第一篇：煤矿开采技术专业毕业论文
浅议煤矿煤层的开采技术
摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。
关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭
一、煤炭开采的主要形式
（一）井下采煤
井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。
按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。
（二）露天采煤
移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。
其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。
主要优缺点
优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。
主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。
二、采煤方法与工艺
长壁采煤方法已趋成熟，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，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业条件，提高单产和机械化水平。
（一）开采技术
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置，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。
（二）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。
（三）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采
应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。
（四）各种综采高产高效综采设备保障系统
要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。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。
三、主要的开采技术
（一）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、井巷布置等；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。
（二）“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下陷规律，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，发展沉降控制理念和关键技术，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，提出煤炭开采与煤炭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。
（三）优化巷道布置，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专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。
实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，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，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。
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。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。
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，由于放顶煤设备外形尺寸及重量均小于大采高设备，在满足通风要求的前提下，巷道断面要求小，井巷工程量少，且本矿井副斜井倾角较大，为29°56′。若使用大采高设备，最大件重量较大，提升绞车选型困难，投资大，且运输安全性差。
（3）占放顶煤工作面煤量一半以上的顶煤基本是利用地压破煤，依靠自重放煤，所以综采放顶煤是一种动力消耗量最小的综合机械化采煤方法。
（4）与一般的综采相比，综采放顶煤采煤成本明显降低。（5）综采放顶煤开采过程中，由于其顶煤利用地压破碎，依靠自重有控制的放煤，块煤量与机采割煤相比有所增加，经济效益比较明显。
（6）综采放顶煤对地质构造较复杂、厚度变化较大煤层的开采，比大采高综采更灵活和适用。据矿方介绍，实际开采中9+10号煤煤层厚度变化较大，局部厚度达到6m左右。所以采用放顶煤开采，资源回收率高。
其主要缺点是：
（1）工作面设备多，工艺复杂，管理复杂。（2）混入矸石多，原煤灰分高，工作面作业条件差。（3）瓦斯不好管理。（4）工作面回采率低。
方案二 ：大采高综采一次采全高采煤法
大采高综采一般认为是指分层高度和采煤机割煤高度大于3.5m 的综采。我国于上世纪七十年代末从德国引进了部分大采高液压支架和相应的采煤、运输设备，与此同时开始国产的大采高液压支架和采煤机的研制和试验工作，经过二十多年的努力，已取得了明显的进展。大采高采煤法一般适合煤层厚度为3.5～5.5m，煤层及顶底板中硬以上的地质条件。目前大采高工作面最大采高已达7.0m，随着大采高设备和技术的进步，大采高综采已成为我国高产高效矿井的主要采煤方法之一。
与放顶煤综采相比大采高综采的主要优点是：
（1）工作面单产高，增产潜力大，工作面单产在同等条件下比一般综采高，回采工效高。
（2）工作面设备少，工序简单，易管理。（3）和放顶煤综采相比，含矸率低。（4）工作面回采率高。其主要缺点是：
（1）采高大，工作面煤壁松软时易片帮。（2）设备投资较高。
（3）工作面装备及配套环节能力大，运行费用高。
经过上面对两种采煤方法的比选，设计认为采用综采放顶煤一次采全高采煤法初期投资少、见效快，且与矿井0.9Mt/a的生产规模相适应。放顶煤综采适应性强，产量高，有明显的经济效益。
9+10号煤的冒放性分析：
(1)开采深度
生产实践和理论计算都表明顶煤冒放性随着开采深度的增大而加强。开采深度与顶煤冒放性的关系可通过有限元计算的顶煤破坏系数寻找其规律。本井田9+10号煤层埋深270～450m左右，大部分煤层开采深度大于300m，从开采深度看，较有利于顶煤的冒放。
(2)煤层强度
国内外大多数放顶煤综采工作面的实测资料统计表明，煤层强度是影响顶煤冒放性的关键因素。一般当煤层硬度f系数小于
2、强度小于20Mpa时，顶煤冒放性较好。应当指出的是，煤层作为一个整体，其强度不仅与煤层抗压强度有关，同时也与煤层的节理和裂隙发育程度有关，一般煤体都存在不同程度的地质弱面和构造裂隙，节理裂隙发育的煤层，煤体的完整性较差，因而大大降低煤层的强度，顶煤在矿压的作用下易于破碎，节理裂隙越发育，顶煤的冒放性越好。而本区9+10号煤节理裂隙较发育，从而降低了煤层的整体强度，对提高顶煤冒放性有一定的作用。
(3)煤层厚度
根据国内外综采放顶煤的实践经验，顶煤冒放性随煤层厚度的增大而减弱，理论研究也证明综放开采的最大临界厚度为12.5～13.0m，最小临界厚度为4.5～5.0m，采放比以1:1～2.4为宜，设计对本矿井9+10号煤进行了厚度分析： 9+10号煤煤层厚4.14-5.27m，平均4.64m。若采高2.3 m，顶煤厚度平均为2.34m左右，平均采放比
1:1.02，符合放顶煤一次采全高条件。
(4)煤层结构
若煤层存在坚硬的夹矸，则会严重影响顶煤的冒放性。一方面夹矸在顶煤中形成“骨架”，使顶煤难以冒落；另一方面，即使顶煤垮落之后，夹矸形成大块，影响顶煤的流动性，堵塞放煤口。因此夹矸的存在对放顶煤是一种不利因素。本井田9+10号煤一般含夹矸1～2层，厚度为0.1-066m。夹矸为泥岩，夹矸强度相对较低，故对顶煤的冒放性不会产生较大的影响。
(5)顶板条件
影响煤层冒放性的煤层顶板包含直接顶和基本顶两部分。直接顶对顶煤的压裂无直接影响，但直接顶能够随采随冒并具有一定的厚度是综采放顶煤开采顶煤破碎冒落后能够顺利放出的基本条件，否则不利于顶煤的回收。性脆易碎，易管理。且直接顶的厚度能够达到充满采出煤厚的空间，因此对9+10号煤采用放顶煤比较有利。
本矿9+10号煤层埋藏较深，设计认为9+10号煤层宜采用一次性放顶煤综采。综上所述本矿井9+10号煤层采用一次采全高放顶煤综采采煤法，全部垮落法管理顶板。在技术上是可行的，经济上是合理的，适应煤厚变化，有利于提高矿井的经济效益。
第二节 采（盘）区巷道布置和要素
一、首采区位置及首采工作面的确定
矿井设计为3个生产盘区，即:北采区和南一采区和南二采区。
北采区东西长1620m左右，南北宽1685m左右，面积约2.279km2.南一采区东西长1250m左右，南北宽1685 m左右，面积约2.106km2.南二采区东西长1405 m左右，南北宽1685 m左右，面积约2.367km2.首采北采区。
二、选型原则
综采工作面的采、装、运、支工序全部机械化。矿井规模定位在二十一世纪现代化大型矿井，生产高度集中，工作面生产能力大。从目前综采的发展趋势看，设计安全高效的综采工作面要求加大工作面长度，加大截深，选用能切割硬煤的特大功率采煤机，提高采煤的切割速度，相应要求提高移架速度，与大运量的重型可弯曲刮板输送机相匹配，搞好端头支护，采用长距离顺槽胶带输送机。针对这些要求，对于综采系统设计考虑了以下原则：
1、机械设备的选择首先满足技术先进，生产可靠，提高综采设备的开机率，达到高产高效。同时各设备间要相互配套，保证运输畅通，并增加运输环节的缓冲能力，以期达到采运平衡，最大限度地发挥综采优势。
2、为综采工作面创造快速连续开采的条件，加大工作面推进长度，减少搬家次数，并保证快速搬家。做到采准工作快，增大巷道断面特别是顺槽断面，采用大功率综掘机掘进，以提高掘进速度，保证工作面的接替要求。
三、设备选型
矿井初期达到设计生产能力时，井下9+10号煤布置一个综采放顶煤一次采全高工作面，一个工作面保证0.9Mt/a的生产规模。所以9+10号煤工作面设备选型必须满足0.9Mt/a的生产规模。
采掘工作面主要设备选型时，应遵循以下主要原则：技术先进，运行可靠，操作简单，维修方便；各设备间相互适应，能力匹配，运输畅通，不出现“卡脖子”现象，另需考虑设备的备品备件是否容易采购等问题。
北采区9+10号煤综采放顶煤工作面主要采煤设备选型（1）采煤机
9+10号煤层位于太原组第一段上部，因9、10号两层煤层相距很近，仅有0.1-0.66m，由灰、深灰色泥岩组成的夹矸分开，即合并为一层。含夹矸1-2层，其顶板直接为K2灰岩或在局部地段为0.3-0.5m厚的泥岩。煤层厚4.14-5.27m，平均4.64m。底板为灰色泥岩或炭质泥岩。
工作面采用双向割煤、端头斜切进刀的工作方式。工作面割煤高度为2.3m，首采一盘区放煤高度平均为2.34m，工作面平均回采率为85.0%。工作面采用“一采一放”的放煤方式，采煤机截深和放煤步距均为0.8m。
（2）刮板输送机 ① 前部输送机运输能力
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—采煤机平均落煤能力,t/h； ② 后部输送机运输能力
后部输送机运输能力取决于工作面放煤能力，所选输送机运输能力应满足放煤能力要求。
采煤机割一刀煤所需时间为：
Tg=(L+Ls)/Vc+Td=(120+50)/1.25+4=32.4(min)工作面可弯曲刮板输送机选型应满足三个方面的要求：一是运输能力与采煤机生产能力相适应；二是结构形式与采煤机、液压支架相匹配；三是输送机长度与工作面长度相一致。根据以上原则，前部刮板输送机选用SGD630/220；后部刮板输送机选用SGZ630/320。
（3）回采工作面运煤设备 9+10号煤层工作面：
转载机：SZZ730/110，转载能力为700t/h，功率110kW，电压1140V。
破碎机：PLM800破碎能力800t/h，功率90kW，电压1140V。运输顺槽可伸缩带式输送机：铺设长度740m，带宽1000mm，输送能力800t/h，功率160kW，电压1140V。
四、工作面顶板管理方式，支护设备选型
1、液压支架工作阻力与支护强度计算
9+10煤工作面顶板均采用全部垮落法管理，选用液压支架支护。
支架工作阻力有多种计算方法：预计法、估计法、类比法、实测法、动载系数法、岩重法、支架载荷数理统计回归法等，这些方法大都根据矿井实际生产资料或实测数据作为计算依据。本设计按估计法来计算支架工作阻力。
2、液压支架选型
9+10号煤层平均采高2.3m，放煤高度平均2.64m。选用采煤机采高为1.4～2.92m。液压支架的支护高度，应满足采煤机采高变化范围要求。不同的采高对支架强度要求也有所不同。
根据计算，9+10号煤层综采放顶煤工作面，设计选用ZF6400/18/32H型放顶煤液压支架。主要技术参数见表
工作面端头位于工作面和顺槽的连接处，是行人、运输和通风的必经之地，多种设备的汇集处，也是工作面支护和巷道支护的交叉地带，端头处条件复杂，位置重要。设计采用端头支架支护，综采工作面选用与综采支架相配套的端头支架。每个工作面配备4架。
3、其他辅助设备
9+10煤工作面各配备有PRB5-80/31.5型乳化液泵站一台，两泵一箱、WPB-320/6.3型喷雾泵站一套，两泵两箱、MYZ-200型煤层注水钻机一台、7BZ-4.5/160型注水泵一台等。
五、工作面回采方向与超前关系
回采工作面采用后退式开采，首采工作面布置在采区边界，9+10煤工作面顺槽采用双巷布置。
第三节 回采工艺
1、回采工艺
9+10号煤综采放顶煤工艺：
根据综采放顶煤的实际生产工艺，目前放煤工艺主要有单轮顺序放煤、多轮顺序放煤、单轮间隔放煤以及多轮间隔放煤。
单轮顺序放煤容易混入矸石，如果实行“见矸关门”的原则，煤炭损失太大。
多轮顺序放煤和多轮间隔放煤统称为多轮放煤。多轮放煤顶煤丢失严重，放煤时间长，影响开机率，不利于工作面实现高产高效。
根据本矿井煤层的赋存条件及厚度、煤层结构和顶底板岩性，设计选择分段放煤，段内采用单轮间隔多口放煤工艺。
2、回采率
9+10号煤首采工作面及采区回采率的计算
9+10号煤为综采放顶煤工作面，机采回采率为93%，顶煤可放部分的回收率为85%，顶煤不可放部分包括起始线不放煤长度（取6m），距离停采线不放煤长度（取9m），工作面上下端头各有3架支架不放顶煤，长度共计11.2m。
第七章 井下运输与提升
第一节 运输方式
地面材料、设备等从副斜井JK-3.5/20型单滚筒提升机牵引矿车→井底车场JD-2.5型调度绞车牵引矿车→集中轨道运输大巷JD-2.5型调度绞车牵引矿车→9+10号层车场JD-2.5型调度绞车牵引矿车→9+10号层轨道运输大巷JD-2.5型调度绞车牵引矿车→9+10号
层工作面轨道运输顺槽JD-2.5型调度绞车牵引矿车、掘进工作面JD-11.4型调度绞车牵引矿车。
矸石运输与材料运输系统方向相反。
第二节 矿井提升
本矿井主井采用斜井开拓，矿井设计生产能力为90万t/a，工作制度为330d/a，提升时间16h/d，每天三班生产，一班检修。主斜井安装带式输送机，担负原煤的提升。
根据矿井生产能力、开拓方式、采区及工作面布置等条件，主斜井原煤提升采用钢绳芯深槽角强力胶带输送机。
井底煤仓的原煤通过大型给煤机、经主斜井胶带输送机输送至主斜井井口房，再转载至地面生产系统。
（2）带式输送机选型计算
输送物料：原煤，粒度0～300mm、散密度：ρ=0.9t/m3、输送量：Q=250t/h、主斜井井筒总长472m，提升高度：197米；倾角24.5°。
副斜井提升设备(一)设计资料
1、提升任务
（1）最大班下井人数 91人（2）矸石 20车/班（3）设备 10车/班（4）材料 12车/班
2、最大件为液压支架，最大件重24 t（包括特制平板车重）。
3、提升容器：选用MG1.7-9B，1.5吨固定矿车。自重974kg，取1000kg。升降液压支架采用特制平板车。
4、井筒倾角30°，斜长410m，单钩提升，机械提人。(二)方案概述
经验算，设计选用一台JK-3.5/31.5型提升机可以满足升降最大件等辅助提升任务，选用绳速3.0m/s。根据目前常用的电动机及电控类型，本提升机配套电动机选择直流电动机，型号为Z560-2A 630kW，660V 520r/min。
固定天轮：TSG-3000。
钢丝绳：40—NAT—6×19S＋FC—1670—ZZ—881—590 GB8918－2006。
(三)选型计算
井口、井底为平车场，每钩设计限挂3辆矿车。
人员上下采用斜井人车，选用XRB8-6/4型，首车1辆（自重1800 kg），尾车2辆（自重950 kg），每节乘座8人。
(四)选型及校验结果
1、提升机及电动机校验结果：
新选JK-3.5/20型提升机，配套直流电动机，型号为Z560-2A 630kW，660V 520r/min。满足矿井辅助提升任务及现行《煤矿安全规程》的要求。
2、钢丝绳选型结果：
选用国标钢丝绳：40—NAT—6×19S＋FC—1670—ZZ—881—590。
3、电源及电控设备：
副斜井提升机10kV电源引自工业场地35kV变电所10kV配电装置，双回路进线，一用一备，电缆引入。
整个电控系统包括：高低压配电设备、电动机电枢回路的整流变压器、变流设备及全数字控制、操作及监控系统。
第八章 矿井通风与安全
第一节
风量的计算
矿井日平均产量3000吨，矿井为低瓦斯矿井，矿井按最多入井人数200人计算，矿井所需总风量为：Q总=4×200
m/分=800 m/分
第二节 矿井通风系统和风量分配
矿井通风方式：中央边界式；通风方法：抽出式。
矿井通风系统：主斜井、副斜井→井底→运输皮带巷、运输轨道大巷→北采区皮带巷、北采区轨道巷→2401进风巷→8401工作面→5104回风巷→北采区回风巷→回风立井→地面
其它用风地点通风系统：主斜井、副斜井→进风大巷、采区进风巷→用风地点→回风大巷、采区回风巷→回风立井→地面
33第三节
矿井负压、等积孔和扇风机
矿井现有主扇两台一台使用；一台备用，主扇风机型号：FBCDZ——NO18(D);主扇功率2×75KW；负压水柱152mmH2O;矿井实测总风量2843 m3 /min；矿井总风阻R=h/Q2 =152/(2843/60)2 =0.0677(千繆)
等级孔：A=Q/√h=47.38/√152=1.46m 2 矿井通风难易程度为中等。
参考文献：
（1）徐永圻等，《煤矿开采学》，中国矿业大学出版社，1999；（2）冷金龙等，《矿山井巷工程量计算手册》，河北科学技术情报研究所出版，1984；
（3）陈炎光等，《中国采煤方法》，中国矿业大学出版社，1991；（4）徐永圻等，《中国采煤方法图集》，中国矿业大学出版社，1990；（5）刘吉昌等，《倾斜长壁开采》，煤炭工业出版社，1993；（6）张荣立等，《采矿工程设计手册》，煤炭工业出版社，2003；（7）张国枢等，《通风安全学》，中国矿业大学出版社，2000；（8）王家廉等，《煤矿地下开采方法》，煤炭工业出版社，1985；（9）杨坚等，《矿井提升运输选型设计》，煤炭工业出版社出版，1981；
第四篇：煤矿开采技术毕业论文
煤矿开采技术论文
白
建
忠
2013年6月
煤 矿 开 采 技 术 论 文
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。本文就对煤矿开采技术作了分析。
关键词:
煤矿;采煤工艺;控制技术;机械化开采 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置,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,合理确定后部置输送机能力。
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、井巷布置等;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。优化巷道布置,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专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。5 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。6 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。7 煤炭地下气化技术
煤炭地下气化技术是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法,它是国际首创。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。具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井式气化”两种典型煤炭地下气化工艺,进行较大规模的地下气化试验研究,摸索实现“两个控制、三个稳定”的技术途径,并实现连续、稳定生产探索应用的途径。
第五篇：项目--煤矿开采技术专业
煤矿开采技术专业
核心技能训练项目一
题目：一综采工作面煤壁长152米，采高3米，倾角10°，截深0.6米，采用MLS3型采煤机，双向割煤，端头斜切进刀，割煤过程中行走速度平均取3m/min。作业形式为三采一准，斜切进刀20米后达到截深，推溜滞后于割煤15米，移架滞后于推溜15米，采煤机割煤时间影响系数取1.4。
答：步骤：①横轴表示一天24小时，纵轴表示采煤工作面长度152米；下方是图例。②从工作面下平巷割煤至上平巷，割煤斜线与152米处的横轴线夹角为：tanα=152/90=1.69（m/min）所对应的角度。因为割一刀煤所用时间为：（152+20*2）÷3×1.4=90分钟。③推溜、移架分别滞后15/1.69=9分钟。④作业形式为四六制，三班采煤，一班准备。⑤注意图形上下端斜切进刀20米的折线的表达。
评分说明：意思相近或顺序倒置可酌情给分。按步骤每条3分；正规循环作业图占15分，思路到位可给予本题的及格分，不美观者酌情扣分!
煤矿开采技术专业
核心技能训练项目二
题目：某运输大巷掘进施工作业顺序：交接班—站在矸石堆上打上部炮眼及顶板锚杆眼—装岩并安装上部锚杆—打下部炮眼及两端锚杆眼并安装下部锚杆—装药连线—放炮通风。采用“四六”工作制，工作面共布置炮眼45个，其中上部眼19个，下部眼26个。锚杆眼22个，其中上部12个，下部10个。锚杆眼深度1.6米，间距0.8米。喷混凝土厚100mm。经过计算：交接班时间10min，打锚杆眼60 min，打炮眼90 min，装药、连线、放炮40 min，通风20 min，安装锚杆40 min，初喷40 min，装岩140 min，重车线钉道40 min，移电缆开关30 min，准备60 min，复喷成巷240 min，清理60 min.答：步骤：①横轴表示一天24小时，作业形式为四六制,纵轴表示每个班工作6小时，顺序作业时间合360分钟。②在一、三班中，移电缆开关和装药、连线、放炮是平行作业；③安装锚杆、初喷和装岩是平行作业；④在二、四班中，重车线钉道和打炮眼是平行作业；⑤安装锚杆、初喷和装岩是平行作业。掘进班：⑥一班和四班图形全等，二班和三班图形全等。
评分说明：意思相近或顺序倒置可酌情给分。按步骤每条2.5分；正规循环作业图占15分，思路到位可给予本题的及格分，不美观者酌情扣分!
煤矿开采技术专业
核心技能训练项目三
题目：一综采工作面煤壁长200米，采高2.8米，倾角5°，截深0.6米，采用AM-50型采煤机，双向割煤，端头斜切进刀，割煤过程中行走速度（考虑影响系数后)平均取3.7m/min。作业形式为三采一准，斜切进刀35米后达到截深，放煤滞后于割煤50米。
答：步骤：①横轴表示一天24小时，纵轴表示采煤工作面长度200米；下方是图例。②从工作面下平巷割煤至上平巷，割煤斜线与200米处的横轴线夹角为：tanα=200/72=2.7（m/min）所对应的角度。因为割一刀煤所用时间为：（200+35*2）÷3.7=72分钟。③放煤滞后于割煤50/3.7=13分钟。④作业形式为四六制，三班采煤，一班准备。⑤注意图形上下端斜切进刀35米的折线的表达。
评分说明：意思相近或顺序倒置可酌情给分。按步骤每条3分；正规循环作业图占15分，思路到位可给予本题的及格分，不美观者酌情扣分!
煤矿开采技术专业
核心技能训练项目四
题目：根据条件试绘制大巷装车式下部车场的平剖面图。
条件：单一煤层，采高2.5米，倾角10°，运输上山布置在煤层中，轨道上山布置在煤层底板12米处，两巷水平间距30米，运输大巷布置在煤层底板20米处。比例尺1：1000.煤矿开采技术专业
核心技能训练项目五
题目：根据条件试绘制大巷装车式下部车场的平剖面图。
条件：两层煤开采，煤层采高各2.5米，层间距20米，倾角25°，运输上山布置在下部煤层中，轨道上山布置在下部煤层底板15米处，两巷水平间距25米，运输大巷布置在下部煤层底板30米处。比例尺1：1000。
煤矿开采技术专业
核心技能训练项目六
题目：根据条件试绘制采区上部甩车场的平剖面图。
条件：单一煤层，采高2.5米，倾角20°，运输上山、轨道上山均布置在煤层中，两巷水平间距30米，车场绕道布置在煤层顶板板15米处。比例尺1：1000.煤矿开采技术专业
核心技能训练项目七
题目：根据条件试绘制采区绕道式中部车场的平剖面图。
条件：单一煤层，采高2.5米，倾角25°，运输上山、轨道上山均布置在煤层中，两巷水平间距25米，车场绕道布置在煤层顶板板10米处。比例尺1：1000.煤矿开采技术专业
核心技能训练项目八
题目：根据条件试绘制炮采工作面炮眼布置图。
条件：单一煤层，采高2.3米，倾角5°，采用五花眼布置，顶眼距顶板0.3米，仰角为0°，底眼距底板0.4米，俯角15°，水平角55°，比例尺1：100.
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