防治水论文(采矿工程毕业论文)

第一篇：防治水论文(采矿工程毕业论文)

浅谈矿井水害防治工作的管理

尼山东官苏氏

摘 要：通过王家岭煤矿透水事故，分析了矿井水灾事故的主要类型与治理方法以及矿井水灾事故原因分析及防治措施，通过对水灾 事故的诱发原因、透水征兆以及发生机理的研究分析，提出一套地面和井下防治水措施，为煤矿持续、安全生产提供理论依据。针对大雁矿业集团公司的实际情况提出了具体思路。

关键词：矿井；防治水；管理；安全生产。0 1 0年 3月，两起重大透水事故相继发生：3 月1日骆驼山煤矿透水事故、3月2 8日王家岭煤 矿透水事故。从这两起事故，人们不禁发出疑问，煤矿防治水工作究竟有没有行之有效的办法、隐患 能否预先探测、事故能否及时避免、《 煤矿防治水规定》如何更好的落实等。国务院、安监局、各级地方政府十分重视矿井防治水工作，已将其列为安全生产工作的重中之重，层层召开专题会议，总结经验教训，研究防治措施，部署防范工作。在此 对煤矿防治水管理工作谈几点看法。矿井水害事故的类型

矿井水害多年来一直是制约我国采矿工程建设的主要因素之一。各种类型的水害会给煤矿安全生产带来重大影响。依据矿井水的来源，可以把矿井水害分为六种类型：.1 地表水水害

由河流、湖泊、沼泽、水库等地表水体，通过 岩石裂隙、采动塌陷裂隙、断层破碎带、岩溶孔 洞、老窑、井巷等通道进入矿井，导致矿井充水，严重威胁矿井的生产安全。例如大雁三矿北二采区对应地面有胜利沟及红旗沟，均为季节性小溪，由于与下部第四系含水层 之间无较好的隔水层，因此渗漏严重，致使第四系砂砾含水层内大量含水。三矿北二采区浅部煤层开采后，砂砾石含水层水将可能沿着采动塌陷裂隙进人采空区，进而影响到矿井的安全生产。特别是2 0 0 9 年春季桃花水期，两沟水流以 1 万 m，／ h的流量漫过防洪坝，迅速进入地表采空塌陷区，给矿井的安全生产带来了极大的威胁。.2 含水层水水害

煤系地层含水，特别是煤层及煤层顶底板含 水，当井巷开拓或开采后，使煤层及围岩含水层中的地下水进人矿井，造成矿井充水，从而影响矿井的生产和安全。例如大雁二矿一采区F 断层外浅部煤系地层内大量含水，并有较好的补给水源。含水层水通过煤岩层裂隙、孔隙、断层进入矿井采空区，使矿井涌水量增大，给矿井的安全生产带来了较大的影响

和危害。为此，在二矿F断层外施工了一口疏干井，常年疏干截留浅部煤系地层水，对矿井涌水量起到了很好地控制作用。

1.3断层水水害

断层破碎带的裂隙、孔洞连通含水层、含水溶洞、老空积水、地表水等水体，当井巷施工进入断层破碎带时使矿井充水，进而影响矿井的生产和安全。例如大雁二矿三采区上方第四系层内发育有粗砂含水层，含水系数高，并且有充足的补给水源。在二矿三采区东部发育有 F o、F，、F o 9 断层，均为导水断层，因此，第四系粗砂含水层的水通过断层

导水进入煤系地层，致使三采区煤系地层大量含水。采掘巷道送人三采区后均遇到了较大量的淋水，采区涌水量近3 0 0

m／ h，并长期不降，采掘工程被迫停止。

1.4老空区积水水害

矿井已废弃的井巷及采空区俗称老塘，常有大量积水，称为老空水。当采掘巷道、工作面接近老塘时常引起矿井充水，影响矿井的生产和安全。老空水是矿井水灾事故的主要原因。

例如大雁二矿 5 0阶段 3 0

煤层综采放顶煤工作面在回采过6线石门时，在工作面与运输巷交叉点因工作面冒顶，采动裂隙导通了上部采空区老塘积水，涌水量最大达 1 4 9

m ／ h，使工作面停产数日，6线石门多部机电设备被淹，给矿井生产带来了很大损失。

1.5封闭不良的钻孔水水害

地质勘探钻孔可能穿越含水层、含水溶洞，如果钻孑 L 终孔时未予封孔或封闭不良，当井巷或工作面揭穿钻孔时水流顺孔而出导致矿井充水，影响矿井生产和安全。例如大雁三矿北一采区在施工 5 0 0石门下山的过程中，掘进巷道揭露了7 7 — 2 9 2号钻孔，因该钻

孔封闭不良，导通了第四系层中的砂砾含水层，钻孔突水量达 4 2 0

m

／ h，给矿井采掘生产造成了很大的损失。

1.6岩溶水水害

易溶性石灰石岩层或其它可溶性岩层溶蚀后会产生溶隙、溶道或溶洞，并为地下水所填，当井巷或工作面揭穿时则导致矿井充水，从而影响矿井的生产和安全。

2矿井水害防治工作的开展

从水文地质条件分析，前面所提的两个透水矿井与国内大水矿区相比并不算复杂，但事故伤亡人数之多令人震惊。从管理层面上讲，严格执行规程、规定，做实、做细、做好 日常防治水基础工作，大多数水患事故是可以避免的。因此，首先要充分认识做好煤矿水害防治工作的重要性和紧迫性，提高认识，加强领导，将水害防治监察管理工作摆在重要议事日程，有效遏制矿重特大水害事故的发生其次，要严格执行关于矿井配备水文地质技术员的数量要求，或者建立专业性强的矿山地质测量机构。长期以来，矿山勘察有勘察资质、地面测绘有测绘资质，唯有矿山地测工作没有资质认定。因此，从事矿山服务的矿山地质测量机构资质有待认证，规范工作范围与工作内容。应切实加强对矿山地质测量机构的管理，一是要做好矿山地质测量队伍的建设。各矿井均配有矿井地测机构，但因目前地质及水文地质专业技术人员奇缺，各矿井不可能按照要求配备足够数量的地质及水文地质专业技术人员。因此，集中利用有限的专业技术人员建立区域性的地测机构，有效利用人员、技术、设备等社会资源，达到人力资源共享、技术设备优势互补，达到效能最大化，将成为最佳的运行模式。因此，要按照矿山数量，合理部署社会地质测量机构，既要防止机构过少，难以完成工作任务，又要防止地质测量机构过多，导致恶性竞争。二是要严格对地质测量机构及其从业人员的管理，使地测机构树立服务意识、公正意识、诚信意识、危机意识。要通过地质测量工作，为矿山企业的矿井水害防治带来实实在在的效果。三是要加强矿山地质测量从业人员的业务培训。要采取多种培训措施，提高矿山地 质测量从业人员的业务水平，再次，还要建立核查机制和专家审查制度，通过建立可操作性强的实地核查和专家审查机制，来加强矿山水文地质工作的自检与互检，以确保矿山水文地质基础工作的可靠性，从而有效杜绝矿井水

害事故的发生。近期通过学习修编的 《 煤矿安全规程》 和 《 煤矿防治水规定》，认为矿井水害防治工作的开展应做到 ：

2.1认真做好地表防治水工作

矿井井口标高、地面建筑物的标高要高于历年最高洪水水位。矿区受山洪威胁时，在山坡上修挖防洪沟堵截山洪。对矿区地表塌陷区要堵塞、填平、压实。对漏水的沟渠、季节性河流要整铺河底 或改道。

2.2加强并下防治水工作

2.2.1查明矿井充水来源

做好矿井水文地质观测工作，查明矿井充水来源，对矿井和附近小窑采空区认真进行调查，掌握涌水通道。

(1)建立地下水动态观测系统，对地下水进行动态观测和水情水害分析。查清井巷主要补给水源、补给方式和途径。

(2)搞好矿井水 “ 防、堵、疏、排、截”综合治理工作。防是要合理留设各类防隔水煤柱并修建防隔水闸墙；堵是注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水通道；疏是探放老空水和对承压含水层进行疏水降压；排是完善矿井排水系统，排水管路、水泵、水仓和供电系统等必须配套；截是加强地表水的截流治理。

2.2.2 保护好防隔水煤(岩)柱

保护好防隔水煤(岩)柱，严禁在防隔水煤(岩)柱中进行采掘作业。防隔水煤(岩)柱的尺寸应根据地质构造、水文地质、煤层赋存条件、围岩性质、开采方法等因素，在矿井设计中予以规定。

2.2.3加强断层水、底板承压水的超前治理

巷道过导水断层、裂隙(带)等构造地带时，必须超前探水前进。如果含水丰富，应超前预注浆封堵加固。井筒工程穿过强含水层时，必须进行预注浆封堵加固。受底板承压水威胁的矿井，要进行疏水降压，保证安全开采；无法保证安全开采时，必须进行底板加固注浆。

2.3 建立完善的井下排水系统

矿井排水系统应按照 《 煤矿防治水规定 》的要求，配备与矿井涌水量相匹配的水仓、水泵、排水管路、配电设备等设施，确保矿井正常排水，并满足特殊情况下的排水需要。涌水量大的矿井或水文地质条件复杂的矿井，井底车场及井下中央泵房应设置防水闸门等防水工程。

2.4 加强矿井的雨季 “ 三防”工作

认真编制雨季 “ 三防”工作计划和实施方案，成立雨季 “ 三防”领导小组，组织抢险队伍，储备足够数量的抢险物资；雨季前，要对矿井排水设备和供电设施进行一次全面检修，清挖水仓、水沟和沉淀池。煤矿位于地表河流、山洪等附近，井口，工业广场要修筑堤坝、开挖沟渠，防止地表水倒灌矿井。地表水体、采空塌陷区等部位有漏水现象时，要对漏水的水体基底进行防漏加固处理。

2.5做好老空水的探放工作

老空水是煤矿的主要水害之一，必须高度重视老空水的探放工作。在探水前，分析查明老空水的空间位置、积水量和水压；探放水时，要撤出可能受水害威胁区域的所有人员；探放水孔必须打中老空水体，并要监测放水全过程，直到老空水放完为止。． 6 搞好防治矿井水害的培训教育工作

确保全体井下作业人员有较高的防治水安全意 识、掌握一定的常识，并具备必要的应对能力。． 7 加强水害应急救援工作

整合人力资源，在一个矿区配备齐全的探放水设备和专业队伍，完善水害应急预案，在各矿与物流中心储备足够数量的抢险物资和设备，确保抢险救灾时能够及时到位，并发挥最

大作用。

3矿井水灾事故原因分析及防治措施

3.1造成矿井水灾的原 因

造成矿井水灾的主要原因有以下几个方面：

(1)地面防洪措施不详(2)井筒位置设计不当(3)资料不清盲目施工(4)低劣施工质量；(5)乱采乱掘破坏煤柱(6)技术差错造成事故(7)麻痹大意强行违章；(8)水泵排水能力不足，不能及时排出突发涌水。

3.2矿井水灾的征兆

在煤矿建设和开采过程中，常会受到水的危害。煤层或岩层透水之前，一般都有以下一些征兆：

(1)煤层发潮、无光彩、发暗。煤层本来是干燥而光亮的。有水渗透就会发潮变暗。

(2)煤壁“ 挂汗”。积水透过微孔裂隙凝聚在煤壁表面而呈现水珠，象人流汗一样，称“ 挂汗”。

(3)煤层温度变冷。有了积水的煤层，人抚摸时会感到发冷，时间越长越冷。

(4)工作面发凉。因为散发在空气中的热，都被有水的煤层渐渐地吸收和传导出去了，所以人们进入工作面时，就感封发凉，时间越长越凉。

(5)煤层里有“ 吱吱” 的水叫声。因为大的水压能把水从裂缝中挤压出来，所以发出水叫声，人只要靠近煤壁一听，就可以听出这种声音。如果听到较大的水叫声、水吼声或空洞泄水声，这是积水流动时引起的，临近有透水危险的征兆。

(6)水的气味和颜色发生变化。如果水的酸性比较大，有涩味或臭鸡蛋味，呈红色，把水珠放在手指间摩擦有发滑的感觉，这是老空区透水的预兆。如果有甜味，是流沙层水和断层水。石灰岩溶洞透出的水往往呈黄、灰色，并有臭味。另外，巷道发生透水前，岩石裂缝中往往夹有淤泥，顶板出现淋水，压力明显增加，底板出现涌水。如果在掘进或采煤过程中突然出现了透水征兆，有透水危险，要采取果断措施，撤离人员，躲避到安全地点，并及时向有关部门汇报。防治水灾措施

矿井水灾的防治，必须从地面和井下两个方面采取措施。.1 地面防治水

为了防止或减少大气降水和地表水涌人工业场地，通过渗漏区或井口进人井下，必须认真做好防治水工作。地面防治水是预防矿井水灾的第一道防线，对于以大气降水和地表水为主要涌水水源的矿井来说尤为重要。要做好地面防治水工作，首先要掌握地表水的性质、特点及变化规律，其次要掌握本矿区的地形地貌及当地气候条件，要研究确定防治水措施及防排水工程。地面防治水有以下六种措施：

(1)排泄山洪、排放积水；

(2)疏干或迁移地表水源；

(3)加固河床堵渗漏，灌注浆液堵通道；

(4)充填、平整注地；

(5)在井口和工业场地上游的有利地形建筑水库，雨季前把水放到最低水位，以争取最大蓄洪量，减少降雨对矿井的威胁；

、(6)加强地面防水工程的检查。在雨季到来之前，对地面防水工程应做全面检查，发现

问题及时处理。此外，在雨季期间还应做好防洪宣传组织工作，充分发动群众，以便有领导、有组织、有计划地同洪水做斗争。

4.2 井下防治水

(1)查明水源和通道。为了查明水源和可能涌水的通道，应掌握以下情况： ①冲击层的组成及厚度，各分层的含水性及透水性； ②裂隙和断层的位置、错动距离、延伸长度、破碎带范围、含水情况和导水性能； ③含水层与隔水层的位置、数量、厚度，各含水的涌水量、透水情况及其与开采煤层的距离； ④老窑和现在正开采的小煤窑的位置分布、开采范围、开采深度和积水情况，废弃钻孔和处理情况等； ⑤开采过程中，围岩破坏及

地表塌陷情况，观测岩层垮落带、断裂带、沉降弯曲带的高度及其对涌水的影响。

(2)做好水文观测工作： ①收集当地气象、降水量和河流水文资料； ②查明地表水体的分布、水量的补 给、排泄条件： ③通过探水钻孔和水文观测孔，观测各种地下水源的水位、水压和水量变化，分析水质查明矿井水的来源及其补给关系； ④观测矿井涌水量及其季节性变化规律等。

(3)井下探水。坚持” 有疑必探，先探后掘” 的探放水原则。

(4)疏放水。疏放水就是在探明矿井水源之后根据水源的类型采取不同的疏放水方法，有计划、有准备地将威胁矿井安全的水源疏放干，它是防止矿井水灾最积极、最有效的措施。

(5)截水。在探到水源后，由于条件所限无法放水，或者虽能放水但不合理时，便利用防水墙、防水闸 门、防水煤柱或岩柱等设施，永久地或临时性地截住水源，将采掘区与水隔开，使局部地点涌水不至于威胁其它区域。

(6)注浆堵水。将专门制备的浆液(堵水材料)通过钻孔压入地层的裂隙、溶洞或断层碎带，使浆液扩散、凝固、硬化，达到充填堵塞涌水通道、隔离水源之目的。注浆堵水方法简便，效果较好，是防止矿井涌水行之有效的措施。煤矿水灾危害的严峻性

5.1 地表水和地下水的双重威胁

从地表水看，我国的一些煤矿，是在近海、江河、库区等水体下开采的，防治水技术要求很高。从地下水看，目前开采的华北石炭二叠纪煤田和南方晚二叠纪煤田，属喀斯特水文地质类型，溶洞突水隐患严重；黄淮平原的煤田则受到第四系冲积层的覆盖，地质构造复杂，含水层和富水层较多，容易产生断层突水。一些小煤矿乱采滥挖，既“捅漏”了原有的老空水，同时也制造了新的积水隐患，增添了防范突水事故的难度。

5.2 随着煤矿开发时间的延长，矿井开采深度的延伸，水害越来越严重，治理成本也在增加

目前国有重点煤矿每生产1吨煤炭，要排水5－6吨。一些百年老矿如焦作煤业集团，其所属矿井的经常性涌水量已经高达每小时2.4-3万立方米，每采1吨煤就要排水50－60立方米，每年仅排水费用就高达6000余万元，吨煤排水费达20～30元，占集团公司吨煤成本的20%左右；一些矿井吨煤排水费达57元，企业承受能力接近极限。众所周知，煤炭市场是有周期的，在市场供大于求、煤矿经济运行困难的情况下，防治水工作面临很大挑战。

5.3 自然环境的恶化，增添了煤矿防治水工作的变数

近年来受工业活动和人为因素的影响，全球气候急剧变化，洪涝、飓风、泥石流和干旱等自然灾害频繁发生。一些产煤地区久旱之后突降大雨，容易引起突发性水灾事故，猝不及防。近年来，山西、陕西、内蒙、甘肃一些煤矿发生水灾事故，就是因为平时干

旱少雨、缺乏防范水灾的意识和必要的措施，结果酿成灾害。

5.4 煤矿防治水人才奇缺

矿业高等教育萎缩，水位地质专业人才培养数量本来就很少，而且毕业后也不愿意到煤矿，防治水工作 “无人管、不会管、管不好”的情况严重。一般来说，水灾事故发生之前均有异常预兆，由于煤矿井下人员多为农民工、临时工，加上教育培训滞后，目前煤矿现场作业人员中，能够识辨这种预兆的越来越少。

6煤矿水害防治技术现状

煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。矿井充水三个条件即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度（涌水量）。

6.1 水文地质探查技术 6.1.1水文地质试验技术

水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础，以水文地质钻探、抽（放）水试验、底板岩石力学试验为主要手段，探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。

6.1.2地球物理勘探技术

（1）地震勘探：包括二维和三维地震勘探。主要应用于以下几个方面： 查明落差大于5米的断层；

查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱； 探测采空区和岩浆浸入体。

（2）瞬变电磁探测技术：是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况，老窑及其积水多少的主要手段。

（3）高密度高分辨率电阻率法探测技术：是地面及其地下洞体的首选方法。

（4）直流电法探测技术：属于全空间电流勘探，可在地面及井下使用。主要应用于以下几个方面：

巷道底板富水性探测；

底板隔水层厚度，原始导高探测；

掘进头和侧帮超前探测，导水构造探测； 潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。

（5）音频电穿透探测技术：一般应用于井下，主要探查：

采煤工作面内的底板下100米内的含水构造及其富水区域平面分布范围，并进行富水块段深度探测；

工作面顶板老窑、陷落柱、松散层孔隙内含水情况探测； 掘进巷道前方导水、含水构造探测。

（6）瑞利波探测：主要探测断层、陷落柱、岩浆岩侵入体等构造和地质异常区等，探测距离80-100米；

（7）钻孔雷达探测技术：通过钻孔探查岩体中的导水构造、富水带等；

（8）坑透：回采工作面形成后，使用坑透仪查明工作面内的构造发育情况。

6.1.3 地球化学勘探技术

主要通过水质化验、试验等方法，利用不同时间、不同含水层的水质差异，确定突水水源，评价含水层水文地质条件，确定各含水层之间的水力联系。

6.1.4 钻探技术

地面钻机、坑道钻机主要用于地面、井下探放水，探测构造及不良地质体（陷落柱、岩溶塌洞），以及水文地质勘察，注浆堵水成孔等。7 煤矿水害防治技术

矿井水害防治方法主要有以下几种：

地面防治水、井下探放水、疏干降压、注浆堵水、突水预测等，下面重点介绍地面防治水，井下探放水。

7.1 地面防治水

地面防治水是指在地面修建各种排水工程，防止和减少大气降水（洪水）和地表水涌入煤矿井下的技术和方法。

7.1.1搞好地面防洪调查工作

A、查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况和疏水能力；

B、查清有关水利工程情况，熟悉当地水库、水电站大堤、河道大堤及河道中障碍物等；

C、查清当地历年降水量和最高洪水位资料； D、查清疏水、防水和排水系统情况；

7.1.2井口和工业场地的设计

A、煤矿井口和工业场地内建筑物的高程必须高于当地历年最高洪水位；

B、在山区，煤矿井口和工业场地内建筑物必须避开可能发生泥石流、滑坡的地段； C、煤矿井口和工业场地内建筑物高程低于当地历年最高洪水位时，必须修筑堤坝、沟渠或采取其它防排水措施； 7.1.3地表水体治理

在地表水体治理上采取“疏”、“截”、“挡”、“堵”、“渡”、“排”等综合治理措施； A、疏—-是指用沟渠、管道等方法将地表水、大气降水疏通引出矿区以外； B、截---是指用修筑堤坝的方法将河水截断，使水流改道，从矿区外围流走； C、挡---是指用构筑建筑物的方法将洪水挡在煤矿井口和工业场地以外； D、堵---是指堵住漏水通道。

对地表的老窑、采空区的裂缝、塌陷坑等用砼等材料进行堵塞。

对使用中的钻孔，要安装孔口盖。对报废的钻孔要及时封孔，防止地表水流入井下。E、渡---是指经过积水区的水沟或水渠用流水渡槽或架空管道方法渡过；

F、排---是指将凹地形无法疏导的积水安装水泵进行排放，防止积水渗入井下；

7.1.4 严禁开采防隔水煤柱

根据《煤矿防治水规定》，矿井防隔水煤柱一经确定，不得随意变动，严禁破坏或开采。

7.1.5 加强雨季“三防”（防洪、防排水、防雷电）工作

煤矿企业要建立健全预防暴雨洪水引发煤矿透水事故的组织机构和工作机制。成立以矿长为组长的雨季“三防”领导小组，编制雨季“三防”工作计划，明确雨季“三防”任务和责任。按照《煤矿防治水规定》的要求进行雨季前的检查。

结束语

受地质条件和煤矿开采历史等客观因素的影响，我国煤矿水文地质条件极为复杂，无论是受水威胁的面积、类型，还是水害威胁的严重程度，都是世界罕见的。地表水、老空水、冲积层水、底板水等各种类型的水害样样俱全。各区域矿井均存在不同类型水害的威胁，其中：华北地区以老空水、底板奥灰水害为主；华东地区以冲积层水、底板岩溶水害为主；华南地区以地表水、老空水、溶洞水害为主；其它地区以老空水害为主。据有关资料，在国有重点煤矿中，水文地质条件属于复杂的矿井占27％，属于简单的矿井占34％。国有地方煤矿和乡镇煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂的矿井占8.5％。在大中型煤矿中有500多个工作面受水害威胁。随着煤矿采深的加大和大量小煤矿关闭后形成的积水，煤矿开采的水文地质条件越来越复杂，也使得水害治理难度越来越大。煤矿水害事故的频繁发生，给人民生命和国家财产造成了严重损失，煤矿水害已成为影响安全生产的重大问题之一，严重影响着煤炭企业的安全生产。通过对水灾

事故的诱发原因、透水征兆以及发生机理的研究分析，提 出一套地面和井下防治水措施，为煤矿持续、安全生产提供理论依据。防治矿井水灾不仅对于矿并本身安全及矿工的生命财产有重要的现实意义，而且对于国家资源的充分，开发、利用及矿区生态环境的保护，国民经济的可持续发展有着极其重要的意义。

参考文献

[ 1 ] 王省身 ．矿井灾害防治理论与技术[ M] ．北京： 煤炭工业出版社，1 9 9 0 ．

[ 2 ]

张学军 ．矿井水害治理实践与探讨[ J ] ．给水排水，2 0 0 5(2)．

[ 3 ] 王显政 ．煤矿安全新技术[ J ] ．北京： 煤炭工业出版社，2 0 0 6 ．

[ 4] 袁长青 ．矿井水患的防治[ M] ．煤炭技术，2 0 0 7(4)．

[ 5] 0 1 0年第6 期

《河北煤炭》

第二篇：采矿工程毕业论文

继续教育学院毕业设计（论文）

设计（论文）

题

目：

综采工作面大采高采煤方法的应用

姓名：姜 烘 亮

学 号：C93550109090037

专业：采矿工程

学习中心：潞安奥鹏

住址：山西省长治潞安集团王庄矿

电话：***

Email: jianghongliang0909@open.com.cn

日期：2011年9月16日

指导教师：姜元勇 继续教育学院毕业设计（论文）

摘 要

煤炭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中的比重分别占90％和80％以上，2004年煤炭所占的比例分别为75.6%和67.7%。

近年来，随着综采设备制造技术的飞速发展，综采设备走向重型化、强力化和自动化，使设备的可靠性得到保证，有力的推动了大采高综采技术的发展，带来了新一轮采煤技术的革命，目前在神东、晋城等矿区已率先在f=1.5-5的厚煤层中使用大采高综采设备，实现了国内工效最高，吨煤成本最低的成果，极大地提高了煤炭市场的竞争能力。

本文主要观点有：在煤炭企业生产中地质条件和煤炭赋存条件允许的情况下应该优先考虑使用大采高采煤方法。

关键词：大采高；综采技术； 继续教育学院毕业设计（论文）

目 录

摘要.................................................2 1.绪论...............................................5 1.1 研究的目的和意义...............................5 1.1.1研究目的...................................5 1.2.2研究意义...................................5 1.2 本文的框架结构.................................6 2煤炭工业发展现状及面临的主要挑战.........................7 2.1煤炭工业发展现状 ……...............................7 2.1.1改革开放以来煤炭工业取得显著成绩...............7 2.1.2行业主要特点..................................8 2.2、煤炭工业面临的主要挑战............................8 2.2.1资源保障问题...................................8 2.2.2煤矿生产能力与技术结构问题....................9 2.2.3行业结构与企业发展问题........................10 2.2.4煤矿安全与矿区环境治理问题...................11 2.2.5煤炭运输与燃煤污染问题.......................12 3.大采高技术发展现状…….................................13 3.1我国大采高技术的应用……..........................13 继续教育学院毕业设计（论文）

3.2高效综采的快速发展……............................14 4.综采工作面大采高采煤方法在潞安王庄矿的应用…….........16 4.1 王庄煤矿概况.....................................16 4.2 工作面巷道布臵及生产系统.........................18 4.2.1工作面位臵选择分析............................18 4.2.2工作面巷道布臵................................19 4.2.3 生产系统....................................22 4.3工作面设备选择....................................23 4.3.1 工作面设备选择..............................28 4.4 采煤方法及回采工艺...............................29 4.4.1采煤方法......................................30 4.4.2回采工艺......................................30 4.4.3工艺说明......................................30 4.5大采高自动化综放工作面取得的成就……...............31 4.5.1、工作面单产、工效再创新高…..................31 4.5.2、提高了采高，优化了采放比，提高了资源回收率…31 5.研究结论及建议.........................................33 参考文献……………………………………………………………………………………...34 继续教育学院毕业设计（论文）

1.绪 论

1.1 研究的目的和意义 1.1.1研究目的

为了研究大采高综采技术的可行性与必要性，详细地分析王庄矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东上湾、晋城寺河及赵庄等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综采设备开采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综采工作面采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在王庄矿使用是可行的，必将进一步加快王庄矿以减队减面，增产增效为主要内容的集约化发展步伐，推动王庄乃至潞安的采煤技术发展，促进安全高效矿井的建设。1.1.2研究意义

为了研究大采高综采技术在王庄矿现有生产条件下的可行性，王庄矿于2007年11月成立了由机电、生产、地质、通风、运输、自动化、计划及综采安装等科室、队组人员组成的调研小组，详细地分析王庄矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东上湾、晋城寺河及赵庄等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综采设备开采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综采工作面采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在王庄矿使用是可行的，必将进一步加快王庄矿以减队减面，增产增效为主要内容的集约化发继续教育学院毕业设计（论文）

展步伐，推动王庄乃至潞安的采煤技术发展，促进安全高效矿井的建设。在采煤机械化程度日益提高的今天，选用先进的采煤技术已成为保障煤矿企业安全高效生产的必由之路。1.2 本文的框架结构

本文一共分为五章，第一章是绪论，对全文内容进行提纲性的概括，起到总领的作用。第二章是概述煤炭工业发展现状及面临的主要挑战。第三章是大采高技术发展现状。第四章是综采工作面大采高采煤方法在潞安王庄矿的应用。第五章是研究结论与建议。继续教育学院毕业设计（论文）

2．煤炭工业发展现状及面临的主要挑战

2.1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中的比重分别占90％和80％以上，2004年煤炭所占的比例分别为75.6%和67.7%。2.1.1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。继续教育学院毕业设计（论文）

(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。2.1.2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。单一继续教育学院毕业设计（论文）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。2.2、煤炭工业面临的主要挑战 2.2.1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。2.2.2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，基本上是非继续教育学院毕业设计（论文）

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。2.2.3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继续教育学院毕业设计（论文）

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。

2.2.4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。继续教育学院毕业设计（论文）

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。2.2.5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。继续教育学院毕业设计（论文）3.大采高技术发展现状

3.1我国大采高技术的应用

我国国有重点煤矿厚煤层储量占44％，而厚煤层产量占45％以上，绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产条件下实现的。目前，我国重点煤矿厚煤层开采方法主要有综采放顶煤开采和大采高综采两种。放顶煤开采虽然已经在我国发展成为一种厚煤层高产高效采煤方法，广泛应用于5～15m厚煤层一次采全高，但仍有许多难以解决技术难题。对于4～6m的稳定厚煤层，大采高综采具有更好的技术经济优势，近十年来，以神东矿区为代表的现代化矿井建设，依靠得天独厚的厚煤层覆存条件和先进的管理模式，采用国际一流装备，进行4～6m一次采全高，不断刷新工作面高产高效纪录，工作面年产超过1000万t。晋城寺河煤矿采用国产大采高液压支架，成功实现6元6.5m一次采全高，月产突破80万t，创造了世界最大采高高产高效纪录 国外主要产煤国家厚煤层开采主要采用一次采全高长壁开采，美国、澳大利亚等发达国家家的煤矿普遍采用高效集约化生产，最大采高4．5m；南非和捷克最大采高达到6m液压支架向高工作阻力的两柱掩护式支架发展，支护工作阻力达6 000～12 000kN，支护高度3一6m，支架立柱缸径320～440mm，支架中心距1．75m和2．om，支架控制方式为环形供液及电液控制，支架的降、移、升循环时间小于10s，支架的寿命试验高达50 000次以上.继续教育学院毕业设计（论文）

3.2高效综采的快速发展

世纪之交的十多年间，以长壁高效综采为代表的煤炭井工开采技术取得前所未有的新进展。高效综采发展主要体现在以下三方面：一是综采工作面生产能力大幅度提高，采区范围不断扩大，出现了“一矿一面”年产数百万吨煤炭的高产高效和集约化生产模式；二是高效综采装备和开采工艺不断完善，推广使用范围不断扩大，中厚煤层开采、厚煤层一次采全高开采和薄煤层全自动化生产等技术和工艺取得巨大成功；三是高效综采装备的研制开发取得新的技术突破，年生产能力已经达到10 Mt，并实现了综采工作面生产过程自动化，大型综采矿井技术经济指标已经达到大型先进露天矿水平。鉴于我国煤炭为主的能源结构和当前煤炭需求快速增长，高效综采也将成为能源开发技术重要的竞争领域一次采全高工作面的循环进度主要考虑采煤机的截深，放顶煤开采工作面的循环进度.考虑采煤机截深和放煤步距。截深的确定首先是根据工作面整体生产能力进行考虑，综合机械化开采初期，工作面截深均选用o．6m标准截深，随着技术的进步，工作面装备能力的加大提供了采煤机足够的截割功率和输送机足够的输送能力，巷道支护技术的提高保证了大断面巷道的掘进和维护, 给工作面加大截深提供了有力的技术支持，近年来，高产高效矿井能够普遍采用0．8m和 1．om截深，有力保证了矿井生产能力的提高。

实际生产中，截深的确定首先考虑煤层地质条件的影响，其考虑因继续教育学院毕业设计（论文）

素包括：工作面顶板的破碎程度、工作面煤质(硬度、节理层理发育程度)、煤层的瓦斯含量等。其次要考虑工作面设备能力；截深的加大是伴随着采煤机截割功率的增加而实现的，同时对采煤机截齿、截割部受力、整体结构等因素有关，采煤机的能力增加一方面体现在截割功率的增加，另一方面体现在牵引速度的增加；同时截深的选取还应考虑支架的支护强度和 防护能力以及输送机的运输能力。采煤机截深不但要考虑传统的截割功率大小，而且对于综采放顶煤工作面还要考虑与放煤步距的协调统一。放顶煤工作面实践证明合理的放煤步距为1 m左右。即采煤机截深为0．6 m时采用两刀一放，采煤机截深为0．8m和1．0m时采用一刀一放。合理的放煤步距是提高回采率、降低含矸率的重要因素。放煤步距应该满足两个条件，一是与支架放煤口的纵向尺寸的水平投影一致，二是与采煤机截深成整数倍关系。

三、工作面生产能力工作面的生产能力与采煤机截深、牵引速度及设备开机率有关。国产综采工作面装备经过近十几年的发展，技术水平及可靠性得到了很大的提高，采煤机的牵引速度可以达到6～8m／min，综采工作面的开机率已经由50％左右提高到70％以上。继续教育学院毕业设计（论文）

4.综采工作面大采高采煤方法在潞安王庄矿的应用

王庄煤矿自1988年探索综放开采技术以来，经过近二十年的发展，这种对厚煤层的采煤技术日趋成熟,目前已经成为我国厚煤层的主要开采方法之一。但近年来，随着综采设备制造技术的飞速发展，综采设备走向重型化、强力化和自动化，使设备的可靠性得到保证，有力的推动了大采高综采技术的发展，带来了新一轮采煤技术的革命，目前在神东、晋城等矿区已率先在f=1.5-5的厚煤层中使用大采高综采设备，实现了国内工效最高，吨煤成本最低的成果，极大地提高了煤炭市场的竞争能力。

为了研究大采高综采技术在王庄矿现有生产条件下的可行性，王庄矿于2007年11月成立了由机电、生产、地质、通风、运输、自动化、计划及综采安装等科室、队组人员组成的调研小组，详细地分析王庄矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东上湾、晋城寺河及赵庄等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综采设备开采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综采工作面采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在王庄矿使用是可行的，必将进一步加快王庄矿以减队减面，增产增效为主要内容的集约化发展步伐，推动王庄乃至潞安的采煤技术发展，促进安全高效矿井的建设。4.1 王庄煤矿概况

王庄煤矿于1966年12月建成投产，原设计能力为90万吨/年，先后经过两次改扩建和多次系统环节改造，矿井集约化程度、综合生继续教育学院毕业设计（论文）

产能力和可持续发展能力大幅度提高，目前矿井安全生产许可能力达710万吨/年。王庄矿井田面积79.68Km2（包括后备区28Km2），开采深度由+880米至+350米标高.矿井开拓:矿井开拓方式为立、斜井综合开拓，现有+740和+630两个生产水平，上下水平通过暗斜井沟通。目前，正在准备+540水平的开拓延深。现有43、52、61、62四个生产盘区。

主提升运输系统:王庄矿有两套主提升运输系统，+740水平为立井箕斗(7.5t/斗)提升，+630水平为斜井胶带提升。主斜井胶带年提升能力为537万吨，主立井箕斗年提升能力为175万吨，通过主提升运输系统环节改造，沟通了两水平的主运输提升系统，实现了两水平提升能力互补，矿井综合提升能力超过710万吨/年。

辅助运输系统: 辅助运输为轨道运输,轨道轨距为900mm。斜井轨道提升方式为斜井串车提升。水平大巷均采用架线电机车牵引材料列车运送生产材料、设备等。采区车场及采区轨道，采用无极绳绞车与小绞车接力运输方式运送材料。工作面风、运巷轨道采用无极绳绞车与小绞车牵引运输方式。

地质概况：王庄煤矿现开采的3号煤层赋存于二叠系下统山西组地层的中下部，煤层厚度3.16～7.87m，平均厚度6.62m，硬度f=1-3,62、43采区稍硬，f=2-3，结构一般较简单，该煤层厚度变异系数Ｙ＝10.59％。其可采指数Ｋm＝１，属稳定煤层。3号煤层直接顶板为砂质泥岩、泥岩、局部为粉砂岩，厚0～ 10.75m。老顶为中继续教育学院毕业设计（论文）

粒砂岩、细粒砂岩，厚1.10～13.60m。裂隙发育，呈张开状，无充填物充填。煤层上覆岩性,从直接顶到老顶为软弱～坚硬型，坚硬～坚硬型。上部覆岩为软弱～坚硬相间平行复合结构。岩层倾角为3～11°。直接底板为炭质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，厚度0～5.33m。其下部为细粒砂岩和中粒砂岩。

现有储量：截止2007年12月末，王庄煤矿现开采的3号煤层储量/资源量为39584.4万吨，其中现生产水平+740及+630水平16237.1万吨，+540水平23347.3万吨。现生产水平工作面圈定储量为3121.5万吨，工作面可采储量为2809.4万吨。+540水平除去村庄及高速路压煤，河下压煤外，可供开采设计的储量为7404.6万吨。

综上所述，王庄矿在生产规模、地质条件和煤层储量等方面上具备应用大采高综采设备的能力和条件。4.2 工作面巷道布置及生产系统 4.2.1工作面位置选择分析

根据本次对神东上湾、晋城寺河及赵庄等矿大采高工作面现场调研情况，综合分析王庄矿各采区煤层赋存、矿压特征和生产条件，认为将大采高工作面布臵在6207较为合理： 1、6207所在的62采区为2006年新投入运行的采区，储量丰富，安排衔接容易；另一方面62采区进风6450m3/min，6207工作面回采时，风量也容易满足。2、6207工作面埋藏深度为260米左右，煤质为f=2-3，构造简单，继续教育学院毕业设计（论文）

与晋城寺河矿相似，同时根据相邻6205已采工作面的矿压资料分析，62采区的矿压显现不明显。3、6207工作面为下山回采，可以适当缓解大采高开采带来的煤墙片帮现象，有利于煤墙和顶板管理。4.2.2工作面巷道布置

（1）、工作面巷道布臵

6207工作面沿煤层倾斜方向布臵，俯斜开采。工作面切眼长度230m ,沿推进方向风、运巷长970m。6207工作面巷道布臵见图2—1。

6205采空区6207风巷风巷皮带/3#630用回6207运巷62下山62专专回

图2—1 6207工作面巷道布臵图

(2).巷道断面与支护形式

630轨道6207工作面巷继续教育学院毕业设计（论文）

巷道断面、支护形式及用途

6207工作面风、运两巷及开切眼均采用锚网支护，运巷主要用于运煤、进风及列电、皮带、转载机等设备布臵。风巷主要用于运料、回风。巷道断面确定 巷道宽度的确定 运巷

按我矿设备列车与带式输送机中间部分并列布臵，人行道与设备检修道合并考虑，所需的巷道净宽L应满足： L≥L1+K1+K2+K3+L2 L—巷道净宽；

L1—列电设备的最大宽度，m；取1.85m K1—列电至煤墙间隙，m；取0.3m K2—人行道及检修空间宽度，m；取0.7m即可满足要求 K3—皮带架至煤墙间隙，m；取0.5m L2—皮带架宽度，m；取1.95m 因此，L≥1.85+0.3+0.7+0.5+1.95=5.3m 继续教育学院毕业设计（论文）

运巷宽度确定为5.3m。

风巷

风巷为安装和回采期间运输巷道，为满足运输要求，对照寺河矿巷道设计选取风巷宽度为5.0m。

开切眼宽度的确定

按支架安装要求，开切眼宽度应满足： B≥（L2+w2）1/2+S+K B—切眼宽度，m L—支架的运输长度，m；取7.0m w—支架宽度，m；取2.0m S—安全间隙，m；取0.7m K—辅助支护的支柱所需空间，m；取0.4m 因此，B≥（72+22）1/2+0.7+0.4=8.38 m 综上所述，开切眼宽度可以取8.5m。巷道高度

大采高工作面端头架的支撑高度为3.0－5.5m，采煤机滚筒直径3.5 m，综合考虑，各巷的高度选为4.0m，开切眼选为3.8m。继续教育学院毕业设计（论文）

目前王庄矿使用的150掘进机可掘最大断面为5.5×4.8 m，可满足其要求，不需增加掘进设备。4.2.3 生产系统(1)、运煤系统

采煤机落煤 → 工作面刮板运输机→转载机→6207运巷皮带→630/3#皮带→630/2#皮带→630/1#皮带→61煤仓→630强皮→51煤仓→51强皮→主皮带煤仓→主皮带→地面。

运煤系统的瓶颈为630/3#皮带，带速4m/s,能力3000t/h，不重载起动是可行的，要上大采高设备对630/3#皮带进行扩容即可。(2)、辅助运输系统 运料：

材料副斜井→暗斜井→630大巷→62材料车场→630南轨→6207风运车场→ 6207工作面 运人：

副立井→暗斜井→630大巷→火药库通道→630/3#皮带→6207运巷→6207工作面(3)、通风系统 继续教育学院毕业设计（论文）

西进风井---630大巷火药库通道630/1#皮带630/2#皮带 —630/3#皮带---6207运巷---6207工作面---6207工作面风巷---62专用回风巷---62风井---地面

(4)、供电系统：6207工作面由62/1#变电所供电，62/1#变为双回路供电电源分别来自62总变I、II回路，地面电源为62风井35KV变电所，互为备用。(5)、通讯系统

在6207运巷机头和工作面转载机机头分别安设一部程控电话，用于井下及井下与井上的通话联系。

在6207工作面安设一套工作面通讯控制系统，用于工作面的通讯控制。

(6)、排水系统：6207风运巷低洼处通过水泵排至630/3#皮带2#水仓—62水仓——地面(7)、照明系统

运巷皮带机头、三岔口安装

127V隔爆日光灯，工作面每隔5架安装一盏隔爆灯。4.3工作面设备选择

4.3.1 工作面设备选择 继续教育学院毕业设计（论文）

根据对神东集团上湾煤矿、晋城煤业寺河煤矿和赵庄煤矿使用大采高支架及其配套设备情况，结合我矿煤层赋存特点、工作面矿压资料和运输条件，满足高产高效、经济、安全的要求的前提下，尽量考虑设备的可拆卸性，而且要达到采煤工艺简化、原煤回收率大幅提高、设备运行可靠之目的，王庄煤矿大采高工作面设备配套选型如下：

(1)、液压支架（郑煤集团 估价150万/架）

我矿煤层厚度平均为6.65米，如果考虑一次采全高，就我国目前支架生产现状来看，没有最适合我矿煤层厚度的架型，针对这一问题，我们与郑煤集团进行了深入交流，通过联合开发，可以设计出适合我矿地质条件的采高在6.8米的液压支架，设计制造周期估计在8-10个月，估价150万/架。

大采高液压支架主要技术特征 架 型 两柱掩护式 底座宽度 约1880mm 支护高度 3.0-6.8m 最低支护强度：大于1.1MPa平均对地比压：2.48-2.74Mpa 工作阻力 约15000kN 推移步距 1000mm(2)、采煤机（西安煤机厂，1200万/台）继续教育学院毕业设计（论文）

目前情况下，德国艾可夫生产的采煤机最大采高为6.3米，美国久益公司生产的采煤机最大采高为6.5米，均不适应我矿煤层条件，根据我矿多年使用西安煤机厂生产的采煤机经验，对此厂生产的采煤机质量和使用情况均比较满意，因此我们选西安煤机厂生产的MG900/2210-GWD型采煤机。

MG900/2210-GWD型采煤机主要技术特征 采高：3.5-6.8m 生产能力：5500t/h 滚筒直径：3500mm 截深：1000mm 截割功率：2×900KW 牵引功率：2×110KW 最大牵引力：1000KN 最大牵引速度：23m/min 破碎机功率：150KW 泵电机：40KW 装机总功率：2210KW MG900/2210-GWD型采煤机主要结构特点

MG900/2210-GWD型交流电牵引采煤机是一种多电机驱动，电机横向布臵，交流变频调速无链双驱动重型超大功率电牵引采煤机。总装机功率2210KW，并配有破碎装臵，机面高度2710mm，适合用于采高3.525 继续教育学院毕业设计（论文）

米—6.8米，煤层倾角≤15°，可以截割坚硬煤层并可以强行通过矸石断层。

(3)、刮板输送机（山西煤矿机械制造有限公司，1600万/部）为与MG900/2210-GWD型采煤机配套，我们选用SGZ1200/2×700型刮板输送机

SGZ1200/2×700型刮板输送机主要技术特征 输送能力：2200t/h 链 速：1.31m/s 功 率：2×700/3.3KV 联轴节形式：限矩摩擦离合器 溜槽内宽：1200mm 链条规格：φ42×146mm SGZ1200/2×700型刮板输送机主要结构特点

1）采用高强度合金钢制造，并经淬火处理的锻造刮板。2）紧凑型行星齿轮传动减速器，可满足任何工作面配套设计要求。

3）具有伸缩功能的输送机机尾，可保证刮板链在适度张紧的状态下工作。

4）输送机配臵液压马达低速传动装臵，可用于刮板链的紧链操作。

(4)、顺槽其他配套设备 继续教育学院毕业设计（论文）

转载机（山西煤矿机械制造有限公司，260万/部）选用SZZ1200/400型中双链转载机，其技术参数如下： 设计长度：60m 输送能力：2500t/h 链 速：1.56m/s 驱动功率：400KW/3.3KV 溜槽内宽：1200mm 链条直径：φ38×137mm 破碎机（山西煤矿机械制造有限公司，40万/台）选用PCM315型破碎机，其技术参数如下： 破碎能力：2500t/h 驱动功率：315KW/3.3KV 入料粒度：1200×800mm 出料粒度：不大于300mm 联轴节形式：液力偶合器

自移装臵（山西煤矿机械制造有限公司，75万/套）

选用ZY2700皮带机自移机尾，如果我矿运输条件不能满足皮带机自移机尾的运输，我矿将不采用皮带机自移机尾，其技术参数如下：

自移最大推力：2×910KN 行程：2700mm 适应皮带机宽度：1400mm 继续教育学院毕业设计（论文）

主要结构特点：配臵ZY2700皮带机自移机尾可实现工作面回采期间皮带机机尾的前移和皮带运行姿态的调整，可实现工作面不间断连续生产，机尾滚筒采用螺旋滚筒，可以实现自行清煤。

皮带机（西北二厂，1500万/部）

考虑到我矿现主运输运输能力，选用SSJ140/3×400型顺槽皮带机，其技术参数如下：

运输能力：Q＝2500-3000t/h 带宽：B=1400mm 额定带速：V=3.5-4m/s 胶带型号：PVC阻燃整芯带，带强1800S 电机功率：3×400KW 减速装臵：CST 乳化液泵站（无锡煤矿机械厂，45万/套）选用BRW—400/31.5型乳化液泵站，配臵4泵2箱。4.3.2供电设计

(1)、工作面总的装机容量为：

采煤机2210KW、刮板输送机1400KW、转载机400KW、破碎机315KW、乳化液泵站4*250KW、喷雾泵2*45KW，皮带机3*400KW，风运巷低压34KW，涨紧装臵55KW，卷带装臵45KW。

(2)、根据工作面的设备配臵情况：（1268万）继续教育学院毕业设计（论文）

配臵三台4000KVA负荷中心，两用一备，负荷中心出线为：3.3KV电压五路出线，1.14KV电压五路出线，127V电压出线两路。2#负荷中心出线为：3.3KV电压出线五路出线，1.14KV电压出线四路出线，0.69KV电压两路出线，127V电压两路出线。

皮带机配备一台1600KVA移变,风运巷低压配500KVA移变一台 报价：4000KVA负荷中心3台1185万，1600KVA移变1台65万，500KVA移变1台18万，总计1268万。

(3)、电缆截面的选用：

负荷中心电源电缆用150MM2/6KV高压橡套电缆，采煤机电缆用150MM2/3.3KV，破碳器电缆用50MM2/3.3KV，转载机电缆用50MM2/3.3KV，输送机电缆用70MM2/3.3KV，乳化液泵电缆用50MM2/1.14KV，喷雾泵电缆用25MM2/0.69KV。低压电缆用70MM2。

(4)、所需电缆及接线盒：（1140.87万）

6KV接线盒40个13万，3.3KV进口快速插头10个30万，1.14KV接线盒10个0.62万，0.69KV接线盒30个0.6万。总计44.22万。

6KV高压/150MM2电缆6500米442万，3.3KV/50MM2电缆1500米48.75万，3.3KV/70MM2电缆1000米43.5万，1.14KV/50MM2电缆1000米21万，0.69KV/70MM2电缆4500米127.8万，机组电缆3.3KV/150MM2电缆1000米360.6万，1.14KV/120MM2电缆1000米53万，总计1096.65万。

4.4 采煤方法及回采工艺 继续教育学院毕业设计（论文）

4.4.1采煤方法：

本工作面采用走向长壁大采高自然冒落后退式综合机械化采煤方法。4.4.2回采工艺

1、进刀方式

本工作面采用端部割三角煤斜切进刀。

2、推溜、移架方式

本工作面推溜、移架全部为邻架（或成组）电液控操作。4.4.3工艺说明 ①割煤、装煤、运煤

本工作面采用电牵引双滚筒采煤机。采高6.5-6.6米,截深1米，正常割煤时，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤。采煤机滚筒旋转时，煤被滚筒上的截齿破碎下来，并由螺旋叶片装入大溜，少量煤在推大溜时被铲煤板装入大溜内，极少量散落在支架与大溜间的浮煤，由人工装入大溜内。②移架

本工作面采用电液控制支架，可实现三种移架方式：（1）双向邻架自动顺序移架；（2）成组顺序移架；（3）手动移架； ③推溜

本工作面所用支架可实现三种推溜方式： 继续教育学院毕业设计（论文）

（1）双向邻架推溜；（2）双向成组推溜；（3）手动推溜；

推溜滞后采煤机后滚筒15m进行。④运煤

工作面机组割下的煤由大溜运至端头卸载，经转载机、由皮带运出。4.5大采高自动化综放工作面取得的成就 4.5.1、工作面单产、工效再创新高

6207工作面创造日产33186吨、工作面工效最高502吨/工的新记录，大大提高了劳动生产效率。工作面作业人员由36人减至21人，大大减少了作业人数，提高了生产效率。

4.5.2、提高了采高，优化了采放比，提高了资源回收率

工作面采高由3m提高到了3.8m，将采放比由1：1.2调整为1：0.80，并将综放工作面通风断面增大到16m2，从而可有效的稀释了工作面瓦斯浓度，工作面回收率达92.1％，大大提高了资源回收率。4.5.3、支架采用电液控制系统，优化了生产作业程序，减轻了劳动强度，改善了作业环境

通过支架控制器按键可以进行临架单动作操作，如临架收缩护帮板、升降前后柱等动作；也可实现临架单架自动控制和成组操作，如临架自动移架、临架自动放煤等动作，临架成组自动移架、成组收护

继续教育学院毕业设计（论文）

帮板、成组推前溜、成组拉后溜等成组动作。作业人员站在进风侧用控制器按键操作支架，移架下落的煤尘不会落在操作区域，降低了劳动强度并改善了作业环境。

继续教育学院毕业设计（论文）

5.研究结论及建议

本文在大量检索并阅读有关参考文献的基础上，对综采工作面大采高采煤方法在煤炭企业生产中的应用进行了深入的分析和研究，取得了一些有益的研究结果结论。

中国煤炭工业发展爽飞猛进，高产取得了举世瞩目的依靠科技进步，实现高效集约化开采是高产高效矿井建设高效矿井的普遍模式． 综采工作面大采高采煤方法在煤炭生产中的应用会越来越成熟，越来越重要。

总之，在煤炭企业生产中,煤层厚度3～8m稳定煤层,结构一般较简单,允许的情况下应该优先考虑使用大采高采煤方法。

继续教育学院毕业设计（论文）

参考文献

[1] 张荣立 何国维 《采矿工程设计手册》 煤炭工业出版社 2003年5月

[2]煤炭工业部.煤炭工业矿井设计规范.北京:中国设计出版社.1999

[3]徐永昕.煤矿开采学.徐州:中国矿业大学出版社.2001 [4]吴志羲.煤矿矿井开采设计手册.北京:煤炭工业出版社.2003

第三篇：采矿工程毕业论文

采矿工程本科毕业论文

题 目: ___________________

专 业: ___________________

姓 名: ___________________

日期：

摘要

随着社会不断的发展和进步，我们人类跨入21世纪之后，信息技术已经被应用到了多个领域之中，以高科技为科学发展观已经成为了社会发展的重要方向，以此同时，资源和环境问题已经成为了世界性所有面临和解决的问题，煤矿开采行业，是非常传统的重工业，为了能够适应社会发展，实现新世纪的发展目标和要求，这些就成为了我们煤矿工作者需要关注和重视的问题了，在煤矿开采中，其最重要的核心技术就是煤矿开采技术，为此，为了能够提高其开采的效率和开采过程中的安全性，我们必须对其煤矿开采技术进行不断的完善和创新，本文就通过从煤矿开采技术的发展以及在煤矿开采过程中存在的问题，进行了简单的阐述和分析，希望能够在论述过程中，对煤矿开采技术的发展以及解决存在的问题提供可行性思路。分析了当前煤矿开采中开采技术的重要性，探讨矿井开采的关键技术问题以及对矿井开采技术的发展方向进行了展望。

关键词: 煤矿开采技术；发展方向；存在问题；分析应用

ABSTRACT

With the continuous development and progress of society , then we humans enter the 21st century, information technology has been applied to many areas being in the high-tech scientific concept of development has become an important direction of social development , thus the same time, resources and has become a worldwide environmental problem facing all the problems and solutions , the coal mining industry is very traditional heavy industry , in order to be able to adapt to social development , to achieve a new century of development objectives and requirements , which became mine workers we need to focus on and the importance of the problem, in the coal mining , its most important core technology is coal mining technology , therefore , in order to improve the efficiency of its mining and extraction processes of security, we must keep to its coal mining technology improvement and innovation , this article through from coal mining technology and development issues in the coal mining process exists for a simple exposition and analysis, hopes to discuss the process of the development of coal mining technology and problem-solving existing offer the feasibility of the idea.Analyzes the importance of

coal mining in the current mining technology to explore underground mining of key technical issues and the direction of development of underground mining techniques were discussed.Keywords:Coal Development direction；Problems；

mining technologyAnalysis ；

目录

1.前言.....................................................................2.我国煤

矿

开

采

技

术

发

展

现状...................................................2.1 煤炭工业呈现多层次的生产技术结构.....................................2.2 煤矿

开

采

技

术

取

得

重

大

进展.............................................2.2.1综采放顶煤技术.................................................2.2.2引进大功率综采设备日产万吨以上.................................2.2.3大采高综采技术.................................................2.3 煤矿井工开采技术面临的主要问题.......................................2.3.1深井开采技术...................................................2.3.2“三下”采煤....................................................2.3.3困难条件下综采放顶煤技术.......................................2.3.4缓倾斜薄煤层单一长壁综采技术...................................2.3.5乡镇煤矿开采技术水平低

.........................................3.开采技术发展的方向.........................................................3.1 采煤方法和工艺.......................................................3.2深矿井开采技术...................................................3.3优化巷道布里，减少矸石排放的开采技术.................................3.5 矿山压力控制.........................................................3.6煤炭地下气化技术.....................................................3.7小煤矿技术改造和机械化开采技术.......................................4.结论.....................................................................致

谢......................................................................参考文献....................................................................1.前言

煤矿开采方法及技术对煤矿的安全生产、采煤设备能力的发挥、生产成本、经济效益具有十分重要的作用。一个煤矿的生产经营状况，除了自然地质条件和管理水平外，主要取决于开采方法的先进性和适应性。我国从炮采-普通机械化采煤-高档普采-综合机械化采煤-综采放顶煤-强力综采技术的发展，使采煤工作面的年单产由几万吨、几十万吨、几百万吨到上千万吨。事实充分证明了煤矿开采技术的发展对煤矿产量、经济效益的重要作用。同时，煤矿开采是一个传统的工业，高新技术的含量较低，如何适应科学技术的发展，在竞争中求生存与发展，煤矿的开采技术正是其核心问题。

因此，从战略上确定好开采技术的创新方向，从战术上搞好开采技术创新，对煤炭工业的持续健康发展具有重要意义。

2.我国煤矿开采技术发展现状

2.1 煤炭工业呈现多层次的生产技术结构

我国煤矿按所有制分为国有重点煤矿、地方国有煤矿和

乡镇煤矿。这3类煤矿分别处于机械化、半机械化和基本为手工劳动的生产技术水平。在2001年全国煤炭产量中，5916%来自原国有重点煤矿，21%来自地方国有煤矿，1914%来自乡镇集体煤矿。2000年国有重点煤矿采煤机械化和综合机械化程度分别达到74143%和56173%，掘进装载机械化和综掘程度分别达到73129%和12181%。

我国煤矿的开采方法既有世界先进水平的综合机械化高产高效矿井，又有原始落后的人工开采方法。如神华集团大柳塔煤矿在2000年实现“一井一面”生产原煤920158万吨的基础上，2001年计划生产原煤1000万吨，3月份月产创100158万吨，综采工作面月产90107万吨的好成绩。而我国的乡镇、个体小煤矿井型规模小，平均年产量不到1万吨，资源回收率一般只有10%~15%；伤亡事故多，1988~1997年10年间，小煤矿死亡人数占全国煤矿死亡总人数的7312%，死亡率高达1017人/Mt；开采方法落后，生产效率低。

多层次的煤炭生产结构决定了煤炭工业生产技术结构的多层次化，而且这种多层次的生产技术结构将会持续相当的时间。保障安全生产、减少手工作业和笨重体力劳动是数万个乡镇集体煤矿急需解决的问题，集约化成为大型企业的发展方向。

2.2 煤矿开采技术取得重大进展

经过“七五”、“八五”、“九五”科技攻关，我国在综合机械化放顶煤、坚硬顶板条件下的长壁综采、大 采高综采技术及工艺方面均取得重大进展。

2.2.1综采放顶煤技术

20世纪80年代初我国开始试验，90年代以来，有了很大发展，出现了兖州、潞安、阳泉等以放顶煤开采为主的大型高产高效矿区。对较好条件下的综放成套装备进行了完善提高，采用900kW电牵引采煤机，设计了低位大插板新型支架，开发应用快速移架系统，并采取加大采煤机截深、加大后部输送机溜槽宽度等措施，取得了很大成功。综放队创年产510万t的好成绩，达到世界先进水平。

我国研制出近20种放顶煤液压支架，并对放顶煤工作面矿压显现规律、顶煤破碎规律、顶煤冒放性、支架-围岩关系进行了深入的研究，对安全、高效生产起到了重要指导作用。我国在放顶煤支架架型、结构功能、参数、理论研究及使用效果方面居国际领先水平。综放生产工艺技术研究取得了实质进展，初步解决了有夹矸、顶煤硬等特殊情况下的综放技术难题，进一步提高了回收率。

1996~2000年兖州集团公司与煤炭科学研究总院开采所等科研机构和厂家合作完成的煤炭行业“九五”重点科技攻关项目“缓倾斜特厚煤层高产高效综放开采成套技术与

装备研究”，围绕综放开采成套装备与工艺、综合降尘技术、综合防灭火技术和提高回采率相关技术等4个专题15个子专题，联合攻关，项目总体技术达到了国际领先水平，初步形成了具有自主知识产权的综采放顶煤核心技术，并逐步实现了主要综采设备的国产化，极大地提高了矿井的集中生产能力和经济效益，基本实现了“一矿一面”或“一矿两面”的高产高效生产格局。2000年，兖矿综采队全部达到300万吨以上水平，其中2个综采队单产突破500万吨，最高达到512161万吨；原煤生产效率达到141787t/工，是1990年的8185倍。目前，兖矿又与开采所等单位合作，开展了国家技术创新项目/年产600万t综放工作面设备配套与技术研究0及/高效集约化综放开采技术及关键装备0的研究与实施工作，项目完成后可基本实现集采煤、放煤、运输等生产环节的智能化、自动化，对主要生产设备工况进行实时在线监测，工作面单产水平已达600万t以上，可在全国率先实现准无人综放采煤工作面。

2.2.2引进大功率综采设备日产万吨以上

我国神华集团神东公司在全国煤炭行业率先全套引进国外先进技术和装备，实现了采掘工作面生产集中化，主要运输系统胶带化，辅助运输无轨胶轮化的机械化作业方式。神东矿区一般都采用条带式开采，工作面长度为

225~245m，推进长度为2500~5000m，装备美国JOY公司生产的6LS-5型直流电牵引双滚筒采煤机，总装机功率为1600kW，采高212~510m，牵引速度为0~15m/s，生产能力在2000~2800t/h；液压支架选用美国JOY公司和德国DBT公司生产的JOY8670-214/510和DBT7640-212/415液压支架；三泵一箱乳化液泵站每台供液流量达到270L/min；大功率的JOY和DBT刮板输送机、转载机和破碎机采用集中控制联动操作，总功率达2030kW，过煤能力为21500t/h；顺槽胶带机选用美国公司和澳大利亚公司的B1400-3*375-410型胶带输送机，带速为4m/s；采区供电采用采区钻孔，移动箱式变电所，10kV电压通过钻孔直接供到工作面顺槽移动变电所。除胶带输送机以外综采工作面其它设备的总重量约6000t，总装机功率4500kW。这些先进的大功率重型机械化设备，为实现高产高效矿井建设提供了可靠保障。

综采设备自动化控制的实现，为减人增效提供了广阔空间。一个生产班的员工数由上百人、几十人减 到6~8名，班产原煤在1万t左右，日开机时间一般在83%左右，日产原煤在213万t以上，创出全国第一、世界一流水平。

国产装备日产7000t高产高效综采在综采工作面电压不升级(1140V)的情况下，我国已研制出日产7000t综采成套设备，并在铁法矿务局晓南矿成功应用，最高日产达9206

万t。实际生产表明，若全矿运输系统配套完善后，具有日产万吨的潜力。

2.2.3大采高综采技术

以邢台矿业集团东庞矿415~5m厚煤层一次采全高综采设备及工艺项目的成功为标志，我国引进德国和采用国产液压支架，分别在开滦范各庄矿、林南苍矿和邢台东庞矿取得了明显成效。邢台矿业集团东庞矿一次采全厚长壁综采，单产与工效比同一煤层条件下的分层综采分别高出1118~2162和0158~112倍，1995年最高月产24万t/月，1996年产量达220万吨。

2.2.4“两硬”条件下综采和综放技术

1979年，由北京开采所等单位与大同矿务局协同开展的坚硬顶板条件下的综合机械化采煤课题，通过对顶板进行高压注水软化压裂、强制放顶、强力支架相结合的综合顶板控制技术，有效地软化了顶板，减少了来压强度，实现了厚层砂岩坚硬顶板条件下的高产高效矿井综合机械化采煤，解决了顶板的安全隐患，解放了下部煤层，提高了生产效率和资源回收率。

“八五”期间，通过引进关键设备结合自主开发，开展了“大同两硬条件万吨级双高工作面研究”和“大同两

硬条件115m厚煤层七千吨级双高工作面研究”，引进日本MCLE600-DR102102型和美国4LS大功率电牵引采煤机，英国LX(2A)2000-100型和LX(3B)1500-830型工作面输送机；与煤炭科学研究总院太原分院合作研制的ZZS6000/17/37和ZZ5200/11/18型液压支架，与上海分院合作研制的SSJ1200/3@200M和SSJ1200/3@250型胶带机，在两个试验工作面日产分别达到12537t和7000t。“九五”攻关项目“两硬厚煤层综放开采关键技术与装备研究”，通过对顶煤弱化、顶板控制、特种低位放顶煤支架与总体配套，以及放煤工艺等方面的攻关，在忻州窑矿11-12合并煤层的8909、8911两个工作面试验成功，工作面平均煤厚7106m，采高218m，放煤厚412m，顶煤回收率76%，工作面回采率8216%，最高月产121 368t，提高单产近2倍，成本降低5.5元/t。

2.3 煤矿井工开采技术面临的主要问题

2.3.1深井开采技术

据统计，国有重点煤矿平均采深年增加9m，采深大于700m的矿井有50多处，最深矿井已超过1000m；最终采深超过800m的矿井有171处，总设计能力16221万t/a，预计煤炭资源总量的53%埋深大于1000m。由于深井开采采掘工作面的围岩应力场、温度场等与浅部开采有很大变化，浅部开采理论已不完全适用。

2.3.2“三下”采煤

“三下”压煤是制约我国许多煤矿发展的重要问题。据不完全统计，我国仅统配煤矿“三下”压煤量就达13719亿吨，其中建筑物下压煤量占60%左右。在人口密集、工业发达的8个省建筑物下压煤达6417亿吨，占全国“三下”压煤量的近一半。如大屯煤电公司截止2000年年底，可采储量合计6163818万t，“三下”压煤及其它非经济可采储量为4286118万吨，占可采储量的69%。随着我国经济发展对煤炭需求的增加，解决/三下0压煤呆滞储量的开采技术已成为亟待解决的问题。

2.3.3困难条件下综采放顶煤技术

随着综采放顶煤开采技术的发展，以平朔矿区、陕西矿区、灵武矿区等埋藏较浅(H<200m)，煤层厚(h>7m)，煤质硬(f>310)，顶板硬(f>10)的一类煤层的综放开采问题日益突出，这类地质条件下的煤层综放开采存在如下技术难题：

(1)埋藏浅(H<200m)，地压小，使顶煤变形破坏的支承压力小，煤质硬，顶煤冒放性差。

(2)顶板厚、强度大，难以随工作面的推进及时冒落，影响顶煤回收率，同时，如果顶板控制不好，顶板突然垮落将对支架产生冲击，威胁工作面的安全。

(3)煤层厚，煤质硬，煤层破断角小且滞后垮落，冒落的煤块大，难以放出，对顶煤回收率影响很大。

2.3.4缓倾斜薄煤层单一长壁综采技术

我国77个重点矿务局的424个矿井赋存765个薄煤层，占可采总储量的19%。但从薄煤层中采出的煤量逐年下降，1996年仅占7132%，并有进一步下降的趋势。薄煤层开采机械化程度低，采高小，工作条件差，设备移动维修困难；存在投入多，产出少的问题。

2.3.5乡镇煤矿开采技术水平低

乡镇煤矿开采工艺落后，安全生产条件差，资源回收率低，也是需要解决的问题。

3.开采技术发展的方向

在当今科技经济发展的新形势下，煤炭开采技术的研究必须面向国内国外两个市场、面向经济建设主战场，立足于煤炭开采技术的前沿，立足于中国煤炭发展战略所必要的技术储备，立足于煤炭工业中长期发展战略所必须的关键技术的攻关，立足于煤炭工业工程实际问题的解决，重点从事中长期研究开发和技术储备，跟踪产业科技前沿，开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术，占领技术制高点。

3.1 采煤方法和工艺

采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题和中心。采煤工艺的发展将带动煤矿开采各环节的变革，现代采煤工艺正在向高产、高效、高安全性和高可靠性方向发展，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合。研制和使用强力、高效、可靠、耐用及智能化的采煤设备及监控系统，改进和完善采煤工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展，改进多层次、多样化的采煤工艺，通过科学总结实践经验，建立我国系统的采煤工艺理论。

3.2深矿井开采技术

随着社会对煤炭需求量的日益增加，开采能力不断提高，开采深度不断增加是煤矿开采技术发展的必然趋势。我国采矿工作者一般把采深等于及大于800m的矿井称深井。深部矿井开采是我国煤矿开采面临的重大技术课题之一。深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击矿压防

治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等。

3.3优化巷道布里，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置，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置及工艺技术评价体系，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。重点研究高产高效矿井开拓部署与巷道布置系统的优化，简化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率； 多开煤巷，减少出矸率； 研究矸石在井下直接处理，作为充填材料的技术。

3.4三下采煤技术

提高数值模拟计算和相似材料模拟等技术的水平,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的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化等关键技术。

3.5 矿山压力控制

寻求矿山压力控制实际问题的完好解决与科学解答仍是采矿学科的基本任务。对于性质不同、类型繁多的矿山压力显现与控制问题，通过研制和改进测试仪器、完善监测手段、掌握不同条件下的矿山压力显现规律，并据此研究、改进控制的手段和方法，采取恰当的技术与安全措施，实现矿山压力的适时有效控制。因此我们需要继续研究的问题有:(1)进一步完善来场围岩控制理论；

(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拉制技术；

(3)放顶煤开采岩层和支架—围岩相互作用机理；(4)支护质量与顶板动态监测技术；(5)冲击矿压的预测和防治；(6)研究开发新型的支护设备。

3.6煤炭地下气化技术

煤炭地下气化是实现高效安全开采的一项新工艺，属于一种特殊的采煤方法，它集建井、采煤、气化。种工艺为一体，取消了庞大笨重的井下采煤设备和地面气化设备，变传统的物理采煤为化学采煤，是多学科开发洁净能源和化 工原料的高新技术。它克服了现有井工采煤的安全问题等弊

端，也趁免了传统采煤和地面气化过程中的废气、废水、废渣等的污染，其关键技术是实现气化生产的连续、稳定(煤气量、煤气成份、煤气热值的稳定)和充分就地监测、控制。

3.7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。

4.结 论

综上所述，从上述过程中，笔者认为当今煤矿开采技术的发展主要方向应该是围绕高科技技术应用和保护环境两个方面，一定要坚持可持续发展的路线，来进行的煤矿开采技术的应用，在这一过程中，主要还是需要我们相关的煤矿工作者在实践工作中不断的完善和创新方法，为煤矿开采技术的创新多提宝贵意见，为煤矿事业发展做出贡献，在浅谈煤矿开采技术的发展和存在的问题过程中，可能还存在很多不足的地方，希望可以得到广大煤矿开采工作者的广泛意见，通过相关的建议，虚心接受和思考，来不断完善自身不足之处，争取为煤矿开采技术的发展做出更多贡献。应用现代科学理论新方法与高新技术，研究解决采矿问题，探求采矿规律； 采矿科学与其它科学(计算机科学、材料科学等)的相互结合，丰富和扩展了煤矿开采技术，是当今煤矿开采技术的发展方向。

致 谢

本论文在导师的悉心指导下完成的。本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心的指导下完成的，倾注了导师的大量心血，在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心的指导下，问题都得以顺利解决，在此，我向我的导师表达我由衷的敬意，谢谢导师在这段时间给我无微不至的关心和爱护。在毕业论文设计这段时间里，导师的渊 博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，而且平易近人的人格魅力对本人都产生了深远的影响，而且，在这期间对于基本研究方向的把握，资料的搜集，期刊论文的学习等方面都对我有很大的帮助，对我今后的学习和工作都产生了深远的影响，为我今后前进指明了方向，在此我再次感谢导师在这段时间对我的帮助。

参考文献

[1]杨晋渊.世纪初煤矿开采技术的发展及对策［J].山西焦煤科技，2001,21(2).[2]李全生.我国井工煤矿开采技术现状和成展展望［J].煤矿开采，2002,7(3).[3]曹胜根，缪协兴.超长综放工作面采场矿山压力控制［J].煤炭学报，2001,26(6).[4]魏同,张先尘,王玉浚.中国煤炭开发战略研究[M].太原:山西科学技术出版社, 19951.[5]钱鸣高,何富连,李全生,等.综采工作面矿压显现与支护质量监控[J].煤炭学报, 1995,(7): 48-511.[6]中国经济导报社,北京中经通投资咨询有限责任公司.中国煤炭产业国际化发展战略研讨报告[R]120011.[7]魏学贵.现代采煤工艺探析[J].中国集体经济（下半月），2007（5）.[8]高家礼.浅析小煤矿采煤方法[J].价值工程，2011（8）.[9]付崇禹，高海涛.生产矿井采煤方法选择及影响因素分析[J].知识经济，2008（1）.[10]郑炎荣.关于采煤方法的选择及应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011(5).[11]王相怀.井下采煤生产技术及采煤方法的选择[J].中

国高新技术企业，2011(4).

第四篇：采矿工程毕业论文瓦斯防治论文

浅谈煤矿瓦斯安全与利用前景

摘 要：瓦斯作为煤矿的五大灾害之一，每年造成的伤亡占到事故人数的80%，而瓦斯又是一种清洁能源 面对当前国际能源形势，从安全 节能和环保角度出发，本文就当前煤矿瓦斯的危害 利用及发展前景做了浅要论述，希望在治理煤矿瓦斯的同时，加大瓦斯的抽采和利用，实现资源的可持续 绿色 环保的整体发展。关键词：煤矿瓦斯；安全；治理；利用 概述

煤炭是我国第一大能源，占一次性能源的 70%左右 由于我国煤炭分布范围广泛，埋藏地质条件复杂，煤炭生产一直受到各种灾害，如瓦斯 火灾 水灾 煤尘及冒顶等的威胁，其中尤以瓦斯爆炸事故后果最为严重。

瓦斯，人们提到它往往谈 气 色变 瓦斯主要以煤层气构成的有害气体甲烷为主，它的化学元素符号是 CH4，是一种无毒 无味 无色，可燃烧的气体，在煤的生成和煤的变质过 程中，在高温 高压的环境下伴随着产生瓦斯，它在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态的形式存在的发生在煤矿井下的瓦斯爆炸事故是最严重的煤矿灾害，我国煤矿发生的重 特大生产事故 80%以上都是瓦斯爆炸，常常造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失 长期以来，人们对瓦斯爆炸事故的认识仅仅局限于爆炸发生的三要素，即：瓦斯爆炸浓度区间 点燃源和混合气体中氧含量 瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气作用下产生的激烈氧化反应 瓦斯爆炸产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力 另 外，爆炸后生成大量的有害气体，造成人员中毒死亡。煤矿瓦斯事故频繁:原因及对策

瓦斯爆炸必须具备火源、瓦斯浓度在 5 %～16 %之间、氧气充足 3 个基本条件 ,其中足够浓度的瓦斯是造成爆炸事故最重要的因素。纵观近年来我国瓦斯爆炸事故调查结果 ,酿成事故的基本原因主要有以下几点:(1)通风管理混乱。造成通风瓦斯管理混乱的主要原因:一是不按技术政策进行开采 ,通风系统混乱 ,设备不配套、能力与风量不足。尤其是乡镇小煤矿采用非正规开采方式生产 ,更加剧了潜在危险;二是瓦斯检查制度执行不严 ,瓦检员数量不足、责任心不强 ,造成空班、漏检、假检;三是掘进工作面局扇停风、风筒脱节、漏风等 ,造成掘进工作面无风或微风作业。(2)违章作业。事故与 “三违” 密不可分。违章放炮 ,炮眼不装或少装炮泥 ,用煤粉、矸石代替炮泥 ,放明炮、糊炮等都是典型的违章行为 由此引起的瓦斯事故案例很多。(3)煤矿安全投入不足 ,没有配备应有的安全装备。矿井安全设施严重老化 ,设备报废了还在使用矿井瓦斯监测系统常年得不到维修 ,不能发挥作用;巷道失修 ,矿井抗灾能力严重下降;尤其是 “一通三防” 工作严重滑坡 ,致使矿井防灾、抗灾能力持续下降。（4)职责不到位 ,措施不落实。安全管理与现场监督存在漏洞 ,职工培训走过场 ,执行制度不认真 ,重大安全隐患监控和整改措施不落实。一些煤矿领导对安全生产的认识、管理和整改措施均不到位 ,在安全生产检查中 ,重形式走过场 ,往往前面刚刚查过 后面就发生事故。(5)煤矿工人缺乏培训 ,安全意识淡薄。近期几个发生事故的煤矿 ,管理人员的安全意识都很差 ,新工人上岗前也都没有经过培训 ,工人的自我保护能力差。有的煤矿虽然配备了瓦斯自动检测报警系统 ,但对瓦斯检测仪器的警报置之不理 ,依然在瓦斯超限的情况下违章作业。一起起特大瓦斯爆炸事故给我们留下了极其沉重的教训。为防止类似事故

重复发生 ,需认真做好以下几方面的工作:(1)必须始终不渝地坚持 “安全第一” 方针。真正坚持 “安全第一 ,预防为主” 的方针不是一件容易的事 ,特别是在市场经济条件下 ,一些煤矿企业领导不能正确处理安全与生产、安全与效益、安全与稳定的关系。当安全工作与生产或其它工作发生矛盾和冲突时 ,不能做到生产为安全让路 ,生产服从于安全。如木冲沟煤矿所开采的 11 #煤层 ,煤质好 ,但瓦斯含量高。按照 《煤矿安全规程》,瓦斯突出矿井必须首先开采保护层。因此应先开 7 #、9 #保护层。由于这两层煤含矸量大、效益差，结果在没有开采保护层的情况下便开采 11 #煤层 ,结果酿成大祸。因此 ,煤矿企业无论在什么时候和什么情况下 ,都要始终坚持安全第一 ,否则就要吃苦头 ,要受到事故的惩罚。(2)综合治理瓦斯 ,防止瓦斯积聚。瓦斯爆炸事故的直接原因是瓦斯积聚。瓦斯积聚的原因:一是通风管理不善。无计划停电停风 ,随意停开主局扇 ,通风设施管理不严;二是通风系统不合理 ,无独立通风系统 ,通风能力不足 ,以及循环风或风流短路造成瓦斯积聚;三是独眼井开采;四是地质条件变化 ,作业地点瓦斯异常涌出等。因此 ,不同矿井必须根据自身的生产地质条件 ,采取科学、有针对性的措施 ,搞好瓦斯排放 ,保证瓦斯浓度在标准以下。(3)强化通风技术管理 ,严格现场安全监管。各类煤矿 ,特别是乡镇煤矿 ,必须健全与完善通风安全管理体系。国家煤矿安全监察局要求所有煤矿必须坚持做到 “先抽后采、监测监控 ,以风定产”。不少煤矿在坚持 “以风定产”,严格执行 “一通三防” 等规定方面做得很不够 ,致使悲剧一而再 ,再而三地发生。（4)加强安全技术培训 ,提高职工安全素质。瓦斯事故的引发 ,多与 “三违” 有关 ,因此强化对各类人员的安全培训 ,提高遵章守规意识和安全素质 ,对防 止瓦斯事故具有十分重大的意义。要针对煤矿专业人员安全培训拖欠量较大的特点 ,采用多层次、长短班培训的办法补上欠账。要调动多方面积极性 ,把班前、企业、行业管理部门和国家监察机关培训结合起来 ,把通风安全系统理论培训和岗位操作实用知识培训有结合起来 ,侧重实用技术和实际操作 ,突出实用效果。同时 ,要下功夫搞好重大事故案例 ,重 大灾情防范和井下灾变时如何逃生避灾表演教育还要普遍开展瓦斯煤尘爆炸模拟演示教育。通过间断地强化通风安全预防教育 ,从根本上提高通专业人员综合素质。(5)依靠科技进步 ,加大瓦斯灾害治理力度。国国有重点煤矿有一半左右属于高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井 ,瓦斯事故已经成为煤矿安全生产的最大危害 ,预防瓦斯事故是搞好安全生产的重中之重。瓦斯煤尘事故控制不住 ,就不可能真正实现安全生的稳定好转。要狠抓矿井通风系统和瓦斯检测系统，改造 ,使之科学、合理、规范。各级煤矿企业和科研单位 ,要深入实际 ,深入现场 ,针对瓦斯煤尘事故多发的特点 ,认真寻找规律 ,真正做好煤矿瓦斯综合治理和瓦斯灾害预防工作。, 3 煤矿瓦斯利用的重要意义

3.1 从根本上提高煤矿安全的需要

瓦斯是一种以吸附状态赋存于煤层中的非常规天然气，其主要成分是甲烷 作为一种危险气体，当甲烷在空气中的浓度达到 5% 16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源 因此，瓦斯是煤矿安全生产的最大危害，煤矿瓦斯防治是今后一个时期煤矿安全生产的重中之重 先抽后采，可以改善煤矿安全状况，是防范瓦斯事故 提高煤矿生产安全保障程度的治本之策 通过开展煤矿瓦斯抽采利用工作，可使高瓦斯矿井处于低瓦斯状态下开采，减少瓦斯涌出量，消除瓦斯突出危险。3.2 从源头上提高节能减排效果的需要

我国是传统的煤矿瓦斯抽排大国，每年采煤过程中排出的煤矿瓦斯达 200多亿立方米，折合 2 600 万吨标准煤，每年可发电 600 亿千瓦时，而实际上利用量却不到 1/10，其余部 分均被排入大气。

实际上，瓦斯是一种热值高 无污染的新能源 据测算，瓦斯作为汽车燃料，每立方米煤层气发热量相当于 1 L高标号汽油 瓦斯作为居民燃气 锅炉和工业燃料，每立方米瓦斯 发热量相当于 1.3 kg标准煤 如果把煤矿瓦斯合理 有效利用起来，如用于发电 民用 汽车燃料 化工等领域，就可以减轻大气污染 同时还减少了煤灰占地产生的环境问题，避免了煤炭加工 运输时产生的扬尘等大气污染，有利于大气环境的改善 我国是煤炭大国，在丰富的煤炭资源中含有丰富的瓦斯资源，全球煤层瓦斯总量可达 260 万亿立方米，我国是世界上第三大煤层瓦斯储量国，含量约为 31.46 万亿立方米，相当于450亿吨的标准煤，储量相当可观 在我国煤层瓦斯资源分布在全国 24 个省市自治区，其中山西 陕西 内蒙古占到了总量的 50%以上 山西是瓦斯资源大省，资源量约10 万亿立方米,占全国总量的 1/3，主要分布在河东 沁水 霍西 宁武 西山五大煤田 经国土资源部审查批准，山西省探明储量402.19 亿立方米，可采储量218.39 亿立方米 其中以沁水和河东煤田最为富集，蕴藏量占全省煤层气总量的80 %沁水盆地煤层气资源量约 5.35 万亿立方米,具有资源分布集中 埋深浅 可采性好 甲烷纯度高（大于 95 %）等特点，是目前全国第一个勘探程度最高 储量条件稳定 开发潜力最好的气田。

以前，采煤过程中排出的瓦斯，多数是作为废气大量排入大气中，既造成了严重的安全隐患，又浪费了能源，同时也不利于环保 如果将煤层气进行合理地开发利用，将是一举三得的大好事 妥善处理瓦斯，保障的不仅仅是生命的安全，还保护了地球这一人类家园。3.3

调整煤炭产业结构，解放煤矿生产力的需要

煤炭企业和地面煤层气开发企业通过建立健全抽采系统，开展管网输送，充分利用抽采的瓦斯作为能源和原料，实现产业化运营，可以带动道路 管道 钢铁 水泥 化工 电力生活服务等相关产业发展，特别是钻机 瓦斯抽采 瓦斯发电机组 监测监控等设备制造业，能够有效拓宽就业渠道，增加就业机会，促进区域经济和社会的协调发展。

开展煤矿瓦斯抽采利用，还可以解放煤矿生产力 在高瓦斯矿区，煤矿瓦斯治理，对高产高效矿井建设至关重要 通过提前预抽 边采边抽和采空区抽采，可以从根本上解放煤 矿生产力 如淮南矿区，10 年前年煤炭产量只能维持在1 000万吨左右，大力开展瓦斯抽采利用后，每年产量提高到现在的3 000万吨

3.4 培育新的经济增长点，提高煤炭社会效益的需要

瓦斯产业化和规模化开发和利用，会大大减少煤矿安全生产事故,减少对大气臭氧层的污染破坏，还可弥补中国清洁能源的不足，改善能源结构

瓦斯可以与天然气同输同用，为瓦斯产业发展提供了巨大空间 我国2010 年天然气需求量将超过 1 000 亿立方米，市场供应缺口较大 环渤海地区 东南沿海地区 长江三角洲 地区 中部地区及东北地区的天然气市场需求均超过 120 亿立方米 年，是我国天然气消费的重点地区 中部地区及长江三角洲地区，是未来瓦斯的主要消费市场 十一五 期间，瓦斯的首选市场主要在山西 北京 天津 河南 河北等省市在满足中部地区瓦斯资源需求的前提下，富余的瓦斯还可并入西气东输管网，输往长江三角洲地区。煤矿瓦斯抽采利用现状

4.1

我国目前煤矿瓦斯（煤层气）抽采利用现状

早在二三十年前，法国 德国等欧洲国家煤炭企业就已开始抽取煤矿瓦斯 然而，由于种种原因，中国瓦斯的开发和利用规模普遍偏小 长期以来，中国瓦斯开发的主要目的是解决安全问题，从广义上讲，瓦斯产业指以保证矿井安全 同时将瓦斯作为资源开发为目的的矿井瓦斯开发及利用 瓦斯开发利用率不高也是造成煤矿瓦斯灾害事故居高不下的重要原因 我国的瓦斯资源不仅在总量上占有一定的优势，而且在区域分布 埋藏深度等方面也有利于

规划开发 瓦斯资源在我国境内分布广泛，基本可以划分为中部 西部和东部三大资源区 其中中部地区约占资源量的 64 西部地区的沁水盆地和鄂尔多斯盆地资源量最大，超过 10 万亿立方米，为集中开发提供了资源条件据统计，我国瓦斯埋藏于 300 m~1 000 m之间的资源量约占总量的 29.05，1 000 m~1 500 m之间的瓦斯占总量的31.6，1 500 m~2 000 m之间的瓦斯占总量的39.35 埋深1 500 m以浅的适于开发的约占总资源量的 60 21 世纪是瓦斯大发展的时代，瓦斯是我国常规天然气最现实可靠的替代能源 据测算，煤层埋深 1 500 m以浅瓦斯资源量约 27 万亿立方米，而我国陆上常规天然气的资源量为 38 万亿立方米，我国瓦斯资源仅次于俄罗斯和加拿大，是天然气比较现实的后备资源，开发潜力巨大。

我国煤矿瓦斯抽采利用已迈入了一个新的发展阶段 瓦 斯抽采分为地面开发和井下抽采两种：（1）地面开发

瓦斯地面开发始于上个世纪 70 年代末，原煤炭科学研究院抚顺研究所曾在抚顺 阳泉 焦作 白沙 包头等矿区，解决煤矿瓦斯突出为主要目的，施工了 20 余口地面瓦斯抽排试验井 但由于技术 设备等条件限制，试验未达到预期效果。

上个世纪 90 年代，瓦斯开发出现热潮，在不同地区开展了瓦斯开发试验 经过10余年发展，取得了重大突破 据统计，截至 2005 年底，全国共施工先导性试验井组 8 个，各类瓦斯井615口，其中多分支水平井 7 口 2005年，地面瓦斯抽采不足1亿立方米 目前，地面瓦斯开发通过示范工程建设，已进入商业化开发阶段地面瓦斯开发规模较大的国内企业主要有中联煤层气公司 中石油煤层气勘探开发公司 晋城煤业集团蓝焰煤层气公司等 参与合作勘探开发煤层气的国外企业主要有美国格瑞克公司 远东能源公司等。（2）井下抽采

煤矿井下瓦斯抽采始于上个世纪 50 年代初 经过五十年的发展，煤矿井下瓦斯抽采，已由最初为保障煤矿安全生产到安全能源环保综合开发型抽采；抽采技术由早期的对高透气性煤层进行本煤层抽采和采空区抽采单一技术，逐渐发展到针对各类条件适合于不同开采方法的瓦斯综合抽采技术 井下瓦斯抽放技术已经形成体系，并在高瓦斯 煤与瓦斯突出矿井全面推广应用。

综上所述，我国目前已经具备以下几项瓦斯抽放技术：

1.采前地面垂直井抽放方法 若地面井在采前10 年就开始生产，采用此法煤层气的抽出率可达 50%~70 %，抽出率高又不影响生产，是很值得推广的一种抽取方法。我晋城煤业集团沁水蓝焰煤层气公司已成功进行了煤层气的商业开发利用。

2.采空区井 此法一般是在开采前从地面打井到煤层上方 3 m~15 m左右，当采煤工作面向钻孔推进时，煤层卸压而产生裂隙，由此造成围岩碎裂形成采空区，煤层和周围地层中的瓦斯通过裂隙进入采空区 在初始阶段，采空区可以抽出近乎纯甲烷的气体，通过严格的管理和监测，采空区井也可以长期生产高浓度甲烷气体 采空区井抽放在我国的淮南 铁法等矿区都有试验，并且取得了很好的效果。

3.水平钻孔 水平钻孔是在井下沿煤巷或岩巷进行钻孔并抽放瓦斯，其抽放效率一般较低（10%~18）这种方式工程量小 成本低，但预抽时间不允许太长，是目前我国使用的主流技术之一，在我省晋城矿区等地取得了良好的应用效果。4.水平长钻孔 与水平钻孔相似，水平长钻孔是在井下用定向钻井技术向未开采煤层打的长度超过 1 000 m的钻孔 水平长钻孔可以回收近乎纯甲烷的气体，抽放率可达50% 以上。5.井下穿层钻孔 井下穿层钻孔可以用来抽放上下临近煤层及围岩中的煤层气 穿层钻孔的抽放率约20 这种方式工程量大 成本高，适用于煤层特别松软，顺煤层钻孔施工困难的条件我省晋城煤业集团引进和消化吸收国外先进技术，成功实施了采煤采气一体化项目，在瓦斯开发领域处于全国领先水平晋城煤业集团于20 世纪 90年代初着手煤层气的开采研究

试验工作，采取地面钻井 压裂造缝 抽水降压的方法开采煤层气，并结合本地实际进行了完善和创新，目前已成功进行了商业化运作，已形成日抽 84 万立方米瓦斯的生产能力 开采出的瓦斯通过集输和压缩等工艺流程，被压缩成为25 兆帕的高压气体（体积缩小至标准状态下的 1 250），由罐车运往周边城市，当做汽车燃料或民用燃料使用 由于压缩瓦斯（CNG）合理成本的运输极限距离为 300 km，液化瓦斯（LNG）合理成本的运输极限距离可达 1 000 km，晋煤集团还在积极进行瓦斯液化项目的技术引进和实验研究，以提高运输距离，使更多的地方能够使用上质优价廉的煤层气。

总之，全省积极贯彻落实 先抽后采 监测监控 以风定产 瓦斯治理方针，大力推动全省煤矿瓦斯抽采和利用，以利用促抽采，以抽采保安全，取得了较快的进步。4.2近年来出台的政策措施

专家认为，瓦斯的治理防治是煤矿安全生产主要的 根本的目的，国家应加大力度，积极开展此项工作 并大力推进瓦斯的开发与利用，变害为利 同时，瓦斯产业一旦发展起来，会给相关的产业带来不小的商机。2005 年，国家发改委等八部委出台了 关于印发煤矿瓦斯治理与利用实施意见的通知 和 煤矿瓦斯治理和利用总体方案 ； 2006年，出台了 国务院办公厅关于加快煤层气（煤 矿瓦斯）抽采利用的若干意见，提出了加强煤矿瓦斯治理和鼓励扶持煤矿瓦斯抽采利用的政策意见； 2007 年，财政部 国家税务总局出台了 关于加快煤层气抽采有关税收政策问题 的通知 财政部出台 关于煤层气（瓦斯）开发利用补贴的实施意见 国家发改委出台了 关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作实施意见的通知 国家发改委出台了 关于煤层气价格的通知 国土资源部出台了 关于加强煤炭和煤层气资源综合勘查开采管理的通知 等 国家还将成立国家煤层气工程研究中心，推进煤层气综合开发利用 国家出台的一系列加快煤层气抽采利用的政策和意见，充分体现了国家对煤矿瓦斯综合治理和利用的高度重视及指导方向 在国家政策法规的推动下，地方也积极行动起来。

在煤层气的开发利用上，我国已经起步，在山西，亚洲最大的煤层气电厂 寺河 120MW煤层气电厂已投产，完全依靠寺河煤矿井下抽采的瓦斯作为燃料，年利用瓦斯量约1.87 亿立方米。煤矿瓦斯利用前景与存在问题 5.1 发展前景

瓦斯开发利用是上世纪 70 年代兴起的一种既解决煤矿瓦斯问题 又充分利用洁净能源的新技术 在未来一段时期内，煤炭在一次能源生产和消费结构中的比重仍然占据主导地位 而与煤共生的瓦斯资源储量丰富，随着煤炭工业快速发展，其开发前景十分广阔。我省煤矿瓦斯产业化开发利用经过几十年的探索，在攻克相关技术难题后，已经在阳泉 晋城等地取得重要进展 作为一种优质高效清洁能源，瓦斯的大规模开发利用前景诱人。在国际能源局势趋紧，我国煤矿安全生产形势严峻的大背景下，应推进瓦斯的产业化开发，使瓦斯成为接替煤炭 石油和天然气等常规能源的新能源资源

由省发展和改革委员会 省社会科学院能源经济研究所编制的 山西省煤层气（天然气）产业 十一五 发展规划及2020 年展望 提出的总体目标是：到 2010 年，我省初步形成 勘探 开发 利用相配套，民用燃气 工业燃气 煤层气发电煤层气化工相结合，产业布局合理 经济效益 社会效益 环境效益突出的产业格局 沁南 阳泉 大宁-吉县 保德四大煤层气开发基地建成，产能达到 60 亿立方米 /年，煤层气（天然气）利用总量达到 50 亿立方米，输配气管网达到 2 000 km以上,产值达到133亿以上 煤矿瓦斯抽采与利用将会取得保 障安全生产 开发能源和减少环境污染的三重效果。4.2 存在问题

4.2.1 资源管理体制方面

资源管理体制不顺，矿权重叠问题严重 瓦斯和煤炭是同一储层的共生矿产资源 目前，由于部门之间 企业之间不协调，造成瓦斯开采权和煤炭开采权设置重叠，一些地方瓦斯抽采与煤炭开采不协调，既不利于调动各方面参与瓦斯开发利用的积极性，也影响了煤炭产业的发展单纯的地面瓦斯抽采势必破坏煤层和顶板，沟通含水层，极易诱发煤炭开采过程中的顶板事故 透水事故 片帮事故等，并使矿井规划的部分重要固定设施（如巷道 火药库井底车场等）无法建设，造成煤炭资源的破坏和浪费 非煤企业和煤矿企业煤层气与煤炭资源开发相脱节，给煤矿企业的安全生产带来了严重隐患和资源浪费 4.2.2 政策环境方面

（1）缺乏统一规划 煤炭矿业权和瓦斯矿业权的分置和重叠，导致矿区煤炭和瓦斯一体化开发利用规划缺失，阻碍着山西煤矿企业加快瓦斯地面抽采和井下瓦斯回收利用的步伐 同时，由于国家有关煤层气产业发展的法律规章制度滞后，资源开发和产业发展缺乏系统的规划，致使现已进入煤层气开发领域的各行业相互封锁 多头规划，开发企业随意布点 无序建设和强占地盘现象十分突出。

（2）政策法规不健全 目前，我国已出台的涉及瓦斯开发利用的政策 法规，基本是比照常规天然气制定的，没有出台专门针对瓦斯产业勘探 开发 利用各个环节的完整的政策法规和优惠鼓励政策 与发展成熟的常规天然气工业相比，瓦斯产业有着高技术 高风险 高投入 经济效益低的特点 由于政策体系不健全，从而影响了中 外企业开发瓦斯资源的积极性，在很大程度上影响了瓦斯产业的有序 快速发展。4.2.3 人才技术保障方面

（1）煤矿瓦斯抽采难度增大 我省煤矿煤层瓦斯含量高压力大 透气性差，抽采难度大 随着煤炭开采深度增加，瓦斯地质情况发生变化，瓦斯压力和地应力增加，瓦斯抽采难度进一步增大。

（2）基础理论研究和技术创新不够 我国煤矿生产力整体水平还较低，煤矿瓦斯抽采利用的技术支撑能力不足，从理论和技术方面都存在许多关键性难题，如对煤与瓦斯突出机理还没有根本认识 特别是基础性研究和技术创新与实际差距很大，专业领域人才出现断档，瓦斯治理和利用等方面的技术研究和创新进展缓慢。

（3）资金投入不足 煤层气产业是一种高投入 高风险的产业，在勘探开发初期阶段，所需投资很大 但目前国家地方和企业在煤层气勘探开发利用上的投入上均严重不足，远不能满足煤层气产业发展的需要 山西各部门用于煤层气产业发展的资金少且分散，使得投资缺乏成为制约山西煤层气产业发展的瓶颈。

（4）煤矿瓦斯抽采利用技术还较落后 提高抽放和利用效率是大规模商业化利用煤层气的前提条件，尽管我国已经初步具备煤层气开发和利用方面的技术，但和国外先进水平相比，和我们的实际需要相比，我们在瓦斯提纯技术 地面井抽放技术 井下水平长钻孔技术和先进的发电和其他利用技术等方面还比较落后 目前国产瓦斯发电机组虽然价格便宜，但是单机容偏小，效率低，无法满足建设大型瓦斯（煤层气）发电厂的需要；低浓度瓦斯的安全输送和利用的关键技术有待突破，大量低浓度瓦斯只能稀释后排空 为此我们必须引进和开发先进的瓦斯抽放和利用的设备和技术，并积极推进煤层气开发利用技术创新。4.2.4 配套设施方面

（1）管网和储配能力不足 煤炭企业抽放瓦斯，首先考虑的是安全生产，利用只放在次要位置，导致管网和储配能力存在先天不足，在煤层气开发区域，没有与之相配套的长输管线，致使开发与市场脱节，出现 点天灯 现象。

（2）瓦斯发电上网难 入网价格低，发电企业无利可图，限制了矿井瓦斯抽采利用 利用井下抽放的瓦斯发电，是我国许多高瓦斯矿井瓦斯开发利用的首选，虽然国家的相关政策中明

确了瓦斯发电上网的各种规定，但由于部门利益 行业保护，瓦斯发电上网存在重重障碍 目前，瓦斯综合利用技术的市场开发还只是处于起步阶段 优化产业结构 可持续发展 安全环保生产俨然已经成为煤炭行业重要的发展理念，煤矿瓦斯综合利用必然会成为一个潜力巨大的产业。

参考文献

中国煤炭第29 卷第11 期2003 年11 月

[1] 谢克明 现代控制理论基础[M] 北京：北京工业大学出版社，2001 [2] 李遵基 热工自动控制系统[M] 北京：中国电力出版社，1995 [3] 美国西屋公司 WDPF系统资料集[Z] 1997

第五篇：采矿工程毕业论文

陕西广播电视大学专科毕业论文

1.绪 论

1.1 研究的目的和意义

1.1.1研究目的

为了研究大采高综采技术的可行性与必要性，详细地分析各煤矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东大柳塔煤矿、神木杨伙盘煤矿及神木龙华煤矿等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综采设备开采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综采工作面采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在拥有较好地质条件的煤矿使用是可行的，必将进一步加快煤矿以减队减面，增产增效为主要内容的集约化发展步伐，推动煤矿的采煤技术发展，促进安全高效矿井的建设。1.1.2研究意义

为了研究大采高综采技术在煤矿现有生产条件下的可行性，本人详细地分析各大型煤矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东大柳塔煤矿、神木杨伙盘煤矿及神木龙华煤矿等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综采设备开采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综采工作面采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在资源条件较好的煤矿使用是可行的，必将进一步加快王庄矿以减队减面，增产增效为主要内容的集约化发展步伐，推动煤矿的采煤技术发展，促进安全高效矿井的建设。在采煤机械化程度日益提高的今天，选用先进的采煤技术已成为保障煤矿企业安全高效生产的必由之路。[1]1.2 本文的框架结构

本文一共分为五章，第一章是绪论，对全文内容进行提纲性的概括，起到总领的作用。第二章是概述煤炭工业发展现状及面临的主要挑战。第三章是大采高技术发展现状。第四章是综采工作面大采高采煤方法在煤矿的应用。第五章是研究结论与建议。