(wèn)題。

5.3 放頂煤開(kāi)采巖層和支架—圍巖相互作用機(jī)理 研究放頂煤開(kāi)采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機(jī)理、支架—頂煤—直接頂—基本頂相互作用關(guān)系;運(yùn)用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律,提出放頂煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。

5.4 支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在總結(jié)緩傾斜中厚長(zhǎng)壁工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面,應(yīng)進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),同時(shí)應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù),發(fā)展智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng),改進(jìn)監(jiān)測(cè)儀表,使監(jiān)

測(cè)儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。

5.5 沖擊地壓的預(yù)測(cè)和防治

通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理;進(jìn)一步完善沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),發(fā)展遙控測(cè)量和預(yù)報(bào)技術(shù),完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化選擇專家系統(tǒng)。

5.6 研究開(kāi)發(fā)新型的支護(hù)設(shè)備

研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架,完善液壓支架性能和快速移架系統(tǒng),開(kāi)發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。、小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)

實(shí)施國(guó)家關(guān)閉小煤礦,淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備,提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策,開(kāi)發(fā)小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)和裝備,改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開(kāi)采工藝,提高采煤工作面的單產(chǎn)和工效;提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平,最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省?/p>

二、針對(duì)環(huán)境的影響所暢導(dǎo)的綠色開(kāi)采技術(shù)

綠色開(kāi)采是煤炭開(kāi)采的發(fā)展方向,對(duì)提高煤炭采出率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)煤礦可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。本文分析了綠色開(kāi)采技術(shù),總結(jié)了我國(guó)煤礦綠色開(kāi)采方法的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)科學(xué)采礦具有一定的指導(dǎo)意義。

煤炭開(kāi)采造成巖層移動(dòng)破壞,引起巖層中水與瓦斯的流動(dòng),導(dǎo)致煤礦瓦斯事故與井下突水事故;煤炭開(kāi)采引起巖層移動(dòng),進(jìn)而造成地表沉陷,導(dǎo)致農(nóng)田、建筑設(shè)施的損壞;煤炭開(kāi)采形成的大量堆積在地面的矸石,既占用良田,又造成環(huán)境污染;隨著我國(guó)礦井開(kāi)采深度的不斷增加,礦山壓力顯現(xiàn)及沖擊地壓等動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的頻次增加,強(qiáng)度增大,危及礦井的安全生產(chǎn)。上述問(wèn)題若得不到有效解決,在未來(lái)幾十年內(nèi),隨著能源總需求和煤炭產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng),煤炭資源開(kāi)采所帶來(lái)的礦區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題將更為嚴(yán)重,人類的生存和社會(huì)發(fā)展環(huán)境將受到嚴(yán)重威脅。

根據(jù)我國(guó)的能源資源狀況,煤炭作為我國(guó)最重要的一次性能源,在未來(lái)20年內(nèi),其在能源構(gòu)成中的主體地位將不會(huì)改變。2020年我國(guó)煤炭消費(fèi)量將達(dá)到40億t。屆時(shí),煤炭產(chǎn)量很可能無(wú)法滿足工業(yè)需求。不能再單純地通過(guò)提高煤炭的產(chǎn)量緩解煤炭供應(yīng)的壓力,而應(yīng)該綜合考慮發(fā)展煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì),減少煤炭開(kāi)采對(duì)環(huán)境的破壞,而且也應(yīng)該把“發(fā)展煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)煤炭綠色開(kāi)采”作為理念,大力發(fā)展綠色的采煤技術(shù)。

1、煤炭綠色開(kāi)采體系

煤礦綠色開(kāi)采以及相應(yīng)的綠色開(kāi)采技術(shù),在基本概念上是要從廣義資源的角度上來(lái)認(rèn)識(shí)和對(duì)待煤、瓦斯、水等一切

可以利用的各種資源。基本出發(fā)點(diǎn)是防止或盡可能減輕開(kāi)采煤炭對(duì)環(huán)境和其他資源的不良影響。目標(biāo)是取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)煤礦中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,綠色開(kāi)采主要包括以下內(nèi)容:水資源保護(hù)—“保水開(kāi)采”;瓦斯抽放—“煤與瓦斯共采”;土地與建筑物保護(hù)—“充填開(kāi)采”;排放矸石占用土地污染環(huán)境—“煤炭地下氣化”等。2003年,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)錢(qián)鳴高院士首次提出了煤礦綠色開(kāi)采的概念和技術(shù)體系,隨后明確了實(shí)現(xiàn)煤炭資源開(kāi)采和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的綠色開(kāi)采研究目標(biāo),為我國(guó)綠色開(kāi)采技術(shù)的研究指明了方向。錢(qián)院士提出的綠色開(kāi)采技術(shù)體系, 綠色開(kāi)采理論依據(jù):(1)關(guān)鍵層理論。

(2)開(kāi)采對(duì)巖層移動(dòng)的影響及移動(dòng)規(guī)律。(3)水在裂巖體中的滲流規(guī)律。

(4)開(kāi)采后巖層內(nèi)節(jié)理裂隙分布發(fā)育規(guī)律等。

2、保水開(kāi)采

保水采煤在不同的礦區(qū)有不同的技術(shù)內(nèi)涵,缺水礦區(qū)要以水資源保護(hù)和利用為主;大水礦區(qū),要以減少水資源破壞和防治水災(zāi)害為主。因此,保水開(kāi)采包含水資源保護(hù)、水資源利用(煤水共采)和水災(zāi)害防治等多項(xiàng)重要內(nèi)容。煤礦開(kāi)采過(guò)程中破壞了地下含水層的原始徑流,大量排出地下水;采

空區(qū)上方導(dǎo)水裂隙帶與地下水體貫通,形成大規(guī)模地下水降落漏斗,造成區(qū)域含水層水位下降,直接影響到區(qū)域水文地質(zhì)條件。采動(dòng)影響穩(wěn)定后產(chǎn)生的地表沉陷往往影響到地表水體(河流、湖泊、井泉等)的原來(lái)形態(tài),造成部分溝泉水量減少甚至干涸;影響當(dāng)?shù)鼐用裾５纳a(chǎn)生活,進(jìn)而影響區(qū)域植被生長(zhǎng),甚至土地沙漠化。我國(guó)大部分礦區(qū)處在干旱半干旱地區(qū),而每年采煤破壞地下水22億m3,可見(jiàn)保水開(kāi)采具有重要的意義。

3、煤與瓦斯共采

瓦斯既是礦井有害氣體也是潔凈能源。因此,應(yīng)該使其資源化,其技術(shù)途徑有:(1)采前抽采:若能在開(kāi)采前將煤層內(nèi)瓦斯抽出,則是利用瓦斯改善煤礦安全的最好辦法。但由于我國(guó)大部分煤體透氣性低,在本層內(nèi)抽采瓦斯有難度。

(2)煤與瓦斯共采:開(kāi)采后圍巖壓力降低,大量瓦斯在采空區(qū)釋放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤與瓦斯共采體系。

(3)廢棄礦井抽采瓦斯。鑒于廢棄礦井煤層經(jīng)過(guò)采動(dòng)而充滿瓦斯,因而可以利用采動(dòng)后巖體內(nèi)裂隙場(chǎng)的分布及鉆孔,將瓦斯抽排管裝在井下、封閉井口后,抽出瓦斯。

(4)回風(fēng)井回收瓦斯。

(5)煤與瓦斯共采的技術(shù)主要有:留巷鉆孔法、卸壓法

等。

4、充填開(kāi)采

我國(guó)多數(shù)煤礦存在建筑物下、水體下、鐵路下壓煤的問(wèn)題,充填采礦法對(duì)解決這類問(wèn)題具有重要的意義。充填開(kāi)采法是用充填材料充填采煤工作面采空區(qū)的巖層控制方法。該法可以緩和工作面支承壓力產(chǎn)生的礦壓顯現(xiàn),改善采場(chǎng)和巷道維護(hù)狀況,有效減少地表下沉和變形,提高煤礦采出率,保護(hù)地面建筑物、構(gòu)筑物、生態(tài)環(huán)境和水體。按照充填材料的不同,充填采礦法分矸石充填、水砂充填和膏體充填。

4.1 矸石充填利用井下采空區(qū)處臵煤矸石的充填采煤方法,既可以減少煤礦固體廢棄物排放,又可以減輕開(kāi)采沉陷災(zāi)害、提高礦井資源回收率,是實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)途徑之一。

(1)拋?lái)窓C(jī)拋?lái)烦涮睢r巷和半煤巖巷掘進(jìn)矸石用礦車運(yùn)至井下矸石車場(chǎng),經(jīng)翻車機(jī)卸載后,矸石經(jīng)破碎機(jī)破碎,而后進(jìn)入矸石倉(cāng)。通過(guò)矸石倉(cāng)下口,膠帶或刮板輸送機(jī)將破碎后的矸石運(yùn)入上下山,而后由膠帶或刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載進(jìn)入采煤工作面回風(fēng)平巷,再由工作面采空區(qū)可伸縮膠帶輸送機(jī)運(yùn)至工作面采空區(qū)拋?lái)纺z帶輸送機(jī)尾部,由拋?lái)纺z帶輸送機(jī)向采空區(qū)拋?lái)烦涮睢?/p>

(2)刮板輸送機(jī)卸矸充填。充填裝備由后端帶懸梁的自

移式液壓支架和充填刮板輸送機(jī)組成。在自移式液壓支架后端增加后懸臂等配件,采用可調(diào)高但掛鏈懸掛充填刮板輸送機(jī)溜槽,懸掛是為了增加充填垂直高度。輸送機(jī)中部溜槽按順序連接,并與機(jī)頭和機(jī)尾組成整部刮板輸送機(jī)。每2節(jié)中部溜槽設(shè)臵1個(gè)溜矸孔,溜矸孔開(kāi)在溜槽的中板上。由電機(jī)車牽引矸石礦車至采區(qū)矸石車場(chǎng),通過(guò)翻車機(jī)卸載,矸石經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)進(jìn)入矸石倉(cāng)。破碎后的矸石經(jīng)上下山輸送機(jī)、平巷輸送機(jī)運(yùn)至液壓支架后的充填刮板輸送機(jī),在采空區(qū)卸載。

(3)風(fēng)力拋?lái)烦涮睢ｏL(fēng)力充填材料粒度的直徑不宜大于充填管道的1/2-1/3。并且要求充填材料沉縮率低、不自然、腐蝕性小。矸石經(jīng)充填機(jī)、充填管路充填采空區(qū)。一般采煤機(jī)割兩刀煤充填一次,充填步距1.2-1.6 m,每次充填長(zhǎng)度6-9 m,工作面每向前推進(jìn)50-100 m,充填機(jī)前移一次。機(jī)械矸石充填對(duì)充填材料要求不嚴(yán)格,使用設(shè)備也較少,在我國(guó)山東礦區(qū)發(fā)展較快,有推廣趨勢(shì)。

4.2 水砂充填

水砂充填采煤法是利用水力通過(guò)管道把充填材料沙粒送入采空區(qū)的充填采煤法。我國(guó)早在20世紀(jì)初就開(kāi)始應(yīng)用水砂充填采煤法,目前水砂充填技術(shù)已經(jīng)十分成熟。在地面用礦車將采出、破碎及篩分后的成品砂運(yùn)到貯砂倉(cāng)貯存。在貯砂室,砂與水混合成砂漿,經(jīng)充填管路送至工作面采空區(qū)，并在采空區(qū)脫水,砂子形成充填體,廢水經(jīng)采區(qū)流水上山和流水道流入采區(qū)沉淀池,經(jīng)沉淀后,澄清的水流入水倉(cāng),用水泵經(jīng)排水管將水排至地面貯水池,以供循環(huán)利用。水砂充填采煤法充填致密,可減少煤塵危害,能有效地控制地表下沉和變形,但井上下充填系統(tǒng)復(fù)雜,設(shè)備及設(shè)施投資大,充填材料昂貴,提高了噸煤成本。

4.3 膏體充填

膏體充填技術(shù)是1979年在德國(guó)的格倫德鉛鋅礦首先發(fā)展起來(lái)的,由于膏體充填具有料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、充填效率高、成本較低等優(yōu)點(diǎn),這項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)成功以后在金屬礦山得到較快的發(fā)展,在包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家得到應(yīng)用。為解放村莊壓煤,提高開(kāi)采上限,提高煤炭資源采出率,延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限,太平煤礦與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)合作開(kāi)展了固體廢物膏體充填不遷村采煤技術(shù)的研究。太平煤礦膏體充填系統(tǒng)是我國(guó)煤礦第一個(gè)膏體充填示范工程,2006年5月工業(yè)性試采取得成功。膏體充填采煤技術(shù)主要由三部分組成,即充填材料、充填設(shè)備與工藝、采動(dòng)巖層充填控制理論。膏體是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等組成,由地面設(shè)備加工而成的類似牙膏的流體,具有十分良好的流動(dòng)性和可泵性。充填時(shí),膏體通過(guò)巷道中的管路,由充填泵提供動(dòng)力,輸送到液壓支架后的采空區(qū)。膏體充填技術(shù)的核心是膏體充填材料,膏體充填材料的強(qiáng)度對(duì)膏體充填的效果起決定作用。膏體充填后,地表

下沉減小。膏體充填開(kāi)采是綠色開(kāi)采技術(shù)的重要組成部分,是解決煤礦開(kāi)采環(huán)境問(wèn)題的理想途徑,是解決村莊等建筑物下大量壓煤開(kāi)采問(wèn)題的迫切需要。

5、煤炭地下氣化

煤炭地下氣化是指將地下煤炭通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)在原位把煤炭轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w?？梢圆糠窒禾块_(kāi)采對(duì)環(huán)境的污染和煤炭燃燒對(duì)生態(tài)環(huán)境的不利影響與破壞。煤炭地下氣化技術(shù)具有投資少、安全、工期短、見(jiàn)效快、用人少、效率高、成本低、效益好等優(yōu)點(diǎn),尤其適合我國(guó)煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的礦區(qū)。煤炭地下氣化是一種整體綠色開(kāi)采技術(shù)。它開(kāi)始于英國(guó)1912年,由于熱值低、成本高而未得到發(fā)展。我國(guó)于1958-1960年曾在16個(gè)礦區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),于1962年停止,1984年又開(kāi)始了新的試驗(yàn),1994年達(dá)到連續(xù)產(chǎn)氣295 d,產(chǎn)氣量為200 m3/h,熱值13.81~17.57 MJ /m,采用的是有井式、長(zhǎng)通道、大斷面的煤炭地下氣化方法。2005年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)與重慶中梁山礦業(yè)集團(tuán)合作實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水煤氣和混合煤氣。但是,地下煤炭氣化燃燒產(chǎn)生的苯和酚是致癌物質(zhì),有可能毒化水資源;燃燒形成的大量二氧化碳對(duì)空氣也是嚴(yán)重的污染。目前我國(guó)的地下氣化技術(shù)仍處于工業(yè)試驗(yàn)階段,有很多問(wèn)題需要去研究和探索。

3三、結(jié) 語(yǔ)

資源與環(huán)境協(xié)調(diào)的綠色開(kāi)采是解決煤炭開(kāi)采環(huán)境問(wèn)題的根本出路。要實(shí)現(xiàn)綠色開(kāi)采,需要綜合研究和解決經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等方面的問(wèn)題。綠色采礦可以減少環(huán)境污染,還能帶來(lái)良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。綠色采礦是形成綠色礦業(yè)及礦區(qū)綠色家園的重要組成部分,相信隨著綠色開(kāi)采的不斷發(fā)展和完善,煤礦綠色開(kāi)采一定會(huì)發(fā)揮它應(yīng)有的作用,為人類與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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第三篇：煤礦開(kāi)采技術(shù)畢業(yè)論文

摘要：

1、詳細(xì)查明了井田地質(zhì)構(gòu)造，發(fā)育有5條斷層，其中落差最大為20m在井田的西部邊界處，其余4條斷差在5-8m間，對(duì)井田內(nèi)煤層開(kāi)采影響不大。

2、井田工程地質(zhì)條件，2號(hào)煤層為中等，9+10號(hào)煤層為簡(jiǎn)單。2號(hào)煤層煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，9+10號(hào)煤層煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性；2號(hào)煤層不易自燃，9+10號(hào)煤層自燃。無(wú)地溫、地壓異常。

3、井田內(nèi)可采煤層為2號(hào)、9+10號(hào)兩層。2號(hào)煤層厚0.47～1.20m，平均厚0.95m。為較穩(wěn)定煤層，井田內(nèi)大部可采；9+10號(hào)煤層厚4.14～5.60m，平均厚4.80m，為穩(wěn)定煤層，井田內(nèi)全區(qū)可采。4、2號(hào)煤層為特低灰-中灰、特低硫-低硫、中熱值-高熱值貧煤；9+10號(hào)煤層為特低灰-中灰、高硫分、中熱值-特高熱值無(wú)煙煤。

5、井田內(nèi)2、9+10號(hào)煤層采空區(qū)中有積水，且9+10號(hào)煤層部分塊段為帶壓開(kāi)采，突水系數(shù)為0.061MPa/m，存在奧灰水突水危險(xiǎn)，2、9+10號(hào)煤層水文地質(zhì)條件為中等。

第一章 井田概況和地質(zhì)特征

第一節(jié) 礦區(qū)概述

一、礦區(qū)地理位置及交通條件

山西中強(qiáng)福山煤業(yè)有限公司水地莊煤礦位于浮山縣城東，與浮山縣直線距離6.25Km處的水地莊村東側(cè)、南北兩側(cè)一帶，行政區(qū)劃隸屬天壇鎮(zhèn)管轄。重組后井田東西寬2740m，南北長(zhǎng)4000m，面積8.4763km2。地理坐標(biāo)為111°53＇55＂—111°55＇44＂，北緯35°56＇30＂—111°58＇40＂。

交通位置圖1-1-1

二、礦區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)概況

礦區(qū)內(nèi)有村莊及礦井工業(yè)廣場(chǎng)，洗煤廠等工業(yè)設(shè)施。區(qū)內(nèi)多為山區(qū)荒地和林地，以雜草叢生為主，南、北部山上生長(zhǎng)有落葉松樹(shù)，覆蓋率40%左右。

三、礦區(qū)電力供應(yīng)基本情況

山西中強(qiáng)福山煤業(yè)有限公司已與浮山供電支公司簽訂了高壓供用電合同。礦井供電電源采用雙回路，一路10kv電源引自浮山110kv變電站，距離3km，另一路10kv電源引自灣子里35kv變電站，距離7.5km。

第二節(jié) 井田地質(zhì)特征

一、井田所屬位置

據(jù)《山西地質(zhì)志》井田所處區(qū)域構(gòu)造位置為塔兒—九原山陷隆的中北部之東與郭道——安澤南北向褶帶之間的浮山斷裂帶中。

二、井田地質(zhì)構(gòu)造

本井田位于呂梁—太行斷塊之沁水塊坳的次級(jí)構(gòu)造單元，郭道—安澤近南北向褶帶中南段西部邊緣。該褶帶走向北北東，北寬南窄，褶皺排列較為緊密，成組出現(xiàn)的褶皺表現(xiàn)為若斷若續(xù)。但因井田處于褶皺帶西部邊緣，受鄰近構(gòu)造帶影響，井田內(nèi)構(gòu)造特征表現(xiàn)為中部、東部以褶皺為主，西側(cè)斷裂發(fā)育，使地層、煤層均受破壞，但總體傾向以南東為主，傾角一般3°-11°。主要褶皺、斷裂特征如下：

1、褶曲

井田內(nèi)發(fā)育三條軸向北北東向褶皺，編號(hào)分別為Z1、Z2、Z3、Z4。Z1背斜：發(fā)育在井田的中部，軸向?yàn)楸北睎|向，兩翼地層傾角5°-10°，軸向延伸3500m。

Z2向斜：發(fā)育在井田的南東部，軸向?yàn)楸睎|向，兩翼地層傾角6°-11°，基本為一對(duì)稱舒緩向斜，軸向延伸1500m。

2、斷層

F1正斷層：該斷層位于井田的西部邊界附近，斷層走向?yàn)榻媳?，傾向西，傾角70°，落差最大達(dá)20m。對(duì)井田煤層開(kāi)采影響不大。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度2200m。

F2正斷層：位于井田的西部，F(xiàn)1正斷層?xùn)|300m左右，該斷層走向N15°E，傾向NNE，傾角70°。落差6m。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度1200余m。南端與F1斷層相交。

綜上所述，井田內(nèi)斷層較發(fā)育，但斷距較小，5-8m間，對(duì)煤層、地層的破壞影響較??；褶皺多屬寬緩褶曲，對(duì)煤層、地層沒(méi)有明顯影響。井田內(nèi)未見(jiàn)陷落柱及巖漿活動(dòng)。因此，本井田構(gòu)造類型屬簡(jiǎn)單類型。

三、水文地質(zhì)概況

1、井田水系分布

井田地表水主要有三大溝谷，從北而南依次為清水河、渾水河、柏村河。清水河、渾水河平時(shí)干枯無(wú)水，雨季有水均由東向西匯集于井田西部外柏村河河谷，然后匯入澇河于臨汾注入汾河，汾河至河津縣禹門(mén)口流入黃河，屬黃河流域汾河水系。

2、井田主要含水層

井田內(nèi)可劃分1—5個(gè)含水層，由下而上分述如下：（1）奧陶系中統(tǒng)巖裂隙含水層

隱伏于煤層之下。本組灰?guī)r按上、中、下依次劃分為峰峰組、上馬家溝組、下馬家溝組。

強(qiáng)含水段主要為上、下馬家溝組灰?guī)r。上馬家溝組厚度為40—150m。上部峰峰組灰?guī)r一般巖溶不發(fā)育。由深灰色厚層狀灰?guī)r夾薄層狀泥灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r組成。據(jù)本井田北部約5Km的浮山春山井田內(nèi)ZK103水文孔測(cè)得奧灰水水位標(biāo)高618.21m，另?yè)?jù)《山西巖溶大泉》資料推斷本井田奧灰水位標(biāo)高為605-625m。水質(zhì)類型屬重碳酸、硫酸—鈣鎂水。

（2）石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾碳酸鹽巖溶裂隙含水層。（3）二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖含水層

山西組碎屑巖含水層主要為2號(hào)煤層頂板以上由細(xì)、中粒砂巖組成，厚度變化大，平均12-13m，其含水層富水性與裂隙發(fā)育程度有關(guān)。單位涌水量0.0015L/s·m。屬于裂隙弱富水性段。

第三節(jié) 煤層的埋藏特征 1、9+10＃煤層為太原組下部可采煤層，煤變質(zhì)程度為無(wú)煙煤階段?，F(xiàn)綜述如下：

煤層的光澤類型屬于半亮及半暗類型，層狀結(jié)構(gòu)比較清晰，煤的光澤最亮部分為亮煤，內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，層理中夾有極少量的扁豆?fàn)罱z炭，光澤較暗的部分為暗煤，煤質(zhì)堅(jiān)硬，灰分及絲炭的扁豆?fàn)願(yuàn)A層較多，斷口呈角礫狀，節(jié)理不發(fā)育，呈黑色條痕。

2、工業(yè)用途評(píng)價(jià)

根據(jù)煤炭質(zhì)量分級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T152224.1-2004），9+10號(hào)煤為特低灰—中灰、高硫分、中—特高熱值無(wú)煙煤，由于硫分嚴(yán)重超標(biāo)，建議作為化工用煤使用，若作為動(dòng)力用煤及民用燃料，應(yīng)首先研究解

決脫硫問(wèn)題。

3、瓦斯等級(jí)和自燃情況

9+10號(hào)煤層瓦斯絕對(duì)涌出量0.53m3/min，相對(duì)涌出量0.87m3/t；二氧化碳絕對(duì)涌出量0.59m3/min，相對(duì)涌出量0.97m3/t，等級(jí)為低瓦斯礦井。

第二章

井田境界與儲(chǔ)量

第一節(jié)

井田境界

山西中強(qiáng)煤業(yè)有限公司水地莊煤礦井田面積8.4763Km2井田內(nèi)無(wú)其它小煤礦生產(chǎn)。開(kāi)采煤層9+10號(hào)，礦井能力0.90Mt/a。井田東西寬2740m，南北長(zhǎng)4000m，面積8.4763 km2，由8個(gè)拐點(diǎn)坐（6°帶）連線圈定，井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)下表。

井田周圍均為國(guó)有空白區(qū)，再無(wú)其它小煤窯開(kāi)采。

第二節(jié) 地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算

按照中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》有關(guān)規(guī)定進(jìn)行資源/儲(chǔ)量估算。

1、礦井地質(zhì)資源/儲(chǔ)量（1）儲(chǔ)量估算范圍

9+10號(hào)煤層，在井田上部2號(hào)煤層屬于不可采區(qū)，2號(hào)煤層平均厚0.58m，新立井見(jiàn)2號(hào)煤層厚0.6m，不具開(kāi)采條件，主要開(kāi)采9+10號(hào)煤層。在所圈定的2號(hào)煤層不可采范圍內(nèi)未進(jìn)行資源/儲(chǔ)量估算。井田內(nèi)僅9+10號(hào)煤層為可采煤層，并估算了其資源儲(chǔ)量。其它

煤層均為不可采煤層。因此，未進(jìn)行資源/儲(chǔ)量估算。

（2）工業(yè)指標(biāo)

井田內(nèi)批采煤層為9+10號(hào)，其中9+10號(hào)煤類為無(wú)煙煤。煤層傾角＜25°，依據(jù)“煤、泥類地質(zhì)勘查規(guī)范”中表E·2煤炭資源估算指標(biāo)：

煤層厚度≥0.8m 最高灰分（Ad）40% 最高硫分（St,d）3% 最低發(fā)熱量（Qnet,d）17MJ/kg(PM)、22.1MJ/kg(WY)9+10號(hào)煤硫分含量較高，平均5.77%，由于作為化工用煤使用。本次設(shè)計(jì)也對(duì)9+10煤資源/儲(chǔ)量進(jìn)行了估算。

（3）資源/儲(chǔ)量估算方法

本井田主要可采煤層穩(wěn)定、較穩(wěn)定，傾角均小于15°，利用煤層的偽厚度和水平投影面積，采用地質(zhì)塊段法進(jìn)行資源/儲(chǔ)量估算。

（4）資源/儲(chǔ)量估算參數(shù)

1、計(jì)算面積厚度確定：面積采用水平投影面積；各塊段厚度采用鄰近工程點(diǎn)煤層厚度算術(shù)平均求得，煤層中單層厚度小于0.05m的夾矸，與煤分層合并計(jì)算采用厚度。

2、煤層視密度采用山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心2007年4月2日對(duì)該礦9+10號(hào)煤層視密度的測(cè)定結(jié)果，9+10號(hào)煤層為1.45t/m3。

（5）資源/儲(chǔ)量類別劃分原則

井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單；煤層穩(wěn)定程度：9+10號(hào)煤層為穩(wěn)

定煤層，厚4.14-5.27m，平均4.64m，為厚度和資源/儲(chǔ)量占優(yōu)勢(shì)的煤層，以此煤層選擇基本線距。

2、礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量

在全礦井保有的資源／儲(chǔ)量51.12 Mt 9 中，探明的及控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（111b+122b）占總資源/儲(chǔ)量的比例為77.8%，推斷的內(nèi)蘊(yùn)資源量（333）占總資源/儲(chǔ)量的比例為22.2%.根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50215－2005）及本井田的勘探情況，由于9+10號(hào)煤為穩(wěn)定性好的煤層，設(shè)計(jì)對(duì)推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）9+10號(hào)煤可信度按90%考慮。

因此，礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為49.09 Mt。

3、礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量

據(jù)本礦井的具體地質(zhì)條件和煤層賦存情況，所需留設(shè)的永久煤柱主要為井田邊界、公路、地面建筑和村莊煤柱。

（1）井田邊界

井田邊界煤柱在本井田內(nèi)一側(cè)按20m留設(shè)，本礦井共留設(shè)井田境界煤柱2.03Mt。

（2）地面建筑及村莊保護(hù)煤柱

本井田范圍內(nèi)主要村莊為紅花窯村壓，壓煤量較大，中強(qiáng)福山煤業(yè)有限公司已考慮與地方政府簽訂村莊搬遷協(xié)議，其他規(guī)模均較小，考慮搬遷，本次設(shè)計(jì)不再考慮村莊煤柱的留設(shè)問(wèn)題。

（3）斷層及陷落柱煤柱

本井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，可采區(qū)域內(nèi)無(wú)斷層、陷落柱，故不考慮留設(shè)斷層及陷落柱煤柱。

第三節(jié) 可采儲(chǔ)量的計(jì)算

礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采區(qū)回采率的資源/儲(chǔ)量。

（1）工業(yè)場(chǎng)地煤柱

工業(yè)場(chǎng)地的煤柱：長(zhǎng)*寬*煤厚經(jīng)計(jì)算（2）大巷煤柱

設(shè)計(jì)考慮本礦井大巷兩側(cè)各留設(shè)30m保護(hù)煤柱。經(jīng)計(jì)算，全井田共留設(shè)大巷煤柱2.75Mt 采區(qū)回采率根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50215-2005）第2.1.3規(guī)定，9+10號(hào)煤層取75%，經(jīng)計(jì)算，礦井目前設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為22.135Mt。

安全煤柱及各種煤柱的留設(shè)和計(jì)算方法。

井田邊界煤柱留20m，水平大巷之間留20m，兩側(cè)留35m煤柱，工業(yè)場(chǎng)地按二級(jí)保護(hù)，井筒按一級(jí)保護(hù)，再根據(jù)表土層和基巖厚度（表土移動(dòng)角45°，基巖移動(dòng)角72°）計(jì)算保安煤柱。

第三章 礦井工作制度生產(chǎn)能力

第一節(jié) 礦井工作制度

設(shè)計(jì)礦井井下采用“四·六”作業(yè)制，即每天4班作業(yè)，3班生產(chǎn)，1班準(zhǔn)備，每班工作6h；地面采用“三·八”作業(yè)制，即每天3班作業(yè)，2班生產(chǎn)，1班檢修，每班工作8h。礦井每天凈提升時(shí)間16h。

第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限

山西中強(qiáng)福山煤業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)能力根據(jù)井田儲(chǔ)量和生產(chǎn)條件按0.9Mt/a進(jìn)行設(shè)計(jì)。

經(jīng)計(jì)算，礦井可采儲(chǔ)量為49.99Mt，儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.3考慮，本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按0.90Mt /a計(jì)算，其設(shè)計(jì)服務(wù)年限為42.72ａ。

第四章 井田開(kāi)拓方式

第一節(jié)

井口位置、形式、數(shù)目

一、井田共布置三個(gè)井筒

主斜井、副斜井、回風(fēng)立井。主斜井.副斜井及工業(yè)廣場(chǎng)在井田中部，井田邊界附近，在浮山—沁水縣級(jí)公路水地莊處，回風(fēng)立井場(chǎng)地選在駝腰村西。

1、井筒數(shù)目及用途：

礦井，共布置三個(gè)井筒：即：主斜井、副斜井、回風(fēng)立井。各井筒用途如下：

主斜井：井口標(biāo)高+894.6。斜長(zhǎng)540m。傾角24°34′，三心拱斷面，凈寬3.3m，凈高2.9m，凈斷面積9.26m2。落低9+10號(hào)煤層，標(biāo)高+699m。裝備帶寬B＝1000mm的膠帶機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。

副斜井：井口標(biāo)高+916.00m，井底標(biāo)高+698.00m，半圓拱斷面，井筒凈寬4.5m，凈斷面15.1m2，傾角29°56′，斜長(zhǎng)408m。采用單鉤串車提升。選用JK-3.5/20型提升機(jī)，擔(dān)負(fù)排矸、運(yùn)送材料、下放設(shè)備、上下人員等任務(wù)兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。

2、井筒井壁結(jié)構(gòu)

主斜井（已有）：表土段采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土支護(hù)方式，支護(hù)厚度500mm?；鶐r段采用錨網(wǎng)噴支護(hù)方式，噴層厚度150mm。

副斜井：表土段采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土支護(hù)方式，支護(hù)厚度500mm?；鶐r段采用錨網(wǎng)噴支護(hù)方式，噴層厚度150mm。

二、井口位置、工業(yè)場(chǎng)地以及開(kāi)拓布置方案設(shè)計(jì)的主要原則（1）盡量利用現(xiàn)有地面工程及設(shè)施設(shè)備，以減少基建投資。（2）地面平坦、開(kāi)闊，場(chǎng)地挖方填方量小，工程地質(zhì)條件好，能夠滿足0.9Mt/a的設(shè)計(jì)要求。

（3）靠近公路、交通方便，運(yùn)輸距離短。

（4）井口及工業(yè)場(chǎng)地盡量位于儲(chǔ)量中心，減少井下運(yùn)輸、通風(fēng)、井巷工程費(fèi)用。

2、井田開(kāi)拓方案

基于上述設(shè)計(jì)原則，根據(jù)本礦井煤層賦存特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有井筒、地面工業(yè)場(chǎng)地及井下條件，設(shè)計(jì)提出兩個(gè)開(kāi)拓方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

方案一（三井筒方案）

主斜井.副斜井及工業(yè)廣場(chǎng)在井田中部，井田邊界附近，在浮山—沁水縣級(jí)公路水地莊處，回風(fēng)立井場(chǎng)地選在駝腰村西。

本方案的特點(diǎn)是兩進(jìn)一回采用中央邊界式通風(fēng).主斜井井口標(biāo)高+894.6m。斜長(zhǎng)472m。傾角24°34′，落底標(biāo)高+698m。三心拱斷面，凈寬3.3m，凈高2.9m，凈斷面積9.26m2。擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。副斜井井口標(biāo)高+903.3m。斜長(zhǎng)408m，傾角29°56′，落底標(biāo)高+699m。半圓拱斷面，凈寬4.5m,凈高3.35m。凈斷面積15.1m2。該井筒擔(dān)負(fù)排矸、運(yùn)送材料、下放設(shè)備、人員運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口?；仫L(fēng)立井井口標(biāo)高+960m,井筒凈直徑5m,凈斷面19.6m2，垂深276m。擔(dān)負(fù)回風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)安裝有梯子間，兼做安全出口。

井田內(nèi)可采煤層為9+10號(hào)煤層，2號(hào)煤距離9+10號(hào)煤70-80m為不可采煤層.設(shè)計(jì)采用單水平開(kāi)拓，全井田共劃分一個(gè)水平，井底車場(chǎng)設(shè)在9+10號(hào)煤層，水平標(biāo)高+699m.設(shè)計(jì)開(kāi)拓大巷為三條,集中膠

帶機(jī)運(yùn)輸大巷和集中軌道運(yùn)輸大巷，專用回風(fēng)大巷,并按原有方位向東延伸至井田東部邊界附近。沿井田東部邊界向北布置三條采區(qū)大巷, 一條皮帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條軌道運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條專用回風(fēng)大巷,至井田北部邊界為北采區(qū).在井田中部沿南方向布置三條采區(qū)大巷,一條皮帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條軌道運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條專用回風(fēng)大巷,至井田南部邊界為南一采區(qū)和南二采區(qū).井下主要硐室有井下主變電所、主排水泵房及水倉(cāng)、井下消防材料庫(kù)、井下爆破材料發(fā)放硐室等。，在主斜井底設(shè)煤倉(cāng)一個(gè)，布置通風(fēng)行人巷?；仫L(fēng)立井落底9+10號(hào)煤，通過(guò)回風(fēng)繞道與回風(fēng)大巷相連，形成開(kāi)拓系統(tǒng)。

采區(qū)接續(xù)為：先采北采區(qū)，南二采區(qū)為接續(xù)采區(qū)。方案二（四井筒方案）

主斜井.副斜井及工業(yè)廣場(chǎng)在井田中部，井田邊界附近，在浮山—沁水縣級(jí)公路水地莊處，回風(fēng)井一個(gè)在井田北東角邊界處, 另一個(gè)在井田南部中邊界處.本方案的特點(diǎn)是兩進(jìn)兩回采用兩翼對(duì)角式通風(fēng).主斜井井口標(biāo)高+894.6m。斜長(zhǎng)472m。傾角24°34′，落底標(biāo)高+698m。三心拱斷面，凈寬3.3m，凈高2.9m，凈斷面積9.26m2。擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。副斜井井口標(biāo)高+903.3m。斜長(zhǎng)408m，傾角29°56′，落底標(biāo)高+699m。半圓拱斷面，凈寬4.5m,凈高3.35m。凈斷面積15.1m2。該井筒擔(dān)負(fù)排矸、運(yùn)送材料、下放設(shè)備、人員運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。回風(fēng)立井兩個(gè), 一個(gè)井口標(biāo)高+960m,井筒凈直徑為5m,凈斷面均為19.6m2，垂深276m。擔(dān)負(fù)北采區(qū)回風(fēng)任

務(wù)，井筒內(nèi)安裝有梯子間，兼做安全出口。另一個(gè)井口標(biāo)高+960m,井筒凈直徑為5m,凈斷面均為19.6m2，垂深276m。擔(dān)負(fù)南一采區(qū)和南二采區(qū)回風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)安裝有梯子間，兼做安全出口。

井田內(nèi)可采煤層為9+10號(hào)煤層，2號(hào)煤距離9+10號(hào)煤70-80m為不可采煤層.設(shè)計(jì)采用單水平開(kāi)拓，全井田共劃分一個(gè)水平，井底車場(chǎng)設(shè)在9+10號(hào)煤層，水平標(biāo)高+699m.設(shè)計(jì)開(kāi)拓大巷為三條,集中膠帶機(jī)運(yùn)輸大巷和集中軌道運(yùn)輸大巷，專用回風(fēng)大巷,并按原有方位向東延伸至井田東部邊界附近。沿井田東部邊界向北布置三條采區(qū)大巷, 一條皮帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條軌道運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條專用回風(fēng)大巷,至井田北部邊界為北采區(qū).在井田中部沿南方向布置三條采區(qū)大巷,一條皮帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條軌道運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條專用回風(fēng)大巷,至井田南部邊界為南一采區(qū)和南二采區(qū).井下主要硐室有井下主變電所、主排水泵房及水倉(cāng)、井下消防材料庫(kù)、井下爆破材料發(fā)放硐室等。，在主斜井底設(shè)煤倉(cāng)一個(gè)，布置通風(fēng)行人巷。回風(fēng)立井落底9+10號(hào)煤，通過(guò)回風(fēng)繞道與回風(fēng)大巷相連，形成開(kāi)拓系統(tǒng)。礦井共劃分為三個(gè)采區(qū)，即北采區(qū)、南一采區(qū)和南二采區(qū)。設(shè)計(jì)初期在北采區(qū)布置一個(gè)放頂煤綜采工作面。

采區(qū)接續(xù)為：先采北采區(qū)，南一采區(qū)為接續(xù)采區(qū)。

3、方案比較

兩個(gè)方案相比，方案一具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）井筒個(gè)數(shù)少，主、副井在一個(gè)工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，比較集中，便于生產(chǎn)管理。

2）井筒工程量及井筒裝備投資均比較省

3）與方案二相比，井筒初期井巷工程量少，投資省。建井工期短比方案二少。

4）工業(yè)場(chǎng)地壓煤量小，資源回收率高。5）新增用地少，比方案二少。方案一缺點(diǎn)：

1）通風(fēng)阻力比方案二大.單主扇功率大.2）安全出囗少, 回風(fēng)行走路線長(zhǎng).方案二優(yōu)點(diǎn)： 1）主扇選型功率小。2）風(fēng)路短,通風(fēng)容易.缺點(diǎn)：

1）井筒個(gè)數(shù)多, 多一個(gè)回風(fēng)井用地.2)井筒工程量大, 初期投資大.3)主扇風(fēng)機(jī)多, 管理比方案一難.。

綜上所述，方案一與方案二相比，井筒數(shù)量少，占地面積??；比較集中，便于生產(chǎn)管理。井筒.裝備投資少，施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，雖然方案一通風(fēng)路線長(zhǎng), 但礦井實(shí)行一采兩掘工作面少, 用風(fēng)量不大, 一臺(tái)大功率主扇可以滿足礦井南北兩翼供風(fēng)需求。

經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)多方面比較，本設(shè)計(jì)推薦方案一。

第二節(jié) 垂高及開(kāi)采水平的規(guī)劃

設(shè)計(jì)采用單水平沿煤層開(kāi)拓，全井田劃分一個(gè)水平，井底車場(chǎng)設(shè)在9+10號(hào)煤層，水平標(biāo)高+699m.服務(wù)年限為42.72（a）。

第三節(jié) 主要運(yùn)輸大巷的布置方式和位置選擇

井田中部，主、副斜井井底向東方向布置礦井集中膠帶機(jī)運(yùn)輸大巷和集中軌道運(yùn)輸大巷至井田東邊界，平行軌道巷間隔20米布置一條總回風(fēng)大巷至井田東邊界回風(fēng)立井。形成開(kāi)拓系統(tǒng)

1.盤(pán)區(qū)劃分

本井田內(nèi)共有一層可采煤層9+10號(hào)煤層，全區(qū)可采。根據(jù)井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存特點(diǎn)以及采空區(qū)的范圍，結(jié)合工作面裝備水平，為適應(yīng)安全高效綜合產(chǎn)業(yè)工作面的布置要求，設(shè)計(jì)確定大采區(qū)尺寸、增加工作面推進(jìn)長(zhǎng)度、盡量減少工作面搬家次數(shù)，提高礦井單產(chǎn)及效率。

根據(jù)上述原則及本井田的井田范圍，結(jié)合井田開(kāi)拓部署、大巷位置、煤層賦存情況、工作面推進(jìn)長(zhǎng)度、生產(chǎn)規(guī)模、煤層厚度變化情況、構(gòu)造分布情況、裝備水平及國(guó)內(nèi)外安全高效礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等因素，設(shè)計(jì)確定全井田分煤組共劃分為三個(gè)采區(qū)，即北采區(qū)、南一采區(qū)和南二采區(qū)。

2.開(kāi)采順序

根據(jù)井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存特點(diǎn)，首先開(kāi)采北采區(qū)；南一采

區(qū)，為接續(xù)盤(pán)區(qū)。工作面均采用后退式回采。

第五章

礦井基本巷道

第一節(jié)

井筒、石門(mén)與大巷

礦井，共布置三個(gè)井筒：即：主斜井、副斜井、回風(fēng)立井。各井筒用途如下：

主斜井：井口標(biāo)高+894.6。斜長(zhǎng)540m。傾角24°34′，三心拱斷面，凈寬3.3m，凈高2.9m，凈斷面積9.26m2。落低9+10號(hào)煤層，標(biāo)高+699m。裝備帶寬B＝1000mm的膠帶機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。井筒內(nèi)有3寸壓風(fēng)管；2寸靜壓管；主電纜；及人行階梯。

副斜井：井口標(biāo)高+916.00m，井底標(biāo)高+698.00m，半圓拱斷面，井筒凈寬4.5m，凈斷面15.1m2，傾角29°56′，斜長(zhǎng)408m。采用單鉤串車提升。選用JK-3.5/20型提升機(jī)，擔(dān)負(fù)排矸、運(yùn)送材料、下放設(shè)備、上下人員等任務(wù)兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。井筒內(nèi)有4寸靜壓管一趟；4寸排水管兩趟；及人行階梯。

第二節(jié)

井底車場(chǎng)

一、井底車場(chǎng)位置及形式的選擇

副斜井井底在9+10號(hào)煤層中設(shè)有平車場(chǎng)，長(zhǎng)度100m，可以同時(shí)存放空重礦車60輛，通過(guò)能力較大，主要為輔助提升服務(wù)，礦井實(shí)際運(yùn)輸量較小，車時(shí)形式簡(jiǎn)單，調(diào)車方便，工程量省。

二、井下硐室名稱及位置 主斜井井底硐室有：井底煤倉(cāng)。

副斜井井底硐室有：等候硐室、醫(yī)療硐室、井下消防材料庫(kù)、中央變電所、中央水泵房、管子道、中央水倉(cāng)、爆破材料發(fā)放硐室等。

井底煤倉(cāng)采用直煤倉(cāng)，井底煤倉(cāng)直徑8m。垂高30m?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土支護(hù)，容量1200t。

井底水倉(cāng)有主、副水倉(cāng)組成，主水倉(cāng)有效長(zhǎng)度90m。容積900m3,副水倉(cāng)有效長(zhǎng)度60m。容積600m3,采用調(diào)度絞車牽引1.5噸礦車人工清理。9+10號(hào)煤井底煤倉(cāng)直徑8m。垂高30m?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土支護(hù)，容量1200t。

礦井正常涌水量為12.5m3/h，8小時(shí)涌水量為100m3，水倉(cāng)總?cè)莘e1500m3，大于100m3，符合《煤礦安全規(guī)程》第280條要求。

井下爆破材料庫(kù)為壁槽式，總體積200m3。采用獨(dú)立通風(fēng)。

三、井底車場(chǎng)主要巷道及硐室的支護(hù)方式及支護(hù)材料 副斜井井底車場(chǎng)采用半圓拱斷面、錨網(wǎng)噴支護(hù)方式，噴層厚度150mm；井下爆破材料發(fā)放硐室、中央水泵房、中央變電所及水倉(cāng)采用半圓拱斷面，現(xiàn)澆混凝土支護(hù)方式，支護(hù)厚度350mm；管子道和

井下消防材料庫(kù)采用半圓拱斷面，錨網(wǎng)噴支護(hù)方式，噴層厚度150mm；井底煤倉(cāng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度400m。

第六章

采煤方法

第一節(jié)

采（盤(pán)）區(qū)地質(zhì)條件與選定的采煤方法

1、煤層開(kāi)采條件（1）地質(zhì)構(gòu)造

8401工作面位于呂梁—太行斷塊之沁水塊坳的次級(jí)構(gòu)造單元，郭道—安澤近南北向褶帶中南段西部邊緣。該褶帶走向北北東，北寬南窄，褶皺排列較為緊密，成組出現(xiàn)的褶皺表現(xiàn)為若斷若續(xù)。但因井田處于褶皺帶西部邊緣，受鄰近構(gòu)造帶影響，井田內(nèi)構(gòu)造特征表現(xiàn)為中部、東部以褶皺為主，褶皺多屬寬緩褶曲，對(duì)煤層、地層沒(méi)有明顯影響。西側(cè)斷裂發(fā)育，但斷距較小，5-8m間，對(duì)煤層、地層的破壞影響較小，總體傾向以南東為主，傾角一般3°-11°。井田內(nèi)未見(jiàn)陷落柱及巖漿活動(dòng)。因此，本井田構(gòu)造類型屬簡(jiǎn)單類型。

（2）工程地質(zhì)

9+10號(hào)煤層：偽頂為泥巖或炭質(zhì)泥巖，較薄，隨采隨落，直接頂和老頂為K2石灰?guī)r，石灰?guī)r厚度4.90—8.85m平均4.83m。脆性頂板，易管理。9號(hào)煤層頂?shù)装辶W(xué)試驗(yàn)成果，頂板抗壓強(qiáng)度22.6-39.6MPa，抗拉強(qiáng)度3.93-4.47MPa，抗剪強(qiáng)度3.89-5.51MPa；底板粉砂巖抗壓強(qiáng)度18.2-27.9MPa，抗拉強(qiáng)度1.62-4.33MPa，抗剪強(qiáng)度3.63-8.04MPa。底板屬軟弱-中硬巖性，發(fā)生底鼓的可能性較小。

（3）瓦斯、煤塵爆炸性、自燃傾向性及地溫地壓

9+10號(hào)煤層瓦斯含量低，為低瓦斯礦井，9+10號(hào)煤層無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性，自然傾向性為Ⅱ級(jí)，為自燃煤層。井田內(nèi)無(wú)地溫，地壓異常，屬地溫地壓正常區(qū)。

（4）水文地質(zhì)

9+10號(hào)煤位于太原組第一段上部，直接充水含水層為太原組碎。2．采煤方法的選擇

根據(jù)本礦井的地質(zhì)條件、煤層賦存特征和礦井生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)計(jì)考慮9+10號(hào)煤開(kāi)采提出大采高綜采一次采全高和綜采放頂煤一次采全高兩種采煤方法進(jìn)行比選。

方案一： 綜采放頂煤一次采全高采煤法

放頂煤綜采采煤法就是在厚及特厚煤層的底部布置回采工作面，采用滾筒式采煤機(jī)、放頂煤液壓支架、刮板輸送機(jī)及其他附屬設(shè)備進(jìn)行配套聯(lián)合生產(chǎn)，除用采煤機(jī)正常割煤外，還利用礦山壓力或輔以人工松動(dòng)方式使工作面上方頂煤破碎，并隨著工作面的推進(jìn)從液壓支架的上方或后方放出并回收的一種采煤方法。

與大采高綜采一次采全高相比放頂煤綜采有如下優(yōu)越性：（1）設(shè)備投資少。

（2）井巷工程量省，由于放頂煤設(shè)備外形尺寸及重量均小于大采高設(shè)備，在滿足通風(fēng)要求的前提下，巷道斷面要求小，井巷工程量少，且本礦井副斜井傾角較大，為29°56′。若使用大采高設(shè)備，最大件重量較大，提升絞車選型困難，投資大，且運(yùn)輸安全性差。

（3）占放頂煤工作面煤量一半以上的頂煤基本是利用地壓破煤，依靠自重放煤，所以綜采放頂煤是一種動(dòng)力消耗量最小的綜合機(jī)械化采煤方法。

（4）與一般的綜采相比，綜采放頂煤采煤成本明顯降低。（5）綜采放頂煤開(kāi)采過(guò)程中，由于其頂煤利用地壓破碎，依靠自重有控制的放煤，塊煤量與機(jī)采割煤相比有所增加，經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。

（6）綜采放頂煤對(duì)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜、厚度變化較大煤層的開(kāi)采，比大采高綜采更靈活和適用。據(jù)礦方介紹，實(shí)際開(kāi)采中9+10號(hào)煤煤層厚度變化較大，局部厚度達(dá)到6m左右。所以采用放頂煤開(kāi)采，資源回收率高。

其主要缺點(diǎn)是：

（1）工作面設(shè)備多，工藝復(fù)雜，管理復(fù)雜。（2）混入矸石多，原煤灰分高，工作面作業(yè)條件差。（3）瓦斯不好管理。（4）工作面回采率低。

方案二 ：大采高綜采一次采全高采煤法

大采高綜采一般認(rèn)為是指分層高度和采煤機(jī)割煤高度大于3.5m 的綜采。我國(guó)于上世紀(jì)七十年代末從德國(guó)引進(jìn)了部分大采高液壓支架和相應(yīng)的采煤、運(yùn)輸設(shè)備，與此同時(shí)開(kāi)始國(guó)產(chǎn)的大采高液壓支架和采煤機(jī)的研制和試驗(yàn)工作，經(jīng)過(guò)二十多年的努力，已取得了明顯的進(jìn)展。大采高采煤法一般適合煤層厚度為3.5～5.5m，煤層及頂?shù)装逯杏惨陨系牡刭|(zhì)條件。目前大采高工作面最大采高已達(dá)7.0m，隨著大采高設(shè)備和技術(shù)的進(jìn)步，大采高綜采已成為我國(guó)高產(chǎn)高效礦井的主要采煤方法之一。

與放頂煤綜采相比大采高綜采的主要優(yōu)點(diǎn)是：

（1）工作面單產(chǎn)高，增產(chǎn)潛力大，工作面單產(chǎn)在同等條件下比一般綜采高，回采工效高。

（2）工作面設(shè)備少，工序簡(jiǎn)單，易管理。（3）和放頂煤綜采相比，含矸率低。（4）工作面回采率高。其主要缺點(diǎn)是：

（1）采高大，工作面煤壁松軟時(shí)易片幫。（2）設(shè)備投資較高。

（3）工作面裝備及配套環(huán)節(jié)能力大，運(yùn)行費(fèi)用高。

經(jīng)過(guò)上面對(duì)兩種采煤方法的比選，設(shè)計(jì)認(rèn)為采用綜采放頂煤一次采全高采煤法初期投資少、見(jiàn)效快，且與礦井0.9Mt/a的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。放頂煤綜采適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

9+10號(hào)煤的冒放性分析：

(1)開(kāi)采深度

生產(chǎn)實(shí)踐和理論計(jì)算都表明頂煤冒放性隨著開(kāi)采深度的增大而加強(qiáng)。開(kāi)采深度與頂煤冒放性的關(guān)系可通過(guò)有限元計(jì)算的頂煤破壞系數(shù)尋找其規(guī)律。本井田9+10號(hào)煤層埋深270～450m左右，大部分煤層開(kāi)采深度大于300m，從開(kāi)采深度看，較有利于頂煤的冒放。

(2)煤層強(qiáng)度

國(guó)內(nèi)外大多數(shù)放頂煤綜采工作面的實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)表明，煤層強(qiáng)度是影響頂煤冒放性的關(guān)鍵因素。一般當(dāng)煤層硬度f(wàn)系數(shù)小于

2、強(qiáng)度小于20Mpa時(shí)，頂煤冒放性較好。應(yīng)當(dāng)指出的是，煤層作為一個(gè)整體，其強(qiáng)度不僅與煤層抗壓強(qiáng)度有關(guān)，同時(shí)也與煤層的節(jié)理和裂隙發(fā)育程度有關(guān)，一般煤體都存在不同程度的地質(zhì)弱面和構(gòu)造裂隙，節(jié)理裂隙發(fā)育的煤層，煤體的完整性較差，因而大大降低煤層的強(qiáng)度，頂煤在礦壓的作用下易于破碎，節(jié)理裂隙越發(fā)育，頂煤的冒放性越好。而本區(qū)9+10號(hào)煤節(jié)理裂隙較發(fā)育，從而降低了煤層的整體強(qiáng)度，對(duì)提高頂煤冒放性有一定的作用。

(3)煤層厚度

根據(jù)國(guó)內(nèi)外綜采放頂煤的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，頂煤冒放性隨煤層厚度的增大而減弱，理論研究也證明綜放開(kāi)采的最大臨界厚度為12.5～13.0m，最小臨界厚度為4.5～5.0m，采放比以1:1～2.4為宜，設(shè)計(jì)對(duì)本礦井9+10號(hào)煤進(jìn)行了厚度分析： 9+10號(hào)煤煤層厚4.14-5.27m，平均4.64m。若采高2.3 m，頂煤厚度平均為2.34m左右，平均采放比

1:1.02，符合放頂煤一次采全高條件。

(4)煤層結(jié)構(gòu)

若煤層存在堅(jiān)硬的夾矸，則會(huì)嚴(yán)重影響頂煤的冒放性。一方面夾矸在頂煤中形成“骨架”，使頂煤難以冒落；另一方面，即使頂煤垮落之后，夾矸形成大塊，影響頂煤的流動(dòng)性，堵塞放煤口。因此夾矸的存在對(duì)放頂煤是一種不利因素。本井田9+10號(hào)煤一般含夾矸1～2層，厚度為0.1-066m。夾矸為泥巖，夾矸強(qiáng)度相對(duì)較低，故對(duì)頂煤的冒放性不會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

(5)頂板條件

影響煤層冒放性的煤層頂板包含直接頂和基本頂兩部分。直接頂對(duì)頂煤的壓裂無(wú)直接影響，但直接頂能夠隨采隨冒并具有一定的厚度是綜采放頂煤開(kāi)采頂煤破碎冒落后能夠順利放出的基本條件，否則不利于頂煤的回收。性脆易碎，易管理。且直接頂?shù)暮穸饶軌蜻_(dá)到充滿采出煤厚的空間，因此對(duì)9+10號(hào)煤采用放頂煤比較有利。

本礦9+10號(hào)煤層埋藏較深，設(shè)計(jì)認(rèn)為9+10號(hào)煤層宜采用一次性放頂煤綜采。綜上所述本礦井9+10號(hào)煤層采用一次采全高放頂煤綜采采煤法，全部垮落法管理頂板。在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，適應(yīng)煤厚變化，有利于提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益。

第二節(jié) 采（盤(pán)）區(qū)巷道布置和要素

一、首采區(qū)位置及首采工作面的確定

礦井設(shè)計(jì)為3個(gè)生產(chǎn)盤(pán)區(qū)，即:北采區(qū)和南一采區(qū)和南二采區(qū)。

北采區(qū)東西長(zhǎng)1620m左右，南北寬1685m左右，面積約2.279km2.南一采區(qū)東西長(zhǎng)1250m左右，南北寬1685 m左右，面積約2.106km2.南二采區(qū)東西長(zhǎng)1405 m左右，南北寬1685 m左右，面積約2.367km2.首采北采區(qū)。

二、選型原則

綜采工作面的采、裝、運(yùn)、支工序全部機(jī)械化。礦井規(guī)模定位在二十一世紀(jì)現(xiàn)代化大型礦井，生產(chǎn)高度集中，工作面生產(chǎn)能力大。從目前綜采的發(fā)展趨勢(shì)看，設(shè)計(jì)安全高效的綜采工作面要求加大工作面長(zhǎng)度，加大截深，選用能切割硬煤的特大功率采煤機(jī)，提高采煤的切割速度，相應(yīng)要求提高移架速度，與大運(yùn)量的重型可彎曲刮板輸送機(jī)相匹配，搞好端頭支護(hù)，采用長(zhǎng)距離順槽膠帶輸送機(jī)。針對(duì)這些要求，對(duì)于綜采系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了以下原則：

1、機(jī)械設(shè)備的選擇首先滿足技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)可靠，提高綜采設(shè)備的開(kāi)機(jī)率，達(dá)到高產(chǎn)高效。同時(shí)各設(shè)備間要相互配套，保證運(yùn)輸暢通，并增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)的緩沖能力，以期達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。

2、為綜采工作面創(chuàng)造快速連續(xù)開(kāi)采的條件，加大工作面推進(jìn)長(zhǎng)度，減少搬家次數(shù)，并保證快速搬家。做到采準(zhǔn)工作快，增大巷道斷面特別是順槽斷面，采用大功率綜掘機(jī)掘進(jìn)，以提高掘進(jìn)速度，保證工作面的接替要求。

三、設(shè)備選型

礦井初期達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，井下9+10號(hào)煤布置一個(gè)綜采放頂煤一次采全高工作面，一個(gè)工作面保證0.9Mt/a的生產(chǎn)規(guī)模。所以9+10號(hào)煤工作面設(shè)備選型必須滿足0.9Mt/a的生產(chǎn)規(guī)模。

采掘工作面主要設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)遵循以下主要原則：技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單，維修方便；各設(shè)備間相互適應(yīng)，能力匹配，運(yùn)輸暢通，不出現(xiàn)“卡脖子”現(xiàn)象，另需考慮設(shè)備的備品備件是否容易采購(gòu)等問(wèn)題。

北采區(qū)9+10號(hào)煤綜采放頂煤工作面主要采煤設(shè)備選型（1）采煤機(jī)

9+10號(hào)煤層位于太原組第一段上部，因9、10號(hào)兩層煤層相距很近，僅有0.1-0.66m，由灰、深灰色泥巖組成的夾矸分開(kāi)，即合并為一層。含夾矸1-2層，其頂板直接為K2灰?guī)r或在局部地段為0.3-0.5m厚的泥巖。煤層厚4.14-5.27m，平均4.64m。底板為灰色泥巖或炭質(zhì)泥巖。

工作面采用雙向割煤、端頭斜切進(jìn)刀的工作方式。工作面割煤高度為2.3m，首采一盤(pán)區(qū)放煤高度平均為2.34m，工作面平均回采率為85.0%。工作面采用“一采一放”的放煤方式，采煤機(jī)截深和放煤步距均為0.8m。

（2）刮板輸送機(jī) ① 前部輸送機(jī)運(yùn)輸能力

Qm=60·B·Hg·Vc·γ=60×0.8×2.3×1.25×1.45=200.1(t/h)

Qq≥Kc·Kh·Kv·Ky·Qm=1.35×1×1.05×1.3×201.7=368.7(t/h)式中：

Qm—采煤機(jī)平均落煤能力,t/h； ② 后部輸送機(jī)運(yùn)輸能力

后部輸送機(jī)運(yùn)輸能力取決于工作面放煤能力，所選輸送機(jī)運(yùn)輸能力應(yīng)滿足放煤能力要求。

采煤機(jī)割一刀煤所需時(shí)間為：

Tg=(L+Ls)/Vc+Td=(120+50)/1.25+4=32.4(min)工作面可彎曲刮板輸送機(jī)選型應(yīng)滿足三個(gè)方面的要求：一是運(yùn)輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)；二是結(jié)構(gòu)形式與采煤機(jī)、液壓支架相匹配；三是輸送機(jī)長(zhǎng)度與工作面長(zhǎng)度相一致。根據(jù)以上原則，前部刮板輸送機(jī)選用SGD630/220；后部刮板輸送機(jī)選用SGZ630/320。

（3）回采工作面運(yùn)煤設(shè)備 9+10號(hào)煤層工作面：

轉(zhuǎn)載機(jī)：SZZ730/110，轉(zhuǎn)載能力為700t/h，功率110kW，電壓1140V。

破碎機(jī)：PLM800破碎能力800t/h，功率90kW，電壓1140V。運(yùn)輸順槽可伸縮帶式輸送機(jī)：鋪設(shè)長(zhǎng)度740m，帶寬1000mm，輸送能力800t/h，功率160kW，電壓1140V。

四、工作面頂板管理方式，支護(hù)設(shè)備選型

1、液壓支架工作阻力與支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算

9+10煤工作面頂板均采用全部垮落法管理，選用液壓支架支護(hù)。

支架工作阻力有多種計(jì)算方法：預(yù)計(jì)法、估計(jì)法、類比法、實(shí)測(cè)法、動(dòng)載系數(shù)法、巖重法、支架載荷數(shù)理統(tǒng)計(jì)回歸法等，這些方法大都根據(jù)礦井實(shí)際生產(chǎn)資料或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)作為計(jì)算依據(jù)。本設(shè)計(jì)按估計(jì)法來(lái)計(jì)算支架工作阻力。

2、液壓支架選型

9+10號(hào)煤層平均采高2.3m，放煤高度平均2.64m。選用采煤機(jī)采高為1.4～2.92m。液壓支架的支護(hù)高度，應(yīng)滿足采煤機(jī)采高變化范圍要求。不同的采高對(duì)支架強(qiáng)度要求也有所不同。

根據(jù)計(jì)算，9+10號(hào)煤層綜采放頂煤工作面，設(shè)計(jì)選用ZF6400/18/32H型放頂煤液壓支架。主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表

工作面端頭位于工作面和順槽的連接處，是行人、運(yùn)輸和通風(fēng)的必經(jīng)之地，多種設(shè)備的匯集處，也是工作面支護(hù)和巷道支護(hù)的交叉地帶，端頭處條件復(fù)雜，位置重要。設(shè)計(jì)采用端頭支架支護(hù)，綜采工作面選用與綜采支架相配套的端頭支架。每個(gè)工作面配備4架。

3、其他輔助設(shè)備

9+10煤工作面各配備有PRB5-80/31.5型乳化液泵站一臺(tái)，兩泵一箱、WPB-320/6.3型噴霧泵站一套，兩泵兩箱、MYZ-200型煤層注水鉆機(jī)一臺(tái)、7BZ-4.5/160型注水泵一臺(tái)等。

五、工作面回采方向與超前關(guān)系

回采工作面采用后退式開(kāi)采，首采工作面布置在采區(qū)邊界，9+10煤工作面順槽采用雙巷布置。

第三節(jié) 回采工藝

1、回采工藝

9+10號(hào)煤綜采放頂煤工藝：

根據(jù)綜采放頂煤的實(shí)際生產(chǎn)工藝，目前放煤工藝主要有單輪順序放煤、多輪順序放煤、單輪間隔放煤以及多輪間隔放煤。

單輪順序放煤容易混入矸石，如果實(shí)行“見(jiàn)矸關(guān)門(mén)”的原則，煤炭損失太大。

多輪順序放煤和多輪間隔放煤統(tǒng)稱為多輪放煤。多輪放煤頂煤丟失嚴(yán)重，放煤時(shí)間長(zhǎng)，影響開(kāi)機(jī)率，不利于工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

根據(jù)本礦井煤層的賦存條件及厚度、煤層結(jié)構(gòu)和頂?shù)装鍘r性，設(shè)計(jì)選擇分段放煤，段內(nèi)采用單輪間隔多口放煤工藝。

2、回采率

9+10號(hào)煤首采工作面及采區(qū)回采率的計(jì)算

9+10號(hào)煤為綜采放頂煤工作面，機(jī)采回采率為93%，頂煤可放部分的回收率為85%，頂煤不可放部分包括起始線不放煤長(zhǎng)度（取6m），距離停采線不放煤長(zhǎng)度（取9m），工作面上下端頭各有3架支架不放頂煤，長(zhǎng)度共計(jì)11.2m。

第七章 井下運(yùn)輸與提升

第一節(jié) 運(yùn)輸方式

地面材料、設(shè)備等從副斜井JK-3.5/20型單滾筒提升機(jī)牽引礦車→井底車場(chǎng)JD-2.5型調(diào)度絞車牽引礦車→集中軌道運(yùn)輸大巷JD-2.5型調(diào)度絞車牽引礦車→9+10號(hào)層車場(chǎng)JD-2.5型調(diào)度絞車牽引礦車→9+10號(hào)層軌道運(yùn)輸大巷JD-2.5型調(diào)度絞車牽引礦車→9+10號(hào)

層工作面軌道運(yùn)輸順槽JD-2.5型調(diào)度絞車牽引礦車、掘進(jìn)工作面JD-11.4型調(diào)度絞車牽引礦車。

矸石運(yùn)輸與材料運(yùn)輸系統(tǒng)方向相反。

第二節(jié) 礦井提升

本礦井主井采用斜井開(kāi)拓，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a，工作制度為330d/a，提升時(shí)間16h/d，每天三班生產(chǎn)，一班檢修。主斜井安裝帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)原煤的提升。

根據(jù)礦井生產(chǎn)能力、開(kāi)拓方式、采區(qū)及工作面布置等條件，主斜井原煤提升采用鋼繩芯深槽角強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)。

井底煤倉(cāng)的原煤通過(guò)大型給煤機(jī)、經(jīng)主斜井膠帶輸送機(jī)輸送至主斜井井口房，再轉(zhuǎn)載至地面生產(chǎn)系統(tǒng)。

（2）帶式輸送機(jī)選型計(jì)算

輸送物料：原煤，粒度0～300mm、散密度：ρ=0.9t/m3、輸送量：Q=250t/h、主斜井井筒總長(zhǎng)472m，提升高度：197米；傾角24.5°。

副斜井提升設(shè)備(一)設(shè)計(jì)資料

1、提升任務(wù)

（1）最大班下井人數(shù) 91人（2）矸石 20車/班（3）設(shè)備 10車/班（4）材料 12車/班

2、最大件為液壓支架，最大件重24 t（包括特制平板車重）。

3、提升容器：選用MG1.7-9B，1.5噸固定礦車。自重974kg，取1000kg。升降液壓支架采用特制平板車。

4、井筒傾角30°，斜長(zhǎng)410m，單鉤提升，機(jī)械提人。(二)方案概述

經(jīng)驗(yàn)算，設(shè)計(jì)選用一臺(tái)JK-3.5/31.5型提升機(jī)可以滿足升降最大件等輔助提升任務(wù)，選用繩速3.0m/s。根據(jù)目前常用的電動(dòng)機(jī)及電控類型，本提升機(jī)配套電動(dòng)機(jī)選擇直流電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Z560-2A 630kW，660V 520r/min。

固定天輪：TSG-3000。

鋼絲繩：40—NAT—6×19S＋FC—1670—ZZ—881—590 GB8918－2006。

(三)選型計(jì)算

井口、井底為平車場(chǎng)，每鉤設(shè)計(jì)限掛3輛礦車。

人員上下采用斜井人車，選用XRB8-6/4型，首車1輛（自重1800 kg），尾車2輛（自重950 kg），每節(jié)乘座8人。

(四)選型及校驗(yàn)結(jié)果

1、提升機(jī)及電動(dòng)機(jī)校驗(yàn)結(jié)果：

新選JK-3.5/20型提升機(jī)，配套直流電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Z560-2A 630kW，660V 520r/min。滿足礦井輔助提升任務(wù)及現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》的要求。

2、鋼絲繩選型結(jié)果：

選用國(guó)標(biāo)鋼絲繩：40—NAT—6×19S＋FC—1670—ZZ—881—590。

3、電源及電控設(shè)備：

副斜井提升機(jī)10kV電源引自工業(yè)場(chǎng)地35kV變電所10kV配電裝置，雙回路進(jìn)線，一用一備，電纜引入。

整個(gè)電控系統(tǒng)包括：高低壓配電設(shè)備、電動(dòng)機(jī)電樞回路的整流變壓器、變流設(shè)備及全數(shù)字控制、操作及監(jiān)控系統(tǒng)。

第八章 礦井通風(fēng)與安全

第一節(jié)

風(fēng)量的計(jì)算

礦井日平均產(chǎn)量3000噸，礦井為低瓦斯礦井，礦井按最多入井人數(shù)200人計(jì)算，礦井所需總風(fēng)量為：Q總=4×200

m/分=800 m/分

第二節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量分配

礦井通風(fēng)方式：中央邊界式；通風(fēng)方法：抽出式。

礦井通風(fēng)系統(tǒng)：主斜井、副斜井→井底→運(yùn)輸皮帶巷、運(yùn)輸軌道大巷→北采區(qū)皮帶巷、北采區(qū)軌道巷→2401進(jìn)風(fēng)巷→8401工作面→5104回風(fēng)巷→北采區(qū)回風(fēng)巷→回風(fēng)立井→地面

其它用風(fēng)地點(diǎn)通風(fēng)系統(tǒng)：主斜井、副斜井→進(jìn)風(fēng)大巷、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷→用風(fēng)地點(diǎn)→回風(fēng)大巷、采區(qū)回風(fēng)巷→回風(fēng)立井→地面

33第三節(jié)

礦井負(fù)壓、等積孔和扇風(fēng)機(jī)

礦井現(xiàn)有主扇兩臺(tái)一臺(tái)使用；一臺(tái)備用，主扇風(fēng)機(jī)型號(hào)：FBCDZ——NO18(D);主扇功率2×75KW；負(fù)壓水柱152mmH2O;礦井實(shí)測(cè)總風(fēng)量2843 m3 /min；礦井總風(fēng)阻R=h/Q2 =152/(2843/60)2 =0.0677(千繆)

等級(jí)孔：A=Q/√h=47.38/√152=1.46m 2 礦井通風(fēng)難易程度為中等。

參考文獻(xiàn)：

（1）徐永圻等，《煤礦開(kāi)采學(xué)》，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1999；（2）冷金龍等，《礦山井巷工程量計(jì)算手冊(cè)》，河北科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所出版，1984；

（3）陳炎光等，《中國(guó)采煤方法》，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1991；（4）徐永圻等，《中國(guó)采煤方法圖集》，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1990；（5）劉吉昌等，《傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采》，煤炭工業(yè)出版社，1993；（6）張榮立等，《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，煤炭工業(yè)出版社，2003；（7）張國(guó)樞等，《通風(fēng)安全學(xué)》，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000；（8）王家廉等，《煤礦地下開(kāi)采方法》，煤炭工業(yè)出版社，1985；（9）楊堅(jiān)等，《礦井提升運(yùn)輸選型設(shè)計(jì)》，煤炭工業(yè)出版社出版，1981；

第四篇：煤礦開(kāi)采技術(shù)

煤礦開(kāi)采技術(shù)

主要課程：計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、Visual Basic程序設(shè)計(jì)、工程制圖、工程力學(xué)、電工技術(shù)基礎(chǔ)、測(cè)量學(xué)、煤礦地質(zhì)學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、井巷施工技術(shù)、礦山壓力及其控制、流體力學(xué)與流體機(jī)械、采掘機(jī)械、采煤學(xué)、礦井通風(fēng)與安全、礦井提升運(yùn)輸、礦山電工、計(jì)算機(jī)繪圖、煤礦安全法規(guī)、礦山電工學(xué)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、露天開(kāi)采概論、露天礦爆破工程、露天礦線路工程、邊坡穩(wěn)定、露天采掘機(jī)械、露天礦運(yùn)輸設(shè)備、露天采礦工藝、露天礦設(shè)計(jì)原理、礦山供電等。

就業(yè)方向：可在礦山企業(yè)、科研院所、政府機(jī)構(gòu)等企、事業(yè)單位就業(yè)。主要從事礦區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、礦山安全技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、安全監(jiān)察、科學(xué)研究等工作。

★ 礦井通風(fēng)與安全

主要課程：計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、Visual Basic程序設(shè)計(jì)、工程制圖、電工與電子技術(shù)、采煤概論、工程流體力學(xué)、工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、安全工程學(xué)、礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)、瓦斯防治與開(kāi)發(fā)技術(shù)、火災(zāi)防止理論與技術(shù)、粉層防止理論與技術(shù)、水防止理論與技術(shù)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用、煤礦安全法規(guī)、礦山電工學(xué)、管理學(xué)原理、環(huán)保概論、電氣安全管理、通風(fēng)與凈化工程、危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理等。

就業(yè)方向：可在煤礦、金屬礦、非金屬礦從事礦山通風(fēng)安全和環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理工作；也可在上述系統(tǒng)的科研、設(shè)計(jì)、教學(xué)、管理部門(mén)從事科學(xué)研究、礦山設(shè)計(jì)、教學(xué)、安全監(jiān)察等工作；還能在工礦企業(yè)中從事采暖通風(fēng)技術(shù)工作。

第五篇：煤礦開(kāi)采技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文

淺議煤礦煤層的開(kāi)采技術(shù)

摘要：由于煤層的自然條件和采用的機(jī)械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在進(jìn)行的順序、時(shí)間和空間上必須有規(guī)律地加以安排和配合。這種在采煤工作面內(nèi)按照一定順序完成各項(xiàng)工序的方法及其配合，稱為采煤工藝。在一定時(shí)間內(nèi)，按照一定的順序完成回采工作各項(xiàng)工序的過(guò)程，稱為采煤工藝過(guò)程。

關(guān)鍵詞：開(kāi)發(fā)技術(shù) 煤炭工藝 煤炭

一、煤炭開(kāi)采的主要形式

（一）井下采煤

井下采煤的順序。對(duì)于傾角10°以上的煤層一般分水平開(kāi)采，每一水平又分為若干采區(qū)，先在第一水平依次開(kāi)采各采區(qū)煤層，采完后再轉(zhuǎn)移至下一水平。開(kāi)采近水平煤層時(shí)，先將煤層劃分為幾個(gè)盤(pán)區(qū)，立井于井田中心到達(dá)煤層后，先采靠近井筒的盤(pán)區(qū)，再采較遠(yuǎn)的盤(pán)區(qū)。如有兩層或兩層以上煤層，先采第一水平最上面煤層，再自上而下采另外煤層，采完后向第二水平轉(zhuǎn)移。

按落煤技術(shù)方法，地下采煤有機(jī)械落煤、爆破落煤和水力落煤三種，前二者稱為旱采，后者稱為水采，我國(guó)水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者為主。壁式采煤法工作面長(zhǎng)，一般100～200 m，可以容納功率大，生產(chǎn)能力高的采煤機(jī)械，因而產(chǎn)量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，頂板易維護(hù)，從而減少了支護(hù)費(fèi)用，主要缺點(diǎn)是回采率低。

（二）露天采煤

移走煤層上覆的巖石及覆蓋物，使煤敞露地表而進(jìn)行開(kāi)采稱為露天開(kāi)采，其中移去土巖的過(guò)程稱為剝離，采出煤炭的過(guò)程稱為采煤。露天采煤通常將井田劃分為若干水平分層，自上而下逐層開(kāi)采，在空間上形成階梯狀。

其主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)：首先用穿孔爆破并用機(jī)械將巖煤預(yù)先松動(dòng)破碎，然后用采掘設(shè)備將巖煤由整體中采出，并裝入運(yùn)輸設(shè)備，運(yùn)往指定地點(diǎn)，將運(yùn)輸設(shè)備中的剝離物按程序排放于堆放場(chǎng)；將煤炭卸在洗煤廠或其他卸礦點(diǎn)。

主要優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)為生產(chǎn)空間不受限制，可采用大型機(jī)械設(shè)備，礦山規(guī)模大，勞動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本低，建設(shè)速度快。另外，資源回采率可達(dá)90%以上，資源利用合理，而且勞動(dòng)條件好，安全有保證，死亡率僅為地下采煤的1/30左右。

主要缺點(diǎn)是占用土地多，會(huì)造成一定的環(huán)境污染，而且生產(chǎn)過(guò)程需受地形及氣候條件的制約。在資源方面，對(duì)煤賦存條件要求較嚴(yán)，只宜在埋藏淺，煤層厚度大的礦區(qū)采用。

二、采煤方法與工藝

長(zhǎng)壁采煤方法已趨成熟，放頂煤采煤的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展，應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高，急傾斜、不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層采煤方法和工藝的研究有很大空間，主要方向是改善作業(yè)條件，提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平。

（一）開(kāi)采技術(shù)

開(kāi)發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開(kāi)采技術(shù)。以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，研究開(kāi)發(fā)各種條件下 的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡(jiǎn)單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開(kāi)采布置，生產(chǎn)過(guò) 程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開(kāi)采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化，進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

（二）緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采

主要研究開(kāi)發(fā)：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)；研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架；研究開(kāi)發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開(kāi)采技術(shù)。

（三）緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁綜采

應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加 強(qiáng) 支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開(kāi)裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層(采高3m左右)高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。

（四）各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障系統(tǒng)

要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，就要提高開(kāi)機(jī)率，對(duì)“支架—圍巖”系統(tǒng)、采運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是：通過(guò)電液控制閥組操縱支架和改善“支架—圍巖”系統(tǒng)控制，進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)；乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)診斷；采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油 —磨屑”監(jiān)測(cè)和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測(cè)；帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。

三、主要的開(kāi)采技術(shù)

（一）深礦井開(kāi)采技術(shù)

深礦井開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)是：煤層開(kāi)采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布置等；需要攻關(guān)研究的是：深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場(chǎng)及分布狀態(tài)的特征；深井作業(yè)場(chǎng)所工作環(huán)境的變化；深井巷道（特別是軟巖巷道）快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備；深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)；深礦井高產(chǎn)高效開(kāi)采有關(guān)配套技術(shù)；深礦井開(kāi)采熱害治理技術(shù)與裝備。

（二）“三下”采煤技術(shù)

提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等，深入研究開(kāi)采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表下陷規(guī)律，研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理的開(kāi)采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)，發(fā)展沉降控制理念和關(guān)鍵技術(shù)，包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng)；研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和組合充填技術(shù)，村莊房屋加固改造重建技術(shù)，適于村莊保護(hù)的開(kāi)采技術(shù)；研究近水體開(kāi)采的開(kāi)采設(shè)計(jì)，工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備，提出煤炭開(kāi)采與煤炭城市和諧統(tǒng)一的開(kāi)采沉陷控制、開(kāi)采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源化等關(guān)鍵技術(shù)。

（三）優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開(kāi)采技術(shù)

改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開(kāi)采布置，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)采效益最大化為目標(biāo)，研究開(kāi)發(fā)煤礦地質(zhì)條件開(kāi)采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)采方法、開(kāi)采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。

實(shí)行全煤巷布置單一煤層開(kāi)采，矸石基本不運(yùn)出地面，生產(chǎn)系統(tǒng)要減化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)中采與中掘同走發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井，開(kāi)拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，減化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集中開(kāi)拓，集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度降低巖巷掘進(jìn)率，多開(kāi)煤巷，減少出矸率；研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術(shù)，既是減少污染的一項(xiàng)有利措施，又減化了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開(kāi)采，應(yīng)加緊研究。

采煤方法和工藝的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。采煤工藝的發(fā)展將帶動(dòng)煤炭開(kāi)采各環(huán)節(jié)的變革，現(xiàn)代采煤工藝的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，研究開(kāi)發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝。