煤矿开采毕业论文之煤矿透水事故的措施

第一篇：煤矿开采毕业论文之煤矿透水事故的措施

毕业课题设计论文

题 目：浅 析 煤 矿 防 透 水 的 措 施

所在系（部）： 学 科 专 业：

煤矿开采技术 作 者 姓 名： 指导教师姓名： 学 号： 答 辩 日 期：

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第一章 绪论..................................................................3

1.引言........................................................................3

2.研究现状....................................................................3

3.煤矿开采学..................................................................3

第二章 煤矿水害.............................................................4

1.煤矿水害的基本内容........................................................4--6

2.煤矿防治水...............................................................6--10

3.防治的措施..............................................................10--18

4.案例分析................................................................18--19

第三章 煤矿透水............................................................19 1.透水预测................................................................19--27

2.探放水..................................................................27--30

第四章 事故救援............................................................30

1.现场撤离................................................................30--31

2.人员自救................................................................31--32

3.救护条件................................................................32--33

第五章 总则.............................................................34--35

致 谢.......................................................................36

第一章 绪论

一、引言：

总结过去发生的矿井水灾，往往是安全思想不牢，思想麻痹，从而情况不明，预防措施不当所致。

关键词：有疑必探，先探后掘。

二、现状：

我国是一个煤炭资源丰富的国家，在我国煤炭资源储量中，有很大一部分受水害威胁。在已建成和正在开采的矿井中，多数矿井受周边小窑及老空水威胁，水害十分严重。我矿打磨沟矿井曾因小窑越界开采，地表(水库)水从小窑贯人井下导致淹井，造成上千万元经济损失和人员伤亡；大庆井也曾因小窑越界开采打通井下，小窑水贯人而影响了安全生产。煤矿水害给国家和人民生命财产造成的损失是巨大的。所以水害的威胁就成了煤矿生产的重大灾害之一，我们必须提高警惕，做好煤矿防治水工作。

三、煤矿开采学：

《煤矿开采学》是研究煤矿开采技术及其内部规律性的综合性技术科学。

该课程将地下开采与露天开采，开采损害与保护，专业知识结构合理；融采矿理论与技术、工艺性及实践性为一体，培养学生既具有一定的煤矿开采理论知识，又具有良好的工程素养，既掌握坚实的工艺理论知识，又具有一定的实践技能。

课程主要讲述煤矿开采的基本理论与基本概念、开采方法与技术。包括采煤方法；准备方式及采区设计；井田开拓及矿井开采设计；矿井其他开采方法以及露天开采。采煤方法、准备方式与井田开拓是本课程的重点；建立井下开拓、开采系统及时-空概念是本课程的难点。

第二章 煤矿水害

第一节 煤矿水害的基本内容

一、煤矿水害的基本知识

矿井漏水来源，包括两类：

地下水； 地面水。

（一）煤矿水害

1.定义：凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的,增加吨煤成本使矿井局部或全部被淹没的水灾,都称为煤矿水害。2.性质：据统计，建国以来，在我国煤矿一次死亡3人以上的重大事故，水害居第三位；平均每次事故死亡7.06人，仅次于瓦斯和火灾事故。对我们达州地区而言，水害是特别可能发生的，并且是可能造成重特大事故的。

3.措施：我们应该根据矿井的具体情况，对症下药定，制定相关的技术措施和防护措施做到防患于未然，以便于减少煤矿水害带来的损失，甚至于防治煤矿水害的发生。4.类型：矿井水害的类型有以下几种：

1、地表水水害：水源为大气降水、地表水体（江、河、湖、水库、沟渠、坑塘等）。水源通过井口、采动冒落带、岩溶地面塌陷或熔洞、断层带及煤层顶底板封闭不良的旧钻孔充水和导水进入矿井。例如：1998年闽北地区突发洪灾，地处河流附近的煤矿，因河水暴涨而被淹，造成巨大的经济损失。

2、老空水水害：水源是古井、水窑、废巷及采空区的积水。当采掘工作面接近或沟通时，老空水进入巷道或工作面，造成事故。例如：1997年7月23日永定某矿上部小煤窑采空区透水，死亡3人。

3、孔隙水水害：龙永煤田煤系地层岩层含水性属弱——中等，但受大气降水补给明显，受其影响，表现为季节性4-9月份涌水量明显增大。

4、岩溶水水害：龙永煤田煤系地层中无灰岩，但受构造影响，直接与栖霞灰岩接口，由断裂沟通岩溶水进入矿井造成水害。例如：龙岩某基建井受岩溶水的严重影响，不得不在投资1300多万元，被迫下马。

5、裂隙水水害：水源为砂岩，砾岩等裂隙含水层的水，常受地表水或其它含水层补给，通过冒落带，断裂带，采掘巷道揭露顶板或底板砂岩水，或者封孔不良的老钻孔导水进入巷道或工作面。

第二节 煤矿防治水

一、《煤矿安全规程》对矿井防治水的主要规定：

1、煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件，编制中长期防治水规划和年度防治水计划，并组织实施。煤矿企业必须定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下工程对照图上标出其井田位置，开采年限、积水情况。

2、水文地质条件复杂的矿井，必须针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测，水害预测分析，并制定相应的“查、探、防、堵、截、排”等综合防治措施。

3、煤矿企业每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查。雨季受水威胁的矿井，应制定雨季防治水措施，并应组织抢险队伍，储备足够的防洪抢险物资。

4、煤矿企业必须查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，疏水能力和有关水利工程情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。

5、相邻矿井的分界处必须留防水煤柱。矿井以断层分界时，必须在断层两侧留有防水煤柱。已经互相连通的矿井，必须在连通的地方构筑足够强度的防水墙。防水煤柱的尺寸，应根据相邻矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质、开采方法以及岩层移动规律等因素，在矿井设计中规定。按照《矿井水文地性规程》规定，在水淹区或在积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小垂直距离不得小于巷道高度的10倍，防水煤岩柱的尺寸不得小于导水裂隙带的最大高度与保护层厚度之和，一般应大于30倍采厚。

6、矿井必须作好水害分析预报，坚持有疑必探，先探后掘的探放水原则。

a.探水或接近积水地区掘进前或排放被水淹井巷的积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。

b.探水眼的布置的超前距离，应根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。

c.正确确定探水线，探水线就是探水的起点，应根据积水区的位置、范围、水文地质条件及资料的可靠程度，以及采空区、巷道受矿山压力的破坏情况等因素来确定探水线。

二、矿井发生透水前的预兆：

一般说来，矿井透水前主要有几种预兆：

（1）挂汗。积水区的水，在自身压力作用下，通过煤岩裂隙而在采掘工作面的煤岩壁上聚结成许多水珠的现象，叫挂汗。井下空气中的水分遇到低温的煤体，有时也可能聚结成许多水珠的现象。区别真假挂汗的方法是，仔细观察新暴露的煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是透水预兆。

（2）挂红。矿井水中含有铁的氧化物，在它通过煤岩裂隙而渗透到采掘工作面的煤岩体表面时，会呈现暗红色水锈，这种现象叫挂红。挂红是一种出水信号。

（3）水叫。含水层或积水区内的高压水，向煤壁裂隙挤压时，与两壁磨擦会发出“嘶嘶”叫声，这就说明采掘工作面距积水区 8

或其他水源已经很近了若是煤巷掘进，则透水即将发生，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁的人员。

（4）空气变冷。采掘工作面接近积水区域时，空气温度会下降，煤壁发凉，人一进入工作面就有凉爽、阴冷的感觉；但应注意，受地热影响较大的矿井地下水的温度偏高，当采掘工作面接近积水区时，气温反而升高。

（5）出现雾气。当采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，就会被蒸发而形成雾气。（6）顶板淋水加大。（7）顶板来压，底板鼓起。（8）水色发浑，有臭味。

（9）采掘工作面有害气体增加，积水区向外散发出瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体。

（10）裂隙出现渗水。如果出水清净，则离积水区较远；若浑浊，则离积水区已近。

井下透水有预兆，十种现象要牢记；密切注意勤分析，防范措施不可少

第三节 防治措施

一、矿井水害的防治措施：

（一）矿井水害的预防措施：

预防水害的预防措施可以概括为防、排、探、放、疏、截、堵7个字。

防：即井上下防水设施及防水措施； 排：即井下排水设施和排水能力； 探：即井巷探水；

放：即对老空区积水、可疑水源采取放水，或超前放出顶板水；

疏：即疏水降压或疏干有害含水层； 截：即留设各种防水煤柱隔阻有害水源；

堵：即注浆堵住水口，或加固裂隙带，充填溶改造含水层，加固底板度。

（二）探放水注意事顶：

1、探水与掘进如何配合：

（1）双巷掘进交叉探水。当掘进上山时，如果上方有积水区，则巷道三面受水威胁，一般采取双巷掘进交叉探水。双巷之间每隔50m左右掘一条联络巷，作为安全躲避地点。一巷探水时，另一巷掘进，两巷探水与掘进相互交叉进行，直至巷道达到设计终点而结束。

（2）双巷掘进单巷超前探水。在倾斜煤层中掘进巷时，一般是用上方巷道超前探水的方式。

（3）平巷与上山配合探水：在同一煤层内，上部掘进上山，此时应先探水掘进平巷，然后再掘进上山，这样可避免上山掘进的危险性，又可减少上山掘进的探水工作量。

（4）隔离式探水。在水量大、水压强、煤层松软和节理发育的情况下，直接探水很不安全，需要采取隔离方式进行探水，如掘石门时，在石门中预先探放积水；或在巷道掘进迎头砌隔水墙，在墙外探水；此外，当相邻的煤层间距大于20m时，还可采用隔离层打孔的方法，探放另一煤层的老空积水。

2、探水巷道掘进时应采取哪些安全措施：

（1）探水巷道的掘进断面不宜过大，以缩小受压面积。同时应有两个安全出口，用于通风、流水和意外情况下人员撤退，一般情况下应双巷掘进，必要时在横贯之间开掘安全躲避硐室；

（2）掘进巷道的坡度不准起伏不平、以免低处的水流不出，施工人员有被堵截的危险；

（3）掘进工作面遇到透水征兆时，必须停止前进，加固支架，并将人员撤到安全地点，向调度室值班人员汇报；值班领导应组织有关人员到现场查看，分析情况，如果情况紧急，必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员；

（4）上山方向的水害未消除或正在探水时，为保证下山工作人员的安全，应暂停其工作，等水害威胁消除后再继续工作；

（5）探到老空并已放水的掘进工作面，如果不能马上与老空掘透而在几天后再掘进时，应重打2～3个检查孔，以免原有钻孔坍塌堵塞重新积水，切不可冒然掘进；

（6）探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向，沿着探水孔的中心线掘进，以免造成超前距和帮距缩小而遭遇老空透水，如因地质变化必须偏离时，就进行补充钻探或采取其它措施予以补救；

（7）大部分积水已经放过，在掘进时，还应注意盲巷老空积水或因断层的隔离而形成的孤立积水区；

（8）合理选择巷道掘进的爆破方法，在探水眼严密掩护下，且保持设计超前距和帮距时，可以采取多打眼、少装药、放小炮的方法，以利保持煤体抗压强度；

（9）严格执行三不装药制度：炮眼或掘进头有出水征兆、超前距离不够或偏离探水方向、掘进头支架不牢固或空顶超过规定时不装药；

（10）为了预防探 放后重新积水造成事故，上山巷道或坡度大的穿层斜石门掘进老空放炮时应将所有人员撤到联络横贯或下边平巷；

（11）在掘进打眼沿钻杆向外流水时，应停止工作，不准拔出或晃动钻杆，要设法固定，并向调度室报告，听候处理；

（12）老空放水后允许恢复掘进时，还必须充分注意：当掘到离老空区3～5m处应先用煤电钻打2～3个检查孔进行再次检查，只有在证实积水确已放净后方可揭露老空；揭露老空时，要先用小断面巷道从放水钻孔上方与老空做透，还要注意处理瓦斯等有害气体；

（13）在受水威胁地区施工的所有人员，都必须熟悉避灾路线。懂得突水后急救知识；

（14）掘进中各班班长必须在掘进工作面交接班，交接剩余允许掘进的距离，严禁超越；

（15）掘到批准位置时，其最后0.5m停止放炮，用手镐采齐迎头，以利下次探水时，安全套管不致安设在被炮震松的煤、岩层内。

（三）发生透水事故时的处理措施：

采掘工作在或其他地点发现有突水预兆时，必须发出警报，撤出所有受水威胁的人员。

最先发现透水的现场工作人员一方面报告矿调度室，另一方面迅速组织抢救。打木垛或用密集柱，堵住出水点，防止事故继续扩大；水势猛来不及进行加固时，人员应向高处撤退，安全出井。

井下突然突水，破坏了巷道中的照明和避灾路线上的指示牌，人员一旦迷失方向，必须朝着有风流通过而又能通达地面的上山巷道方向撤退，切勿进入独头下山巷道。

矿井透水发生后，原因灾情先摸透；立即报告调度室，受灾区域人撤走。

（四）透水后现场人员撤退时的注意事项：

（1）透水后，应在可能的情况下迅速观察和判断透水地点、水源、涌水量、发生原因、程度等情况，根据灾害预防和处理计划中规定的撤退路线，迅速撤退到透水地点以上的水平，而不能进入透水点附近及下方的独头巷道。

（2）行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或固定物体，尽量避开压力水头和泄水流，并注意防止被水中流动的矸石和木料撞伤。

水头来了躲不急，抓牢棚子暂躲避；冲不走来打不倒，水头过去再转移

（3）如透水破坏了巷道中的照明和路标，迷失行进方向时，遇险人员应朝有风流通过的上山巷道方向撤退。

（4）在撤退沿途和所经过的巷道交叉口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示救护人员的注意。

（5）如惟一的出口被水封堵无法撤退时，应有组织地在独头工作面躲避，等待救护人员营救。严禁盲目潜水逃生等冒险行为。

退路如果被水淹，切忌潜水去乱钻，等待水位降下去，撤出才能保安全

（五）透水后被围困时的避灾自救措施：

（1）当现场人员被涌水围困无法退出时，应迅速进入预先筑好的避难硐室中避灾，或选择合适地点快速建筑临时避难硐室避灾，迫不得已时，可爬上巷道中高冒空间待救。如系老窑透水，则须在避难硐室处建临时挡墙或吊挂风帘，防止被涌出的有毒有害气体伤害。进入避难硐室前，应在硐室外留设明显的标志。

（2）在避灾期间，遇险矿工要有良好的精神心理状态，情绪安定、自信乐观、意志坚强。要作好长时间避灾的准备，除轮流担任岗哨观察水情的人员外，其余人员均应静卧，以减少体力和空气消耗。

（3）避灾时，应用敲击的方法有规律、不间断地发出呼救信号，向营救人员指示躲避处的位置。

（4）被困期间断绝食物后，即使在饥饿难忍的情况下，也应努力克制自己，决不嚼食杂物充饥。需要饮用井下水时，应选择适宜的水源，并用纱布或衣服过滤。

（5）长时间被困在井下，发觉救护人员到来营救时，避灾人员不可过度兴奋和慌乱，以防发生意外。

第四节 案例分析

[案例1]透报废井巷积水造成的重大水害事故

1975年5月16日，苏邦煤矿东斜井发生一起透封闭老斜井积水的重大水害事故，死亡4人，重伤1人。

1985年老东斜井由建井公司施工，1962年仃建下马。1973年在老东斜井井口相对方向重建，由本矿负责施工，1975年投产，设计年产量为9万吨，1975年5月15日上半夜放炮出碴后，发现左边水沟石头缝有二处冒水，且有臭味，当班支架后，重补边炮眼，三次放炮都不响。下半夜接班后，队长张××认为是地质钻孔引起冒水，继续放炮。炮响后五分钟，队长带领工人进入工作面准备出碴，突然一声巨响，大量井巷积水一涌而出，队长和林××被水冲垮的桩木、石头堵在运巷中，当场死亡。在+100 18

井底水泵房抽水的水泵工张××因水势太猛，水量太大，来不及避难也被淹死在+100进底。另外，在仃建老井口所盖工棚居住的民工，由于突然透水，老斜井形成真空，产生负压，洞口塌陷，一位民工连同床铺掉入老东斜井内死亡。[案例2]透积水老窑造成的重大水害事故

2002年8月的某一天，早上11：30分左右，××煤矿201采区+320区段南41#煤层切眼上山发生透水事故，造成3人死亡，1人失踪。

××煤矿201采区+320区段南41#煤层与老窑相邻，但具体开采深度、积水情况不明。矿井开展了老窑情况调查，但未考虑到随意倾倒的水煤窑矸石冲填作用，地表已升高将近10米，有一个被矸石填埋又有下山开采的小煤窑未调查到，积水量高达1400立方米。矿井虽然有编制了探水方案，并进行了探水，但由于煤层倾角大，煤层厚度大，煤质松软，造成煤层冒落，探水施工难度大，最后由于煤层冒落带连通积水老窑，造成透水事故。

第三章 煤矿透水

第一节 透水预测

一、透水预兆：

（一）定义：矿井突水(透水)是指矿井在正常生产中突然发生的具有一定数量来势凶猛的涌水现象。

（二）掌握一些常见的透水预兆，在对于预测方法的研究有着极为重要性和必要性，将其总结如下：

1、岩壁挂红：围岩水中含有铁的氧化物，在通过矿床或岩层裂隙时，附着在裂隙表面的暗红色水锈。一般认为巷道接近积水区。

2、岩壁挂汗：当采掘工作面接近积水区时，积水在自身压力作用下，通过围岩裂隙缝透过岩壁，聚成水珠。

3、空气变冷：工作面接近积水区时，气温骤然下降，岩壁发凉，人一进去有阴冷的感觉，时间越长就越感觉到阴凉。但有地热问题的矿井，地下水温高，当掘进工作面接近时，温度反而升高。

4、发生雾气：当巷道内温度很高时，积水渗到岩壁后，引起蒸发而形成雾气。

5、在采掘面中，若在岩壁、岩层 内听到“吱吱”的水呼声时，表征因水压大，水向裂隙中挤压发出的响声，说明离水体不远即将突水，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

6、底板鼓起：底鼓有两种原因：一种是底板承压含水体静水压力和矿山压力共同作用的结果，这是突水预兆；另一种是受矿山压力单方面作用而产生底鼓，一般不突水。当发生底鼓时，要监视底鼓的发展变化，并报告矿井调度室。经技术人员调查核实确定底鼓原因。若是前种原因，须采取紧急措施：先在底鼓地段铺设密集地梁，打木垛控制底鼓发展。在底鼓基本被控制情况下，可在底鼓地段外侧打钻孔放水泄压。

二、透水的四种预测方法：

1、地质环境预测法：

不利的地质因素是造成煤矿突水最直接的原因，其中，煤层围岩的性质对于突水也有很大的影响。20世纪 60年代初，中国水文地质工作者提出“突水系数”的概念，匈牙利学者提出了“相对隔水层厚度”的概念(意义上相当于突水系数的倒数)。杨淑敏给出了地质环境分析，认为断裂构造是煤矿突水的主控因素，并结合大小断层提出了不同的解决方法。田立新等分析了石壕煤矿12051工作面下巷突水原因，指出突水水源为奥陶系承压岩溶裂隙水，导水通道为落差97 m的大断层，建立了断层承压岩溶突水模型，提出了矿井防治水工作建议。高琪等就结合单斜发育的沿煤岩层在不利的构造裂隙弧下，研究了车集煤2401综采工作面的突水机理与控制。由此可见，不同的地质环境，尤其是煤层的围岩性质对突水的预测起到了重要的影响。

2、地球物理预测法：

（1）矿井直流电法：

直流电法勘预是以煤、岩层的导电性差异为基础，通过人工向地下供入稳定电流，观测大地电流场的分布规律，从而确定岩、矿体物性(如贫、富水区域)的分布规律或地质构造的特征。

直流电法灵活，根据不同预测目的，可以采用多种工作装置形式。井下预测通常应用对称四极测深装置、三极测深装置和

点三极超前预装置。直流电法具有理论成熟、仪器简便、抗干扰能力强的优点，可用于预测巷道掘进工作面前方富水体范围、划分顶底板岩层贫富水区域、确定工作面回采时的易突水地段、评价工作面回采时的水害安全性等。

在应用上，超前预测巷道掘进工作面前方断层。用三点三极超前预装置对某矿 一200m流水巷掘进过程连续进行跟踪式超前预测。在2005年8月预测时，发现掘进工作面前方2O．5～26．Om段存在一个较为明显的低阻异常段(图 1)，物预判断为断裂破碎带。布置钻机打钻预验，钻机进尺 21．Om处预到断层，证实了预测结果。

（2）矿井瞬变电磁法：

瞬变电磁法(TEM)是利用不接地 回线(大回线磁偶源)或接地线源(电偶源)向地下发送一次场，在一次场的间歇期间，测量地下介质的感应电磁场(二次场)电压随时间的变化。该二次场的大小及衰减速度与地下地质体有关，根据二次场衰减曲线的特

征，就可以判断地下地质体的电性、规模、产状等。

瞬变电磁技术分辨率高但易受干扰。实施预测时，应采取一定的抗干扰措施，如调高电流强度。同时，井下巷道内应清理干净，电缆尽可能断电。发射线圈和接收线圈尽量远离金属体且附近最好无积水。总之，要尽可能创造有利的预测环境，保障预测效果。

凤凰山矿95312工作面进风巷掘进过程中。地质调查得知前方可存在多年前形成的采空区，根据水文地质条件分析采空区可能存在积水，但不能确定是否确实存在采空区及采空区的准确位置。为了保证巷道掘进安区，在掘进头处利用超前预测装置进行了瞬变电磁超前预测（预测结果显示见图2)，掘进头前方约37m处存在大的低阻异常区，可能有采空区积水。

为验证物预结果并指导工作面设计，在采取相应措施下打钻预验朝巷道正前钻预时，进尺到35rla处出水，防水量达 2万多立方米。与预测结果相符，避免了采空水害的发生，确保了矿

井的生产安全。图2横坐标为超前预测距离，纵坐标为预测角度，曲线为富水性分析指标等值线，不同色界代表视电阻率相对高低，数值越小，视电阻率越低，富水性相对也越强。

3、GIS预测法：

地理信息系统，简称GIS，是管理和研究空间数据的技术系统，在计算机硬件和软件的支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理。它具有便于保护和提取信息、成本低、运算速度快以及能经行手工操作难以完成的综合、多维分析等优点。目前，GIS预测系统正广泛应用于矿井的突水方面。利用GIS预测方法，对太原东山煤矿的15号煤层开采地板突水预测预报进行了研究，并取得了很好的效果，具体实践流程如下：

4、同位素分析法：

环境同位素在煤矿地下水及突水的研究中用途是最为广泛的。它是通过天然水中的同位素浓度来追溯、反演地下水的形式、运移和演变机理。目前应用最多的环境同位素有H，H，O，C等核元素，其中。H具有良好的计时性和示踪特性。通过华丰煤矿各含水层水样，以及四煤顶板出水样的O，H同位素值分析，指出该矿三采区上下部砾岩含水层连通性差，分别由不同水源补给；井下四煤顶板出水仍为砂岩水，并非注浆水下漏所致，证实

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了人工水化学离子示踪的成果。三、四种方法的分析比较：

预测方法

地质环境预测法

地球物理预测法

GIS技术预测

同位素分析预测法

优点 根据各区域地质及水文地质条件得

知，只对某一地区具有较高的实用性和精确度。矿井直流电法抗

干扰强、理论成熟、一起简单 综合考虑各种地质水文条件、快速获取所需信息、实时决

策、可对空间数据经

行精确处理和多维

分析，并能以图形报

告的形式表示结果，实用性强，应用广泛。

易于分析，具有

直观性，为了解矿区

缺点

应用不普遍

矿井瞬变电磁法

易受环境干扰，难以确定网络优

化结构、实践时间

长、观测工序复杂、要求严格

粗糙判断

地质和水文地质条件打好基础。

任何一种单一的预测方法都有局限性，在实际工作中，应根据据具体问题，结合实际情况尽可能采用联合预测的方法，充分发挥每一种方法的优点，从而有效地对矿井突水经行预测和防治。

四、结束语：

矿井透水是煤矿生产的常见问题，在长期的生产实践过程中，我们要仔细观察，认真分析原因及机理，熟练掌握突水的预测方法，加强研究总结，加大监督力度，力争避免或降低突水事故的发生几率，保证安全生产。

第二节 探放水

一、探水与掘进如何配合：

（1）双巷掘进交叉探水。当掘进上山时，如果上方有积水区，则巷道三面受水威胁，一般采取双巷掘进交叉探水。双巷之间每隔50m左右掘一条联络巷，作为安全躲避地点。一巷探水时，另一巷掘进，两巷探水与掘进相互交叉进行，直至巷道达到设计终点而结束。

（2）双巷掘进单巷超前探水。在倾斜煤层中掘进巷时，一般是用上方巷道超前探水的方式。

（3）平巷与上山配合探水：在同一煤层内，上部掘进上山，此

时应先探水掘进平巷，然后再掘进上山，这样可避免上山掘进的危险性，又可减少上山掘进的探水工作量。

（4）隔离式探水。在水量大、水压强、煤层松软和节理发育的情况下，直接探水很不安全，需要采取隔离方式进行探水，如掘石门时，在石门中预先探放积水；或在巷道掘进迎头砌隔水墙，在墙外探水；此外，当相邻的煤层间距大于20m时，还可采用隔离层打孔的方法，探放另一煤层的老空积水。

二、探水巷道掘进时应采取哪些安全措施：

（1）探水巷道的掘进断面不宜过大，以缩小受压面积。同时应有两个安全出口，用于通风、流水和意外情况下人员撤退，一般情况下应双巷掘进，必要时在横贯之间开掘安全躲避硐室；（2）掘进巷道的坡度不准起伏不平、以免低处的水流不出，施工人员有被堵截的危险；

（3）掘进工作面遇到透水征兆时，必须停止前进，加固支架，并将人员撤到安全地点，向调度室值班人员汇报；值班领导应组织有关人员到现场查看，分析情况，如果情况紧急，必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员；

（4）上山方向的水害未消除或正在探水时，为保证下山工作人员的安全，应暂停其工作，等水害威胁消除后再继续工作；（5）探到老空并已放水的掘进工作面，如果不能马上与老空掘透而在几天后再掘进时，应重打2～3个检查孔，以免原有钻孔坍塌堵塞重新积水，切不可冒然掘进；

（6）探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向，沿着探水孔的中心线掘进，以免造成超前距和帮距缩小而遭遇老空透水，如因地质变化必须偏离时，就进行补充钻探或采取其它措施予以补救；（7）大部分积水已经放过，在掘进时，还应注意盲巷老空积水或因断层的隔离而形成的孤立积水区；

（8）合理选择巷道掘进的爆破方法，在探水眼严密掩护下，且保持设计超前距和帮距时，可以采取多打眼、少装药、放小炮的方法，以利保持煤体抗压强度；

（9）严格执行三不装药制度：炮眼或掘进头有出水征兆、超前距离不够或偏离探水方向、掘进头支架不牢固或空顶超过规定时不装药；

（10）为了预防探 放后重新积水造成事故，上山巷道或坡度大的穿层斜石门掘进老空放炮时应将所有人员撤到联络横贯或下边平巷；

（11）在掘进打眼沿钻杆向外流水时，应停止工作，不准拔出或晃动钻杆，要设法固定，并向调度室报告，听候处理；（12）老空放水后允许恢复掘进时，还必须充分注意：当掘到离老空区3～5m处应先用煤电钻打2～3个检查孔进行再次检查，只有在证实积水确已放净后方可揭露老空；揭露老空时，要先用小断面巷道从放水钻孔上方与老空做透，还要注意处理瓦斯等有害气体；

（13）在受水威胁地区施工的所有人员，都必须熟悉避灾路线。

懂得突水后急救知识；

（14）掘进中各班班长必须在掘进工作面交接班，交接剩余允许掘进的距离，严禁超越；

（15）掘到批准位置时，其最后0.5m停止放炮，用手镐采齐迎头，以利下次探水时，安全套管不致安设在被炮震松的煤、岩层内。

（三）发生透水事故时的处理措施：

采掘工作在或其他地点发现有突水预兆时，必须发出警报，撤出所有受水威胁的人员。

最先发现透水的现场工作人员一方面报告矿调度室，另一方面迅速组织抢救。打木垛或用密集柱，堵住出水点，防止事故继续扩大；水势猛来不及进行加固时，人员应向高处撤退，安全出井。

井下突然突水，破坏了巷道中的照明和避灾路线上的指示牌，人员一旦迷失方向，必须朝着有风流通过而又能通达地面的上山巷道方向撤退，切勿进入独头下山巷道。

第四章 事故救援 第一节 现场撤离

一、透水后现场人员撤退时的注意事项：

（1）透水后，应在可能的情况下迅速观察和判断透水地点、水源、涌水量、发生原因、程度等情况，根据灾害预防和处理计划中规定的撤退路线，迅速撤退到透水地点以上的水平，而不能进入透水点附近及下方的独头巷道。

（2）行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或固定物体，尽量避开压力水头和泄水流，并注意防止被水中流动的矸石和木料撞伤。

（3）如透水破坏了巷道中的照明和路标，迷失行进方向时，遇险人员应朝有风流通过的上山巷道方向撤退。

（4）在撤退沿途和所经过的巷道交叉口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示救护人员的注意。

（5）如惟一的出口被水封堵无法撤退时，应有组织地在独头工作面躲避，等待救护人员营救。严禁盲目潜水逃生等冒险行为。

第二节 人员自救

一、透水后被围困时的避灾自救措施：

（1）当现场人员被涌水围困无法退出时，应迅速进入预先筑好的避难硐室中避灾，或选择合适地点快速建筑临时避难硐室避灾，迫不得已时，可爬上巷道中高冒空间待救。如系老窑透水，则须在避难硐室处建临时挡墙或吊挂风帘，防止被涌出的有毒有害气体伤害。进入避难硐室前，应在硐室外留设明显的标志。

（2）在避灾期间，遇险矿工要有良好的精神心理状态，情绪安定、自信乐观、意志坚强。要作好长时间避灾的准备，除轮流担任岗哨观察水情的人员外，其余人员均应静卧，以减少体力和空气消耗。

（3）避灾时，应用敲击的方法有规律、不间断地发出呼救信号，向营救人员指示躲避处的位置。

（4）被困期间断绝食物后，即使在饥饿难忍的情况下，也应努力克制自己，决不嚼食杂物充饥。需要饮用井下水时，应选择适宜的水源，并用纱布或衣服过滤。

（5）长时间被困在井下，发觉救护人员到来营救时，避灾人员不可过度兴奋和慌乱，以防发生意外。

第三节 救护条件

一、井下避难人员生存的空气条件：

根据科学分析及大量案例证实，在下列条件下，避险人员有生存可能：02≥10％，C02≤10％，CO≤0．04％，H2S≤0．02％，NO：<0．01％，S02

二、井下避难人员生存的食物条件：

人的生存除空气外，还需要食物。突水后遇险人员食物缺乏，靠喝水、啃坑木、棉衣、煤块、电线„„维持生命。事实上这些东西毫无营养价值。不能被人体吸收，也根本消化不了，吃下去只能把胃撑起来，减少饥饿痛苦而已。水是人体的重要组成

部分，人体有78％是由水组成的。水虽无营养价值，但人在断食情况下，喝水可以促进新陈代谢，消耗体内储存的糖、蛋白质，以维持人体能源供给。被困人员要有水喝、有空气，就可以生存一段时间。据报道，世界上靠只喝水维持生存的最长时间是58天。

三、抢救长期被困井下人员时的注意事项：

实践证明，抢救长期被困井下的人员时，如不采取相应措施幸存人员也会死亡。在抢救长期被困井下的人员时，禁止用灯光照射他们的眼睛(可使光束避开他们的眼睛，或用红布，衣片罩住灯光，使光线减弱；或用布蒙住他们的眼睛)，保持体温，进行体检并给予必要的治疗(包扎、输液等)；不能立即抬出井口，应分段搬运到安全地点，让其逐渐适应环境；不能吃硬食和过量食物，以免损坏消化系统；短期内不要让其亲友探视，以免过度兴奋造成血管破裂。

第五章 总 则

第一条 为加强煤矿的防治水工作，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法律、行政法规，制定本规定。

第二条 煤矿企业（矿井）、有关单位的防治水工作，适用本规定。

现行煤矿安全规程、规范、标准等有关防治水的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。

第三条

防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。

第四条 煤矿企业、矿井的主要负责人（含法定代表人、实际控制人，下同）是本单位防治水工作的第一责任人，总工程师（技术负责人，下同）具体负责防治水的技术管理工作。

第五条 煤矿企业、矿井应当按照本单位的水害情况，配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。

水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，除符合本条第一款规定外，还应当设立专门的防治水机构。

第六条 煤矿企业、矿井应当建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查

治理制度。

第七条 煤矿企业、矿井应当编制本单位的防治水中长期规划和年度计划，并组织实施。

第八条 煤矿企业、矿井的井田范围内及周边区域水文地质条件不清楚的，应当采取有效措施，查明水害情况。在水害情况查明前，严禁进行采掘活动。

发现矿井有透水征兆时，应当立即停止受水害威胁区域内的采掘作业，撤出作业人员到安全地点，采取有效安全措施，分析查找透水原因。

第九条 煤矿企业、矿井应当对职工进行防治水知识的教育和培训，保证职工具备必要的防治水知识，提高防治水工作的技能和抵御水灾的能力。

第十条 煤矿企业、矿井应当加强防治水技术研究和科技攻关，推广使用防治水的新技术、新装备和新工艺，提高防治水工作的科技水平。

水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，应当装备必要的防治水抢险救灾设备。

致谢词

毕业设计是对我们一次知识运用的一次全面的考核，也是对我们进行科学实践的基本功的一次考核训练，培养我们综合运用所学知识独立分析问题和解决的能力，为以后撰写专业学术论文以及以后的工作打下了良好的基础。

本次设计能够顺利完成，首先，我应该感谢我的母校—达州职业技术学院，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里能够茁壮的成长；其次，我还要感谢机械电子与信息工程的老师们，特别是煤矿开采专业的任课老师们，他们不仅教会我们专业知识，而且教会我们做人和做事的道理；当然，更要感谢的是在本次设计中给与我帮助的老师，没有问题，老师总是耐心解答，使我能充满热情的投入到毕业设计中去；还要感谢我的同学们，他们热心的帮助，使我感到了来自兄弟之间的友谊；最后，还要感谢相关资料的编著和实习单位对我的帮助，感谢你们为我提供那么一个温馨的环境，使本次设计能够完满的完成。

第二篇：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

第三篇：七台河煤矿透水事故

郑州广众科技发展有限公司

七台河煤矿透水事故

郑州广众科技报道:

黑龙江省七台河市福瑞祥煤矿2012年12月2日下午突发透水事故，截至17时，2人获救，14人仍在营救中。据气象局报道，当地夜晚温度为零下20度至26度，救援工作较难开展，这样就对矿山自备的，压风自救系统有很高的要求。福瑞祥煤矿是年产4万吨的老矿，前身为国营煤矿，可能在国营转型过程中矿山安全装备全自动化，未完全更新。以至于如今的透水事故危及十几名矿工生命安全。据调查，矿工最高年龄40多岁，最低32岁，正值壮年，家庭支柱。广众科技本着对矿山各大系统自动化改造的经验，压风自救系统的研发，一直以矿山安全为己任！望救援工作顺利开展，挽救生命，挽救家庭，但矿山安全不能依靠事故后的救援，广众技术咨询138381，88121。

技术支持:0371-60991900

第四篇：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

第五篇：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；