第一篇：煤矿开采毕业论文

毕 业 论 文

姓名：刘正义

学号：201401020106

班级：采矿141

专业：煤矿开采技术

摘要

在实现煤炭生产工艺综合机械化的基础上，向遥控和自动化发展，机器人与人工智能和专家系统相结合，为采煤自动化开辟了新的途径。煤炭企业向大型化、集中化、多元化和国际化发展。煤矿企业经营也趋向多元化。针对我国煤炭开采以井工为主，很大一部分原煤产量来自井工开采这一状况。从重视国有重点煤矿采煤工作面的正常生产接替出发，结合我国煤层赋存条件复杂，呈现多样性，煤层厚度从零点几米到几十米之间变化这一实情，在分析煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术以及采煤机械的技术现状与发展趋势的基础上，本文将具体阐述采掘技术及生产能力和安全发展问题。

目录

一、煤炭工业发展现状：............................................4（1）一改革开放以来煤炭工业取得显著成绩...4（2）二行业主要特点..........................................4 二、炭工业面临的主要挑战一资源保障问题：..6（1）二煤矿生产能力与技术结构问题.........7（2）三行业结构与企业发展问题......................8（3）四煤矿安全与矿区环境治理问题.........8（4）五煤炭运输与燃煤污染问题.......................9

三、煤炭工业发展的战略对策 ：.................................10 ①一.....................................1

1②二.....................................1

2③三.....................................12

④四.....................................1

3⑤五.....................................13

⑥六.....................................1

4⑦七.....................................14

⑧八.....................................14 四.煤矿发展：...............................16

采煤技术的现状与发展趋势

一、煤炭工业发展现状

煤炭是我国重要的基础能源和重要原料煤炭工业的发展支撑了国民经济的快速发展。在20世纪50年代和60年代煤炭在我国一次能源生产和消费结构 的比重分别占90和80以上2004年煤炭所占的比例分别为75.6%和67.7%。

（1）一改革开放以来煤炭工业取得显著成绩 ：

1煤炭产量持续增长全国原煤产量由改革开放初期的6亿吨左右提高到2004年产量19.56亿吨 增长2倍多处于历史最高水平为我国国民经济发展提供了能源保障。

2生产水平大幅度提高大中型煤矿机械化水平、单产、单进、原煤工效都逐年增高。建成了一批国 际领先、高产高效矿井初步建全了技术、设计、制造、培训比较完整的技术保 障体系。

3产业结构调整取得重大进展政企分开迈出重大步伐大多数国有大中型煤炭企业开始建立现代企业制

度。一些企业开始了跨地区、跨行业的产业联合煤、电、化、路、港、航产业链开始形成一批劣势企业退出市场。

4行业整体效益不断增加在经历三年严重的经济困难后2001年煤炭行业开始走出低谷呈现恢复性增长。2002年后步入快速增长周期经济运行质量不断提高。2004年全国规模以上煤炭企业补贴后实现利润达418亿元。

（2）二行业主要特点

：

1煤炭是资源性行业煤炭是不可再生的资源。煤矿的寿命取决于其所拥有的煤炭储量。我国大多数 煤矿远离城市和经济发达地区、社会负担重经济基础差。地区条件不一煤炭企业发展不平衡性在行业中十分突出。

2煤炭是高危行业因煤矿生产条件所限从历史上看在各国工业部门中煤矿的事故死亡率是最高的。我国煤矿95%生产能力是井工开采。高瓦斯和双突矿井占全国煤矿矿井总量的1/390矿井有煤尘爆炸危险性。随着开采深度增加影响安全生产因 素愈来愈多条件愈来愈复杂。

3煤炭是投资高风险行业煤矿开采环节复杂矿

井建设投资大周期长见效慢煤炭市场不确定因素多。因此从建井到生产经营风险大多数煤炭企业产业结构上的问题影响了企业市场适应能力和抗灾能力。

4煤炭是为国民经济发展做贡献的行业煤炭属于初级产品煤矿的效益向后续加工工业传递和辐射。单一的产品结构企业经济效益难以提高我国煤炭开采的价值和效益体现在后续产业和对国民经济发展的支撑作用。

二、煤炭工业面临的主要挑战一资源保障问题

我国煤炭品种齐全、资源比较丰富但资源勘探程度低经济可采储量和人均占有量较少资源破坏和浪费严重生态环境和水资源严重制约煤炭资源的开发。我国煤炭资源区域分布不均衡。秦岭、大别山以北煤炭储量占全国总储量的90.7%其中晋、陕、蒙三省区占全国的65%。资源保证程度低。截止2000年末我国尚未利用的精查储量约为600亿吨 目前可供大中型矿井利用的精查储量仅300亿吨左右。据估算到2020年煤炭精查储量需增加约1250亿吨。当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着“采厚弃薄”、“吃肥丢瘦”等浪费资源现象全国

煤矿平均资源回收率为30%35%左右资源富集地区的小型矿井资源回收率只有10%15%。我国适合建设大型煤炭基地的整装煤田随意被分割肢解现象严重。

（1）二煤矿生产能力与技术结构问题：

1煤矿生产技术水平低 全国采煤机械化程度仅为42除部分国有大矿之外大多数煤矿生产技术 水平低装备差效率低。特别是乡镇煤矿基本上是非机械化开采。2004年乡镇煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39在资源消耗和人员伤亡上已付出了很大的代价。

2部分煤矿超能力生产据调查分析2003年国有煤矿的11.2亿吨产量中属于超能力和无能力矿井 生产的煤炭约为1.42亿吨占国有煤矿产量的13%。煤矿超强度超能力生产满足了国民经济发展对煤炭的需求但其造成的负面影响一是缩短煤矿开采年限二是威胁煤矿安全生产。

3大中型煤矿煤炭供给能力不足据预测我国现有生产煤矿和在建煤矿的合计生产能力到2010年和2020年分别为17.7亿吨和14.7亿吨。要实现煤炭产需平衡需要再建设一批新井和扩大现有煤矿的生产

能力预计到2010年和2020年分别需要再增加生产能力4.5亿吨和11.1亿吨。

（2）三行业结构与企业发展问题 ：

1煤炭产业集中度低2004年我国前8家煤炭企业市场集中度为20.68%远低于世界其它主要产煤国家。

2煤炭企业负担过重煤矿企业税负比1994年税制改革前提高了6个百分点2003年煤炭行业支 出铁路建设基金约100多亿元国有重点煤矿企业办社会问题突出地方政府接收困难原国有重点煤矿办社会年净支出60亿元2004年末原国有重点煤矿在职人员257万人由于所在地区社会承受能力弱难以减人提效。部分煤矿资源枯竭生产能力下降生产成本上升富余人员、工伤抚恤人员多转产困难。

3煤矿企业效益差、职工收入低2004年原中央财政煤炭企业补贴前亏损面仍高达48%补贴后仍有6%的企业亏损。2004年原国有重点煤矿在岗职工平均收入16812元低于全国平均水平。

（3）四煤矿安全与矿区环境治理问题：

1煤炭安全形势严峻2004年煤矿共死亡6027人

百万吨死亡率为3.08显著高于世界其它主要国家。如美国为0.03波兰0.09大多数煤矿生产和安全技术装备落后防灾抗灾能力差重大、特大事故频繁发生。2004年共发生死亡10人以上特大和特别重大事故42起死亡1008人。

2矿区环境治理问题矿井生产中排放的煤矸石约占原煤产量的810%现已累计堆存煤矸石30多亿吨占地超过15万亩。矿区地面塌陷、煤田自燃火灾、部分煤矸石自燃、煤矿瓦斯排放对生态环境构成严重影响。煤矿开采每年排出地下水约22亿立方米我国西北部主要煤炭产区煤炭开采加剧了水资源的匮乏对矿区生态环境造成影响。井下煤层气年抽出量约100亿立方米90直接排放到大气中。

（4）五煤炭运输与燃煤污染问题 ：

1煤炭运输制约

我国煤炭资源主要分布在西北部而煤炭消费重心在东南部形成了“北煤南运、西煤东调”的格局运输距离长运输费用高影响煤炭供应能力和市场竞 争力铁路运力不足的问题将长期存在港口吞吐能力满足不了需要公路长距离运输成本过高。

2煤炭消费与环境保护问题

煤炭在利用过程中将产生大量的污染物和温室气体。特别是煤炭的不合理利用排放了大量烟尘和有害气体严重污染环境。随着煤炭消费量的增加环境 保护压力将越来越大。我国酸雨覆盖区已扩大到约占国土总面积的30%SO2排放的75%以上来源于 燃煤。2003年SO2排放总量增加至2158万吨酸雨污染加重。2003年燃煤总量增加烟尘排放总量增加至1047万吨。我国CO2排放量目前居世界第二位CO2的排放约80%来自煤炭燃烧。

三、煤炭工业发展的战略对策

通过优化结构、合理开发利用保障煤炭长期稳定供给促进煤炭行业健康、协调、可持续发展。煤炭是我国重要的基础能源和重要原料是不可再生的矿产资源。煤炭生产是高危险性和高风风险的行业要把节约资源、保障安全和保护环境放在重要的位。置合理开发利用以保障煤炭长期稳定供给。煤炭行业必须淘汰技术落后的粗放型生产方式走新型工业化道路国家应制定长远战略对煤炭资源实行保护性 开采和利用。优化行业结构。我国煤炭产业集中度仍然很低具备安全生产条件的煤矿生产能力不足必须抓好大型煤炭基地建设培育和发展大型煤炭企业

集团。煤炭是艰苦和危险的行业必须改善行业的发展环境以吸引投资和人才。优化生产技术结构进一步用先进适用技术改造和提升煤炭工业。要搞好新井建设和现有矿井技术改造建设高产高效矿井促进产业升级实现煤矿生产技术装备的现代化要全面提高煤矿开采技术水平支持大型煤炭企业通过收购、兼并、联合、重组方式改造中小煤矿要逐步淘汰资源回收率低、安全条件差的落后生产技术支持依法生产的小煤矿通过技术改造实现有序健康发展。优化产品结构提高煤炭及煤炭行业的竞争力。发展和推广应用洁净煤技术通过煤炭高效洁净利用技术减少煤炭利用过程中的污染物和温室气体排放提高煤炭的竞争力通过煤炭加工和转化延长煤炭产品的产业链拓展煤炭市场。

①一培育和发展大型企业和企业集团通过市场引导和政府推动积极培育和发展跨地区、跨行业、跨所有制、跨国经营、亿吨级以上的大型企业集团。这些企业集团国内市场占有率将达到60%以上成为商品煤供应基地、出口煤基地、煤炭深加工基地和市场投资主体。鼓励煤炭企业发展相关产业。支持煤电联营鼓励煤炭与电力企业联合建立坑口电厂支持

煤炭企业与冶金、化工和建材行业实现上下游产业的联营。

②二建设大型煤炭基地根据国务院“重点支持大型煤炭基地建设促进煤电联营形成若干个亿吨级煤炭骨干企业”的决策结合煤炭开发布局选择煤炭资源条件好具有发展潜力的矿区作为大型煤炭基地。抓好基地内主要矿区的新井建设和现有矿井技术改造提高大型煤炭基地产能比重。建设大型煤炭基地提高大中型煤矿的技术水平和生产能力保障煤炭长期稳定供给。13个大型煤炭基地现有煤矿生产能力8亿吨预计2010年达到15亿吨2020年达到18亿吨。

③三建设高产高效矿井、全面提高煤矿开采技术水平大力发展综合机械化采掘技术推进高产高效煤矿建设实现煤矿高效、安全、洁净开采。建设一批大中型现代化矿井对现有大中型矿井进行技术改造联合改造小煤矿全面提高煤矿开采技术水平和资源采出率。我国煤矿采煤机械化程度仅为42小型煤矿采煤方法和采煤工艺必须进行改革要逐步淘汰和禁止非正规采煤方法和落后的采煤工艺大力推广机械化采煤技术。

④四建立煤矿安全长效机制提高安全生产准入门槛。目前乡镇小煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39%乡镇小煤矿生产保障了我国煤炭需求的供给但在资源消耗和人员伤亡上付出了很大的代价。必须建立严格的煤炭开采准入制度逐步淘汰安全条件差的落后煤矿。加大煤矿安全投入。国家继续对煤炭行业特别是煤矿安全给予必要的政策支持重点支持大中型煤矿技术改造。在规范煤矿维简费管理的基础上严格安全费用提取和使用加大煤矿安全生产设施投入。加大监察执法力度。加强对各类煤矿的安全监察依法惩处违法违规现象做到有法必依执法必严违法必究。在2010年前全国煤矿百万吨死亡率力争从2004年的3.08降到1.5以下其中大型煤矿为0.4以下。

⑤ 五加强煤炭开发的资源保障增加煤炭资源勘查投入。要建设大型煤矿和煤炭基地应为煤炭资源勘探的投入创造良好的环境。加强资源管理。资源勘探开发登记、矿业权设置必须符合煤炭开发规划和矿区总体规划。国家要控制大型矿区勘查开发规划的审批。提高煤炭资源利用率。制定可行的管理措施和经济政策激励企业珍惜煤炭资源不断提高资源回

收率。

⑥六大力开发和推广洁净煤技术洁净煤技术可使煤炭成为高效和比较洁净利用的燃料是中国能源可持续发展的现实选择包括四个部分即煤炭加工技术、燃烧技术、煤炭转化技术和开发利用中的污染控制技术。中国已成为世界煤炭焦化生产、消费及贸易大国。通过气化、液化等转化技术生产替代石油的发动机燃料和化工产品如乙烯、丙烯等。大力发展现代化高效燃煤发电技术改变我国终端能源的消费结构少煤炭直接燃烧造成的污染和温室气体排放保障能源供给和安全。

⑦七资源综合开发与环境保护开发煤层气资源。依托资源和政策优势当前以地面开发与煤矿井下瓦斯抽放相结合实现煤层气开发产业化变废为宝、变害为利。做好水资源保护与矿井水利用矿区土地复垦与环境保护控制煤矸石的产出量提高煤矸石的综合利用率。

⑧八关注煤炭行业发展的深层次问题

1提高煤炭运输能力加快铁路运煤通道建设提高煤炭运输能力放开铁路运输价格取消计划内 外双重价格尽快取消铁路建设基金。

2切实减轻煤炭企业税收负担借鉴国外主要采煤国家经验制定符合煤炭工业发展规律的税收政策体系公平税负。按照国务院1994年确定的“既要建立新的增值税机制又要照顾煤炭行业的实际困难不增加国有重点煤炭企业的税负水平保持1993年3.35%的税负的原则”调整煤炭税收政策。

3加快分离企业办社会职能加快企业主辅分离分离企业办社会的职能努力拓宽就业渠道做好煤矿及矿区人员的再就业工作。

4建立和完善煤矿准入和退出机制规范煤矿准入标准建立和完善勘探开发资质认证制度提高资源开发、土地利用、环境保护准入门槛减少煤矿数量提高产业集中度。坚决关闭开采方式落后和不符合基本安全生产条件的小煤矿严厉打击非法开采现象保障安全生产。解决煤矿衰老报废的转产、人员安置等问题鼓励和引导企业调整产业结构发展替代产业为其生存和发展创造良好的外部条件。

5科学界定煤炭产业地位参照国际的有关做法可将煤炭行业划入第一产业范围制定相关法律、法规和与其产业地位相适应的财政、税收、金融、投资政策。

6建立煤炭价格形成机制政府应考虑煤炭资源、环境治理、煤矿安全、煤矿衰老报废等成本因素制定 合理的煤炭指导价格鼓励煤炭企业积极与发电企业协商确定电煤价格签订中长期合作协议。

7稳定煤炭进出口政策要从有利于煤炭工业长远发展出发按照世界贸易组织规则依据资源和市场 需求调整煤炭产品的进出口结构加强出口煤基地建设稳定出口份额。四.煤矿发展：

针对现在煤矿的现状，我认为应该要把煤矿未来发展放在第一位，做好长久发展的思想准备，首先煤矿工作人员应该提高自己的专业水平为没煤矿将来发展打好基础，煤矿的发展主要还是人员的发展一定要有高级技术人员才能保证煤矿生产所需。其次煤矿安检人员要做好俩点：1.提高自己的煤矿安全管理的知识，对煤矿出现的问题要能第一时间发现,按煤矿《安全规程》作出处罚，让煤矿在第一时间整改。2.煤矿安全管理人员要有良好职业品德。这样煤矿的发展前进就会有很大的空间。

谢谢！

2016年.月.日

第二篇：煤矿开采技术毕业论文

浅析当今煤炭开采技术的发展趋势

摘要：在当今社会发展的新形式下,煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高。本论文就对煤矿开采技术作了分析并对其带来的环境影响阐述了针对性的技术以及向绿色开采的发展趋势。

关键词: 煤矿 采煤工艺 控制技术 机械化开采 绿色开采: 保水开采 煤与瓦斯共采 充填开采 煤炭地下气化

一、现阶段开采技术

1、采煤方法和工艺

开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布臵,生产过程监控与科学管理

等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。

1.1 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”,主要解决以下技术难题。

硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。

硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制。又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部臵输送机能力。

两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。5.5m宽煤巷锚杆支护技术,通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机的应用,促进工作面的高产高效。

1.2 缓倾斜薄煤层长壁开采

主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。

1.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采

应进一步加强完善支架结构及强度,加强防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)产高效指标的差距。

1.4 各种综采高产高效综采设备保障体系

要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架—围岩”系统、采掘运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架-围岩”系统控制,进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断;采煤机在线与离线相结合的 “油-磨屑”监测和温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。2、深矿井开采技术

深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布臵等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;

深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。3、“三下”采煤技术

提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源优化等关键技术。

4、优化巷道布臵,减少矸石排放的开采技术

改进、完善现有采煤方法和开采布臵,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布臵及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布臵与煤层地质条件的最优匹配。、采场围岩控制技术

5.1 进一步完善采场围岩控制理论

以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采掘活动的安全、高效、低成本为目标,深入总结我国几十年的矿山压力研究成果,以理论分析(解析法)、现代数学力学(统计分析预测、数值法)和实测法相结合运用先进的计算机技术,深入研究各种煤层地质及开采条件。

5.2 研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术

目前,由于应用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术存在工艺复杂、成本高的问题,因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这些问题。

5.3 放顶煤开采岩层和支架—围岩相互作用机理 研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架—顶煤—直接顶—基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律,提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。

5.4 支护质量与顶板动态监测技术

在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面,应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测,同时应不断完善现有的监测技术,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监

测仪表向直观、轻便、小型化方向发展。

5.5 冲击地压的预测和防治

通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理;进一步完善冲击性矿压显现监测系统,发展遥控测量和预报技术,完善冲击性矿压综合防治措施的优化选择专家系统。

5.6 研究开发新型的支护设备

研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架,完善液压支架性能和快速移架系统,开发耐炮崩、轻型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。、小煤矿技术改造和机械化开采技术

实施国家关闭小煤矿,淘汰落后生产技术和生产设备,提高平均单井规模的技术政策,开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备,改进小煤矿的采煤方法和开采工艺,提高采煤工作面的单产和工效;提高小煤矿的顶底板控制技术水平,最大限度地减少顶底板事故率。

二、针对环境的影响所畅导的绿色开采技术

绿色开采是煤炭开采的发展方向,对提高煤炭采出率、保护生态环境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。本文分析了绿色开采技术,总结了我国煤矿绿色开采方法的发展现状,对科学采矿具有一定的指导意义。

煤炭开采造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,进而造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏;煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石,既占用良田,又造成环境污染;随着我国矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重,人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。

根据我国的能源资源状况,煤炭作为我国最重要的一次性能源,在未来20年内,其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿t。届时,煤炭产量很可能无法满足工业需求。不能再单纯地通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力,而应该综合考虑发展煤炭循环经济,减少煤炭开采对环境的破坏,而且也应该把“发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为理念,大力发展绿色的采煤技术。

1、煤炭绿色开采体系

煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切

可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要包括以下内容:水资源保护—“保水开采”;瓦斯抽放—“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护—“充填开采”;排放矸石占用土地污染环境—“煤炭地下气化”等。2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系,随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采技术体系, 绿色开采理论依据:(1)关键层理论。

(2)开采对岩层移动的影响及移动规律。(3)水在裂岩体中的渗流规律。

(4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。

2、保水开采

保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵,缺水矿区要以水资源保护和利用为主;大水矿区,要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流,大量排出地下水;采

空区上方导水裂隙带与地下水体贯通,形成大规模地下水降落漏斗,造成区域含水层水位下降,直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体(河流、湖泊、井泉等)的原来形态,造成部分沟泉水量减少甚至干涸;影响当地居民正常的生产生活,进而影响区域植被生长,甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在干旱半干旱地区,而每年采煤破坏地下水22亿m3,可见保水开采具有重要的意义。

3、煤与瓦斯共采

瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此,应该使其资源化,其技术途径有:(1)采前抽采:若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于我国大部分煤体透气性低,在本层内抽采瓦斯有难度。

(2)煤与瓦斯共采:开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤与瓦斯共采体系。

(3)废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。

(4)回风井回收瓦斯。

(5)煤与瓦斯共采的技术主要有:留巷钻孔法、卸压法

等。

4、充填开采

我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表下沉和变形,提高煤矿采出率,保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同,充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。

4.1 矸石充填利用井下采空区处臵煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。

(1)抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场,经翻车机卸载后,矸石经破碎机破碎,而后进入矸石仓。通过矸石仓下口,胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运入上下山,而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工作面回风平巷,再由工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部,由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填。

(2)刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自

移式液压支架和充填刮板输送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件,采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽,悬挂是为了增加充填垂直高度。输送机中部溜槽按顺序连接,并与机头和机尾组成整部刮板输送机。每2节中部溜槽设臵1个溜矸孔,溜矸孔开在溜槽的中板上。由电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场,通过翻车机卸载,矸石经转载机、破碎机进入矸石仓。破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机,在采空区卸载。

(3)风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2-1/3。并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采煤机割两刀煤充填一次,充填步距1.2-1.6 m,每次充填长度6-9 m,工作面每向前推进50-100 m,充填机前移一次。机械矸石充填对充填材料要求不严格,使用设备也较少,在我国山东矿区发展较快,有推广趋势。

4.2 水砂充填

水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。我国早在20世纪初就开始应用水砂充填采煤法,目前水砂充填技术已经十分成熟。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室,砂与水混合成砂浆,经充填管路送至工作面采空区，并在采空区脱水,砂子形成充填体,废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池,经沉淀后,澄清的水流入水仓,用水泵经排水管将水排至地面贮水池,以供循环利用。水砂充填采煤法充填致密,可减少煤尘危害,能有效地控制地表下沉和变形,但井上下充填系统复杂,设备及设施投资大,充填材料昂贵,提高了吨煤成本。

4.3 膏体充填

膏体充填技术是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的,由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点,这项技术试验成功以后在金属矿山得到较快的发展,在包括中国在内的许多国家得到应用。为解放村庄压煤,提高开采上限,提高煤炭资源采出率,延长矿井服务年限,太平煤矿与中国矿业大学合作开展了固体废物膏体充填不迁村采煤技术的研究。太平煤矿膏体充填系统是我国煤矿第一个膏体充填示范工程,2006年5月工业性试采取得成功。膏体充填采煤技术主要由三部分组成,即充填材料、充填设备与工艺、采动岩层充填控制理论。膏体是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等组成,由地面设备加工而成的类似牙膏的流体,具有十分良好的流动性和可泵性。充填时,膏体通过巷道中的管路,由充填泵提供动力,输送到液压支架后的采空区。膏体充填技术的核心是膏体充填材料,膏体充填材料的强度对膏体充填的效果起决定作用。膏体充填后,地表

下沉减小。膏体充填开采是绿色开采技术的重要组成部分,是解决煤矿开采环境问题的理想途径,是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。

5、煤炭地下气化

煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。煤炭地下气化技术具有投资少、安全、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低、效益好等优点,尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高、“三下”压煤严重的矿区。煤炭地下气化是一种整体绿色开采技术。它开始于英国1912年,由于热值低、成本高而未得到发展。我国于1958-1960年曾在16个矿区进行试验,于1962年停止,1984年又开始了新的试验,1994年达到连续产气295 d,产气量为200 m3/h,热值13.81~17.57 MJ /m,采用的是有井式、长通道、大断面的煤炭地下气化方法。2005年中国矿业大学与重庆中梁山矿业集团合作实现了连续稳定生产优质水煤气和混合煤气。但是,地下煤炭气化燃烧产生的苯和酚是致癌物质,有可能毒化水资源;燃烧形成的大量二氧化碳对空气也是严重的污染。目前我国的地下气化技术仍处于工业试验阶段,有很多问题需要去研究和探索。

3三、结 语

资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。要实现绿色开采,需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。绿色采矿可以减少环境污染,还能带来良好的社会经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分,相信随着绿色开采的不断发展和完善,煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用,为人类与自然的协调发展做出贡献。

参考文献: [1]张吉春.煤炭开采技术.中国矿业大学出版社,2007: [2]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报, 2009(3): [3]黄庆享.煤炭资源绿色开采[J].陕西煤炭.2008(03): [4]徐 睿,谢亚涛,周坤鹏.煤炭绿色保水开采[J].矿业快报,2008(6): 14

第三篇：煤矿开采技术毕业论文

摘要：

1、详细查明了井田地质构造，发育有5条断层，其中落差最大为20m在井田的西部边界处，其余4条断差在5-8m间，对井田内煤层开采影响不大。

2、井田工程地质条件，2号煤层为中等，9+10号煤层为简单。2号煤层煤尘具有爆炸危险性，9+10号煤层煤尘具有爆炸危险性；2号煤层不易自燃，9+10号煤层自燃。无地温、地压异常。

3、井田内可采煤层为2号、9+10号两层。2号煤层厚0.47～1.20m，平均厚0.95m。为较稳定煤层，井田内大部可采；9+10号煤层厚4.14～5.60m，平均厚4.80m，为稳定煤层，井田内全区可采。4、2号煤层为特低灰-中灰、特低硫-低硫、中热值-高热值贫煤；9+10号煤层为特低灰-中灰、高硫分、中热值-特高热值无烟煤。

5、井田内2、9+10号煤层采空区中有积水，且9+10号煤层部分块段为带压开采，突水系数为0.061MPa/m，存在奥灰水突水危险，2、9+10号煤层水文地质条件为中等。

第一章 井田概况和地质特征

第一节 矿区概述

一、矿区地理位置及交通条件

山西中强福山煤业有限公司水地庄煤矿位于浮山县城东，与浮山县直线距离6.25Km处的水地庄村东侧、南北两侧一带，行政区划隶属天坛镇管辖。重组后井田东西宽2740m，南北长4000m，面积8.4763km2。地理坐标为111°53＇55＂—111°55＇44＂，北纬35°56＇30＂—111°58＇40＂。

交通位置图1-1-1

二、矿区的工农业生产建设概况

矿区内有村庄及矿井工业广场，洗煤厂等工业设施。区内多为山区荒地和林地，以杂草丛生为主，南、北部山上生长有落叶松树，覆盖率40%左右。

三、矿区电力供应基本情况

山西中强福山煤业有限公司已与浮山供电支公司签订了高压供用电合同。矿井供电电源采用双回路，一路10kv电源引自浮山110kv变电站，距离3km，另一路10kv电源引自湾子里35kv变电站，距离7.5km。

第二节 井田地质特征

一、井田所属位置

据《山西地质志》井田所处区域构造位置为塔儿—九原山陷隆的中北部之东与郭道——安泽南北向褶带之间的浮山断裂带中。

二、井田地质构造

本井田位于吕梁—太行断块之沁水块坳的次级构造单元，郭道—安泽近南北向褶带中南段西部边缘。该褶带走向北北东，北宽南窄，褶皱排列较为紧密，成组出现的褶皱表现为若断若续。但因井田处于褶皱带西部边缘，受邻近构造带影响，井田内构造特征表现为中部、东部以褶皱为主，西侧断裂发育，使地层、煤层均受破坏，但总体倾向以南东为主，倾角一般3°-11°。主要褶皱、断裂特征如下：

1、褶曲

井田内发育三条轴向北北东向褶皱，编号分别为Z1、Z2、Z3、Z4。Z1背斜：发育在井田的中部，轴向为北北东向，两翼地层倾角5°-10°，轴向延伸3500m。

Z2向斜：发育在井田的南东部，轴向为北东向，两翼地层倾角6°-11°，基本为一对称舒缓向斜，轴向延伸1500m。

2、断层

F1正断层：该断层位于井田的西部边界附近，断层走向为近南北，倾向西，倾角70°，落差最大达20m。对井田煤层开采影响不大。井田内延伸长度2200m。

F2正断层：位于井田的西部，F1正断层东300m左右，该断层走向N15°E，倾向NNE，倾角70°。落差6m。井田内延伸长度1200余m。南端与F1断层相交。

综上所述，井田内断层较发育，但断距较小，5-8m间，对煤层、地层的破坏影响较小；褶皱多属宽缓褶曲，对煤层、地层没有明显影响。井田内未见陷落柱及岩浆活动。因此，本井田构造类型属简单类型。

三、水文地质概况

1、井田水系分布

井田地表水主要有三大沟谷，从北而南依次为清水河、浑水河、柏村河。清水河、浑水河平时干枯无水，雨季有水均由东向西汇集于井田西部外柏村河河谷，然后汇入涝河于临汾注入汾河，汾河至河津县禹门口流入黄河，属黄河流域汾河水系。

2、井田主要含水层

井田内可划分1—5个含水层，由下而上分述如下：（1）奥陶系中统岩裂隙含水层

隐伏于煤层之下。本组灰岩按上、中、下依次划分为峰峰组、上马家沟组、下马家沟组。

强含水段主要为上、下马家沟组灰岩。上马家沟组厚度为40—150m。上部峰峰组灰岩一般岩溶不发育。由深灰色厚层状灰岩夹薄层状泥灰岩及角砾状灰岩组成。据本井田北部约5Km的浮山春山井田内ZK103水文孔测得奥灰水水位标高618.21m，另据《山西岩溶大泉》资料推断本井田奥灰水位标高为605-625m。水质类型属重碳酸、硫酸—钙镁水。

（2）石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩溶裂隙含水层。（3）二叠系下统山西组碎屑岩含水层

山西组碎屑岩含水层主要为2号煤层顶板以上由细、中粒砂岩组成，厚度变化大，平均12-13m，其含水层富水性与裂隙发育程度有关。单位涌水量0.0015L/s·m。属于裂隙弱富水性段。

第三节 煤层的埋藏特征 1、9+10＃煤层为太原组下部可采煤层，煤变质程度为无烟煤阶段。现综述如下：

煤层的光泽类型属于半亮及半暗类型，层状结构比较清晰，煤的光泽最亮部分为亮煤，内生节理发育，层理中夹有极少量的扁豆状丝炭，光泽较暗的部分为暗煤，煤质坚硬，灰分及丝炭的扁豆状夹层较多，断口呈角砾状，节理不发育，呈黑色条痕。

2、工业用途评价

根据煤炭质量分级国家标准（GB/T152224.1-2004），9+10号煤为特低灰—中灰、高硫分、中—特高热值无烟煤，由于硫分严重超标，建议作为化工用煤使用，若作为动力用煤及民用燃料，应首先研究解

决脱硫问题。

3、瓦斯等级和自燃情况

9+10号煤层瓦斯绝对涌出量0.53m3/min，相对涌出量0.87m3/t；二氧化碳绝对涌出量0.59m3/min，相对涌出量0.97m3/t，等级为低瓦斯矿井。

第二章

井田境界与储量

第一节

井田境界

山西中强煤业有限公司水地庄煤矿井田面积8.4763Km2井田内无其它小煤矿生产。开采煤层9+10号，矿井能力0.90Mt/a。井田东西宽2740m，南北长4000m，面积8.4763 km2，由8个拐点坐（6°带）连线圈定，井田境界拐点坐标见下表。

井田周围均为国有空白区，再无其它小煤窑开采。

第二节 地质储量的计算

按照中华人民共和国地质矿产行业标准之《煤、泥炭地质勘查规范》有关规定进行资源/储量估算。

1、矿井地质资源/储量（1）储量估算范围

9+10号煤层，在井田上部2号煤层属于不可采区，2号煤层平均厚0.58m，新立井见2号煤层厚0.6m，不具开采条件，主要开采9+10号煤层。在所圈定的2号煤层不可采范围内未进行资源/储量估算。井田内仅9+10号煤层为可采煤层，并估算了其资源储量。其它

煤层均为不可采煤层。因此，未进行资源/储量估算。

（2）工业指标

井田内批采煤层为9+10号，其中9+10号煤类为无烟煤。煤层倾角＜25°，依据“煤、泥类地质勘查规范”中表E·2煤炭资源估算指标：

煤层厚度≥0.8m 最高灰分（Ad）40% 最高硫分（St,d）3% 最低发热量（Qnet,d）17MJ/kg(PM)、22.1MJ/kg(WY)9+10号煤硫分含量较高，平均5.77%，由于作为化工用煤使用。本次设计也对9+10煤资源/储量进行了估算。

（3）资源/储量估算方法

本井田主要可采煤层稳定、较稳定，倾角均小于15°，利用煤层的伪厚度和水平投影面积，采用地质块段法进行资源/储量估算。

（4）资源/储量估算参数

1、计算面积厚度确定：面积采用水平投影面积；各块段厚度采用邻近工程点煤层厚度算术平均求得，煤层中单层厚度小于0.05m的夹矸，与煤分层合并计算采用厚度。

2、煤层视密度采用山西省煤炭工业局综合测试中心2007年4月2日对该矿9+10号煤层视密度的测定结果，9+10号煤层为1.45t/m3。

（5）资源/储量类别划分原则

井田内构造复杂程度为简单；煤层稳定程度：9+10号煤层为稳

定煤层，厚4.14-5.27m，平均4.64m，为厚度和资源/储量占优势的煤层，以此煤层选择基本线距。

2、矿井工业资源/储量

在全矿井保有的资源／储量51.12 Mt 9 中，探明的及控制的经济基础储量（111b+122b）占总资源/储量的比例为77.8%，推断的内蕴资源量（333）占总资源/储量的比例为22.2%.根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215－2005）及本井田的勘探情况，由于9+10号煤为稳定性好的煤层，设计对推断的内蕴经济资源量（333）9+10号煤可信度按90%考虑。

因此，矿井工业资源/储量为49.09 Mt。

3、矿井设计资源/储量

据本矿井的具体地质条件和煤层赋存情况，所需留设的永久煤柱主要为井田边界、公路、地面建筑和村庄煤柱。

（1）井田边界

井田边界煤柱在本井田内一侧按20m留设，本矿井共留设井田境界煤柱2.03Mt。

（2）地面建筑及村庄保护煤柱

本井田范围内主要村庄为红花窑村压，压煤量较大，中强福山煤业有限公司已考虑与地方政府签订村庄搬迁协议，其他规模均较小，考虑搬迁，本次设计不再考虑村庄煤柱的留设问题。

（3）断层及陷落柱煤柱

本井田地质构造简单，可采区域内无断层、陷落柱，故不考虑留设断层及陷落柱煤柱。

第三节 可采储量的计算

矿井设计可采储量为矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率的资源/储量。

（1）工业场地煤柱

工业场地的煤柱：长*宽*煤厚经计算（2）大巷煤柱

设计考虑本矿井大巷两侧各留设30m保护煤柱。经计算，全井田共留设大巷煤柱2.75Mt 采区回采率根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）第2.1.3规定，9+10号煤层取75%，经计算，矿井目前设计可采储量为22.135Mt。

安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法。

井田边界煤柱留20m，水平大巷之间留20m，两侧留35m煤柱，工业场地按二级保护，井筒按一级保护，再根据表土层和基岩厚度（表土移动角45°，基岩移动角72°）计算保安煤柱。

第三章 矿井工作制度生产能力

第一节 矿井工作制度

设计矿井井下采用“四·六”作业制，即每天4班作业，3班生产，1班准备，每班工作6h；地面采用“三·八”作业制，即每天3班作业，2班生产，1班检修，每班工作8h。矿井每天净提升时间16h。

第二节 矿井生产能力及服务年限

山西中强福山煤业有限责任公司生产能力根据井田储量和生产条件按0.9Mt/a进行设计。

经计算，矿井可采储量为49.99Mt，储量备用系数取1.3考虑，本矿井设计生产能力按0.90Mt /a计算，其设计服务年限为42.72ａ。

第四章 井田开拓方式

第一节

井口位置、形式、数目

一、井田共布置三个井筒

主斜井、副斜井、回风立井。主斜井.副斜井及工业广场在井田中部，井田边界附近，在浮山—沁水县级公路水地庄处，回风立井场地选在驼腰村西。

1、井筒数目及用途：

矿井，共布置三个井筒：即：主斜井、副斜井、回风立井。各井筒用途如下：

主斜井：井口标高+894.6。斜长540m。倾角24°34′，三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2。落低9+10号煤层，标高+699m。装备带宽B＝1000mm的胶带机，担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。

副斜井：井口标高+916.00m，井底标高+698.00m，半圆拱断面，井筒净宽4.5m，净断面15.1m2，倾角29°56′，斜长408m。采用单钩串车提升。选用JK-3.5/20型提升机，担负排矸、运送材料、下放设备、上下人员等任务兼做进风井和安全出口。

2、井筒井壁结构

主斜井（已有）：表土段采用现浇钢筋混凝土支护方式，支护厚度500mm。基岩段采用锚网喷支护方式，喷层厚度150mm。

副斜井：表土段采用现浇钢筋混凝土支护方式，支护厚度500mm。基岩段采用锚网喷支护方式，喷层厚度150mm。

二、井口位置、工业场地以及开拓布置方案设计的主要原则（1）尽量利用现有地面工程及设施设备，以减少基建投资。（2）地面平坦、开阔，场地挖方填方量小，工程地质条件好，能够满足0.9Mt/a的设计要求。

（3）靠近公路、交通方便，运输距离短。

（4）井口及工业场地尽量位于储量中心，减少井下运输、通风、井巷工程费用。

2、井田开拓方案

基于上述设计原则，根据本矿井煤层赋存特点，结合现有井筒、地面工业场地及井下条件，设计提出两个开拓方案进行技术经济比较。

方案一（三井筒方案）

主斜井.副斜井及工业广场在井田中部，井田边界附近，在浮山—沁水县级公路水地庄处，回风立井场地选在驼腰村西。

本方案的特点是两进一回采用中央边界式通风.主斜井井口标高+894.6m。斜长472m。倾角24°34′，落底标高+698m。三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2。担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。副斜井井口标高+903.3m。斜长408m，倾角29°56′，落底标高+699m。半圆拱断面，净宽4.5m,净高3.35m。净断面积15.1m2。该井筒担负排矸、运送材料、下放设备、人员运输等任务，兼做进风井和安全出口。回风立井井口标高+960m,井筒净直径5m,净断面19.6m2，垂深276m。担负回风任务，井筒内安装有梯子间，兼做安全出口。

井田内可采煤层为9+10号煤层，2号煤距离9+10号煤70-80m为不可采煤层.设计采用单水平开拓，全井田共划分一个水平，井底车场设在9+10号煤层，水平标高+699m.设计开拓大巷为三条,集中胶

带机运输大巷和集中轨道运输大巷，专用回风大巷,并按原有方位向东延伸至井田东部边界附近。沿井田东部边界向北布置三条采区大巷, 一条皮带运输进风大巷, 一条轨道运输进风大巷, 一条专用回风大巷,至井田北部边界为北采区.在井田中部沿南方向布置三条采区大巷,一条皮带运输进风大巷, 一条轨道运输进风大巷, 一条专用回风大巷,至井田南部边界为南一采区和南二采区.井下主要硐室有井下主变电所、主排水泵房及水仓、井下消防材料库、井下爆破材料发放硐室等。，在主斜井底设煤仓一个，布置通风行人巷。回风立井落底9+10号煤，通过回风绕道与回风大巷相连，形成开拓系统。

采区接续为：先采北采区，南二采区为接续采区。方案二（四井筒方案）

主斜井.副斜井及工业广场在井田中部，井田边界附近，在浮山—沁水县级公路水地庄处，回风井一个在井田北东角边界处, 另一个在井田南部中边界处.本方案的特点是两进两回采用两翼对角式通风.主斜井井口标高+894.6m。斜长472m。倾角24°34′，落底标高+698m。三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2。担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。副斜井井口标高+903.3m。斜长408m，倾角29°56′，落底标高+699m。半圆拱断面，净宽4.5m,净高3.35m。净断面积15.1m2。该井筒担负排矸、运送材料、下放设备、人员运输等任务，兼做进风井和安全出口。回风立井两个, 一个井口标高+960m,井筒净直径为5m,净断面均为19.6m2，垂深276m。担负北采区回风任

务，井筒内安装有梯子间，兼做安全出口。另一个井口标高+960m,井筒净直径为5m,净断面均为19.6m2，垂深276m。担负南一采区和南二采区回风任务，井筒内安装有梯子间，兼做安全出口。

井田内可采煤层为9+10号煤层，2号煤距离9+10号煤70-80m为不可采煤层.设计采用单水平开拓，全井田共划分一个水平，井底车场设在9+10号煤层，水平标高+699m.设计开拓大巷为三条,集中胶带机运输大巷和集中轨道运输大巷，专用回风大巷,并按原有方位向东延伸至井田东部边界附近。沿井田东部边界向北布置三条采区大巷, 一条皮带运输进风大巷, 一条轨道运输进风大巷, 一条专用回风大巷,至井田北部边界为北采区.在井田中部沿南方向布置三条采区大巷,一条皮带运输进风大巷, 一条轨道运输进风大巷, 一条专用回风大巷,至井田南部边界为南一采区和南二采区.井下主要硐室有井下主变电所、主排水泵房及水仓、井下消防材料库、井下爆破材料发放硐室等。，在主斜井底设煤仓一个，布置通风行人巷。回风立井落底9+10号煤，通过回风绕道与回风大巷相连，形成开拓系统。矿井共划分为三个采区，即北采区、南一采区和南二采区。设计初期在北采区布置一个放顶煤综采工作面。

采区接续为：先采北采区，南一采区为接续采区。

3、方案比较

两个方案相比，方案一具有以下优点：

1）井筒个数少，主、副井在一个工业场地内，比较集中，便于生产管理。

2）井筒工程量及井筒装备投资均比较省

3）与方案二相比，井筒初期井巷工程量少，投资省。建井工期短比方案二少。

4）工业场地压煤量小，资源回收率高。5）新增用地少，比方案二少。方案一缺点：

1）通风阻力比方案二大.单主扇功率大.2）安全出囗少, 回风行走路线长.方案二优点： 1）主扇选型功率小。2）风路短,通风容易.缺点：

1）井筒个数多, 多一个回风井用地.2)井筒工程量大, 初期投资大.3)主扇风机多, 管理比方案一难.。

综上所述，方案一与方案二相比，井筒数量少，占地面积小；比较集中，便于生产管理。井筒.装备投资少，施工工期短等优点，虽然方案一通风路线长, 但矿井实行一采两掘工作面少, 用风量不大, 一台大功率主扇可以满足矿井南北两翼供风需求。

经技术经济多方面比较，本设计推荐方案一。

第二节 垂高及开采水平的规划

设计采用单水平沿煤层开拓，全井田划分一个水平，井底车场设在9+10号煤层，水平标高+699m.服务年限为42.72（a）。

第三节 主要运输大巷的布置方式和位置选择

井田中部，主、副斜井井底向东方向布置矿井集中胶带机运输大巷和集中轨道运输大巷至井田东边界，平行轨道巷间隔20米布置一条总回风大巷至井田东边界回风立井。形成开拓系统

1.盘区划分

本井田内共有一层可采煤层9+10号煤层，全区可采。根据井田内地质构造及煤层赋存特点以及采空区的范围，结合工作面装备水平，为适应安全高效综合产业工作面的布置要求，设计确定大采区尺寸、增加工作面推进长度、尽量减少工作面搬家次数，提高矿井单产及效率。

根据上述原则及本井田的井田范围，结合井田开拓部署、大巷位置、煤层赋存情况、工作面推进长度、生产规模、煤层厚度变化情况、构造分布情况、装备水平及国内外安全高效矿井生产经验等因素，设计确定全井田分煤组共划分为三个采区，即北采区、南一采区和南二采区。

2.开采顺序

根据井田内地质构造及煤层赋存特点，首先开采北采区；南一采

区，为接续盘区。工作面均采用后退式回采。

第五章

矿井基本巷道

第一节

井筒、石门与大巷

矿井，共布置三个井筒：即：主斜井、副斜井、回风立井。各井筒用途如下：

主斜井：井口标高+894.6。斜长540m。倾角24°34′，三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2。落低9+10号煤层，标高+699m。装备带宽B＝1000mm的胶带机，担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。井筒内有3寸压风管；2寸静压管；主电缆；及人行阶梯。

副斜井：井口标高+916.00m，井底标高+698.00m，半圆拱断面，井筒净宽4.5m，净断面15.1m2，倾角29°56′，斜长408m。采用单钩串车提升。选用JK-3.5/20型提升机，担负排矸、运送材料、下放设备、上下人员等任务兼做进风井和安全出口。井筒内有4寸静压管一趟；4寸排水管两趟；及人行阶梯。

第二节

井底车场

一、井底车场位置及形式的选择

副斜井井底在9+10号煤层中设有平车场，长度100m，可以同时存放空重矿车60辆，通过能力较大，主要为辅助提升服务，矿井实际运输量较小，车时形式简单，调车方便，工程量省。

二、井下硐室名称及位置 主斜井井底硐室有：井底煤仓。

副斜井井底硐室有：等候硐室、医疗硐室、井下消防材料库、中央变电所、中央水泵房、管子道、中央水仓、爆破材料发放硐室等。

井底煤仓采用直煤仓，井底煤仓直径8m。垂高30m。现浇钢筋混凝土支护，容量1200t。

井底水仓有主、副水仓组成，主水仓有效长度90m。容积900m3,副水仓有效长度60m。容积600m3,采用调度绞车牵引1.5吨矿车人工清理。9+10号煤井底煤仓直径8m。垂高30m。现浇钢筋混凝土支护，容量1200t。

矿井正常涌水量为12.5m3/h，8小时涌水量为100m3，水仓总容积1500m3，大于100m3，符合《煤矿安全规程》第280条要求。

井下爆破材料库为壁槽式，总体积200m3。采用独立通风。

三、井底车场主要巷道及硐室的支护方式及支护材料 副斜井井底车场采用半圆拱断面、锚网喷支护方式，喷层厚度150mm；井下爆破材料发放硐室、中央水泵房、中央变电所及水仓采用半圆拱断面，现浇混凝土支护方式，支护厚度350mm；管子道和

井下消防材料库采用半圆拱断面，锚网喷支护方式，喷层厚度150mm；井底煤仓采用现浇钢筋混凝土支护，支护厚度400m。

第六章

采煤方法

第一节

采（盘）区地质条件与选定的采煤方法

1、煤层开采条件（1）地质构造

8401工作面位于吕梁—太行断块之沁水块坳的次级构造单元，郭道—安泽近南北向褶带中南段西部边缘。该褶带走向北北东，北宽南窄，褶皱排列较为紧密，成组出现的褶皱表现为若断若续。但因井田处于褶皱带西部边缘，受邻近构造带影响，井田内构造特征表现为中部、东部以褶皱为主，褶皱多属宽缓褶曲，对煤层、地层没有明显影响。西侧断裂发育，但断距较小，5-8m间，对煤层、地层的破坏影响较小，总体倾向以南东为主，倾角一般3°-11°。井田内未见陷落柱及岩浆活动。因此，本井田构造类型属简单类型。

（2）工程地质

9+10号煤层：伪顶为泥岩或炭质泥岩，较薄，随采随落，直接顶和老顶为K2石灰岩，石灰岩厚度4.90—8.85m平均4.83m。脆性顶板，易管理。9号煤层顶底板力学试验成果，顶板抗压强度22.6-39.6MPa，抗拉强度3.93-4.47MPa，抗剪强度3.89-5.51MPa；底板粉砂岩抗压强度18.2-27.9MPa，抗拉强度1.62-4.33MPa，抗剪强度3.63-8.04MPa。底板属软弱-中硬岩性，发生底鼓的可能性较小。

（3）瓦斯、煤尘爆炸性、自燃倾向性及地温地压

9+10号煤层瓦斯含量低，为低瓦斯矿井，9+10号煤层无煤尘爆炸危险性，自然倾向性为Ⅱ级，为自燃煤层。井田内无地温，地压异常，属地温地压正常区。

（4）水文地质

9+10号煤位于太原组第一段上部，直接充水含水层为太原组碎。2．采煤方法的选择

根据本矿井的地质条件、煤层赋存特征和矿井生产规模，设计考虑9+10号煤开采提出大采高综采一次采全高和综采放顶煤一次采全高两种采煤方法进行比选。

方案一： 综采放顶煤一次采全高采煤法

放顶煤综采采煤法就是在厚及特厚煤层的底部布置回采工作面，采用滚筒式采煤机、放顶煤液压支架、刮板输送机及其他附属设备进行配套联合生产，除用采煤机正常割煤外，还利用矿山压力或辅以人工松动方式使工作面上方顶煤破碎，并随着工作面的推进从液压支架的上方或后方放出并回收的一种采煤方法。

与大采高综采一次采全高相比放顶煤综采有如下优越性：（1）设备投资少。

（2）井巷工程量省，由于放