【正文】 損壞千斤頂措施等的研究,提高可靠性,縮小其與中厚煤層(采高3m左右)產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。采煤機在線與離線相結(jié)合的 “油磨屑”監(jiān)測和溫度、電信號的監(jiān)測。深井作業(yè)場所工作環(huán)境的變化。深礦井開采熱害治理技術(shù)與裝備。優(yōu)化巷道布臵,減少矸石排放的開采技術(shù)改進、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布臵,以實現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo),研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布臵及工藝技術(shù)評價體系專家系統(tǒng),實現(xiàn)開采方法、開采布臵與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。運用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律,提出放頂煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。 研究開發(fā)新型的支護設(shè)備研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架,完善液壓支架性能和快速移架系統(tǒng),開發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。本文分析了綠色開采技術(shù),總結(jié)了我國煤礦綠色開采方法的發(fā)展現(xiàn)狀,對科學(xué)采礦具有一定的指導(dǎo)意義。隨著我國礦井開采深度的不斷增加,礦山壓力顯現(xiàn)及沖擊地壓等動力災(zāi)害發(fā)生的頻次增加,強度增大,危及礦井的安全生產(chǎn)。屆時,煤炭產(chǎn)量很可能無法滿足工業(yè)需求。目標(biāo)是取得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。排放矸石占用土地污染環(huán)境—“煤炭地下氣化”等。(3)水在裂巖體中的滲流規(guī)律。因此,保水開采包含水資源保護、水資源利用(煤水共采)和水災(zāi)害防治等多項重要內(nèi)容。影響當(dāng)?shù)鼐用裾５纳a(chǎn)生活,進而影響區(qū)域植被生長,甚至土地沙漠化。但由于我國大部分煤體透氣性低,在本層內(nèi)抽采瓦斯有難度。(4)回風(fēng)井回收瓦斯。該法可以緩和工作面支承壓力產(chǎn)生的礦壓顯現(xiàn),改善采場和巷道維護狀況,有效減少地表下沉和變形,提高煤礦采出率,保護地面建筑物、構(gòu)筑物、生態(tài)環(huán)境和水體。將巖巷和半煤巖巷掘進矸石用礦車運至井下矸石車場,經(jīng)翻車機卸載后,矸石經(jīng)破碎機破碎,而后進入矸石倉。在自移式液壓支架后端增加后懸臂等配件,采用可調(diào)高但掛鏈懸掛充填刮板輸送機溜槽,懸掛是為了增加充填垂直高度。破碎后的矸石經(jīng)上下山輸送機、平巷輸送機運至液壓支架后的充填刮板輸送機,在采空區(qū)卸載。矸石經(jīng)充填機、充填管路充填采空區(qū)。我國早在20世紀(jì)初就開始應(yīng)用水砂充填采煤法,目前水砂充填技術(shù)已經(jīng)十分成熟。 膏體充填膏體充填技術(shù)是1979年在德國的格倫德鉛鋅礦首先發(fā)展起來的,由于膏體充填具有料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、充填效率高、成本較低等優(yōu)點,這項技術(shù)試驗成功以后在金屬礦山得到較快的發(fā)展,在包括中國在內(nèi)的許多國家得到應(yīng)用。膏體是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等組成,由地面設(shè)備加工而成的類似牙膏的流體,具有十分良好的流動性和可泵性。膏體充填開采是綠色開采技術(shù)的重要組成部分,是解決煤礦開采環(huán)境問題的理想途徑,是解決村莊等建筑物下大量壓煤開采問題的迫切需要。煤炭地下氣化是一種整體綠色開采技術(shù)。但是,地下煤炭氣化燃燒產(chǎn)生的苯和酚是致癌物質(zhì),有可能毒化水資源。要實現(xiàn)綠色開采,需要綜合研究和解決經(jīng)濟與技術(shù)等方面的問題。井田工程地質(zhì)條件，2號煤層為中等，9+10號煤層為簡單?！?。第一章 井田概況和地質(zhì)特征第一節(jié) 礦區(qū)概述一、礦區(qū)地理位置及交通條件山西中強福山煤業(yè)有限公司水地莊煤礦位于浮山縣城東，、南北兩側(cè)一帶，行政區(qū)劃隸屬天壇鎮(zhèn)管轄。55＇44＂，北緯35176。區(qū)內(nèi)多為山區(qū)荒地和林地，以雜草叢生為主，南、北部山上生長有落葉松樹，覆蓋率40%左右。二、井田地質(zhì)構(gòu)造本井田位于呂梁—太行斷塊之沁水塊坳的次級構(gòu)造單元，郭道—安澤近南北向褶帶中南段西部邊緣。主要褶皺、斷裂特征如下：褶曲井田內(nèi)發(fā)育三條軸向北北東向褶皺，編號分別為ZZZZ4。Z2向斜：發(fā)育在井田的南東部，軸向為北東向，兩翼地層傾角6176。落差最大達(dá)20m。E，傾向NNE，傾角70176。綜上所述，井田內(nèi)斷層較發(fā)育，但斷距較小，58m間，對煤層、地層的破壞影響較小；褶皺多屬寬緩褶曲，對煤層、地層沒有明顯影響。清水河、渾水河平時干枯無水，雨季有水均由東向西匯集于井田西部外柏村河河谷，然后匯入澇河于臨汾注入汾河，汾河至河津縣禹門口流入黃河，屬黃河流域汾河水系。上馬家溝組厚度為40—150m。水質(zhì)類型屬重碳酸、硫酸—鈣鎂水。m。工業(yè)用途評價根據(jù)煤炭質(zhì)量分級國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/），9+10號煤為特低灰—中灰、高硫分、中—特高熱值無煙煤，由于硫分嚴(yán)重超標(biāo)，建議作為化工用煤使用，若作為動力用煤及民用燃料，應(yīng)首先研究解決脫硫問題。井田東西寬2740m，南北長4000m， km2，由8個拐點坐（6176。礦井地質(zhì)資源/儲量（1）儲量估算范圍9+10號煤層，在井田上部2號煤層屬于不可采區(qū)，不具開采條件，主要開采9+10號煤層。因此，未進行資源/儲量估算。2煤炭資源估算指標(biāo)：煤層厚度≥ 最高灰分（Ad）40% 最高硫分（St,d）3% 最低發(fā)熱量（Qnet,d）17MJ/kg(PM)、(WY)9+10號煤硫分含量較高，%，由于作為化工用煤使用。（4）資源/儲量估算參數(shù)計算面積厚度確定：面積采用水平投影面積；各塊段厚度采用鄰近工程點煤層厚度算術(shù)平均求得，與煤分層合并計算采用厚度。因此，礦井工業(yè)資源/ Mt。（3）斷層及陷落柱煤柱本井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，可采區(qū)域內(nèi)無斷層、陷落柱，故不考慮留設(shè)斷層及陷落柱煤柱。安全煤柱及各種煤柱的留設(shè)和計算方法。第三章 礦井工作制度生產(chǎn)能力第一節(jié) 礦井工作制度設(shè)計礦井井下采用“四第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限。井筒數(shù)目及用途：礦井，共布置三個井筒：即：主斜井、副斜井、回風(fēng)立井。34′，三心拱斷面。56′，斜長408m?；鶐r段采用錨網(wǎng)噴支護方式，噴層厚度150mm。（2）地面平坦、開闊，場地挖方填方量小，工程地質(zhì)條件好。方案一（三井筒方案），井田邊界附近，在浮山—沁水縣級公路水地莊處，回風(fēng)立井場地選在駝腰村西。34′，落底標(biāo)高+698m。斜長408m，傾角29176?；仫L(fēng)立井井口標(biāo)高+960m,井筒凈直徑5m,，垂深276m。在主斜井底設(shè)煤倉一個，布置通風(fēng)行人巷。斜長472m。擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)，兼做進風(fēng)井和安全出口。半圓拱斷面，,。另一個井口標(biāo)高+960m,井筒凈直徑為5m,，垂深276m。在主斜井底設(shè)煤倉一個，布置通風(fēng)行人巷。采區(qū)接續(xù)為：先采北采區(qū)，南一采區(qū)為接續(xù)采區(qū)。4）工業(yè)場地壓煤量小，資源回收率高。綜上所述，方案一與方案二相比，井筒數(shù)量少，占地面積?。槐容^集中，便于生產(chǎn)管理。第三節(jié) 主要運輸大巷的布置方式和位置選擇井田中部，主、副斜井井底向東方向布置礦井集中膠帶機運輸大巷和集中軌道運輸大巷至井田東邊界，平行軌道巷間隔20米布置一條總回風(fēng)大巷至井田東邊界回風(fēng)立井。根據(jù)井田內(nèi)地質(zhì)。根據(jù)井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存特點以及采空區(qū)的范圍，結(jié)合工作面裝備水平，為適應(yīng)安全高效綜合產(chǎn)業(yè)工作面的布置要求，設(shè)計確定大采區(qū)尺寸、增加工作面推進長度、盡量減少工作面搬家次數(shù)，提高礦井單產(chǎn)及效率。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟多方面比較，本設(shè)計推薦方案一。方案一缺點：1））安全出囗少, ： 1）主扇選型功率小。2）井筒工程量及井筒裝備投資均比較省3）與方案二相比，井筒初期井巷工程量少，投資省。礦井共劃分為三個采區(qū)，即北采區(qū)、南一采區(qū)和南二采區(qū)。井田內(nèi)可采煤層為9+10號煤層，2號煤距離9+，全井田共劃分一個水平，井底車場設(shè)在9+10號煤層，水平標(biāo)高+,集中膠帶機運輸大巷和集中軌道運輸大巷，專用回風(fēng)大巷,并按原有方位向東延伸至井田東部邊界附近?；仫L(fēng)立井兩個, 一個井口標(biāo)高+960m,井筒凈直徑為5m,，垂深276m。斜長408m，傾角29176。34′，落底標(biāo)高+698m。采區(qū)接續(xù)為：先采北采區(qū)，南二采區(qū)為接續(xù)采區(qū)。井田內(nèi)可采煤層為9+10號煤層，2號煤距離9+，全井田共劃分一個水平，井底車場設(shè)在9+10號煤層，水平標(biāo)高+,集中膠帶機運輸大巷和集中軌道運輸大巷，專用回風(fēng)大巷,并按原有方位向東延伸至井田東部邊界附近。半圓拱斷面，,。擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)，兼做進風(fēng)井和安全出口。斜長472m。（4）井口及工業(yè)場地盡量位于儲量中心，減少井下運輸、通風(fēng)、井巷工程費用?；鶐r段采用錨網(wǎng)噴支護方式，噴層厚度150mm。擔(dān)負(fù)排矸、運送材料、下放設(shè)備、上下人員等任務(wù)兼做進風(fēng)井和安全出口。裝備帶寬B＝1000mm的膠帶機，擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)，兼做進風(fēng)井和安全出口。斜長540m。第四章 井田開拓方式第一節(jié)井口位置、形式、數(shù)目一、井田共布置三個井筒主斜井、副斜井、回風(fēng)立井。八”作業(yè)制，即每天3班作業(yè)，2班生產(chǎn)，1班檢修，每班工作8h?；鶐r移動角72176。（1）工業(yè)場地煤柱工業(yè)場地的煤柱：長*寬*煤厚經(jīng)計算（2）大巷煤柱設(shè)計考慮本礦井大巷兩側(cè)各留設(shè)30m保護煤柱。（1）井田邊界井田邊界煤柱在本井田內(nèi)一側(cè)按20m留設(shè)。（5）資源/儲量類別劃分原則井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜程度為簡單；煤層穩(wěn)定程度：9+10號煤層為穩(wěn)定煤層，為厚度和資源/儲量占優(yōu)勢的煤層，以此煤層選擇基本線距。（3）資源/儲量估算方法本井田主要可采煤層穩(wěn)定、較穩(wěn)定，傾角均小于15176。煤層傾角＜25176。井田內(nèi)僅9+10號煤層為可采煤層，并估算了其資源儲量。井田周圍均為國有空白區(qū)，再無其它小煤窯開采。第二章井田境界與儲量第一節(jié)井田境界。第三節(jié) 煤層的埋藏特征 9+10＃煤層為太原組下部可采煤層，煤變質(zhì)程度為無煙煤階段。（3）二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖含水層山西組碎屑巖含水層主要為2號煤層頂板以上由細(xì)、中粒砂巖組成，厚度變化大，平均1213m，其含水層富水性與裂隙發(fā)育程度有關(guān)。由深灰色厚層狀灰?guī)r夾薄層狀泥灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r組成。本組灰?guī)r按上、中、下依次劃分為峰峰組、上馬家溝組、下馬家溝組。因此，本井田構(gòu)造類型屬簡單類型。井田內(nèi)延伸長度1200余m。井田內(nèi)延伸長度2200m。基本為一對稱舒緩向斜，軸向延伸1500m。10176。但因井田處于褶皺帶西部邊緣，受鄰近構(gòu)造帶影響，井田內(nèi)構(gòu)造特征表現(xiàn)為中部、東部以褶皺為主，西側(cè)斷裂發(fā)育，使地層、煤層均受破壞，但總體傾向以南東為主，傾角一般3176。礦井供電電源采用雙回路，一路10kv電源引自浮山110kv變電站，距離3km，另一路10kv電源引自灣子里35kv變電站。58＇40＂。地理坐標(biāo)為111176。2號煤層為特低灰中灰、特低硫低硫、中熱值高熱值貧煤；9+10號煤層為特低灰中灰、高硫分、中熱值特高熱值無煙煤。無地溫、地壓異常。綠色采礦是形成綠色礦業(yè)及礦區(qū)綠色家園的重要組成部分,相信隨著綠色開采的不斷發(fā)展和完善,煤礦綠色開采一定會發(fā)揮它應(yīng)有的作用,為人類與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。目前我國的地下氣化技術(shù)仍處于工業(yè)試驗階段,有很多問題需要去研究和探索。我國于19581960年曾在16個礦區(qū)進行試驗,于1962年停止,1984年又開始了新的試驗,1994年達(dá)到連續(xù)產(chǎn)氣295 d,產(chǎn)氣量為200 m3/h,~ MJ /m,采用的是有井式、長通道、大斷面的煤炭地下氣化方法?？梢圆糠窒禾块_采對環(huán)境的污染和煤炭燃燒對生態(tài)環(huán)境的不利影響與破壞。膏體充填技術(shù)的核心是膏體充填材料,膏體充填材料的強度對膏體充填的效果起決定作用。太平煤礦膏體充填系統(tǒng)是我國煤礦第一個膏體充填示范工程,2006年5月工業(yè)性試采取得成功。在貯砂室,砂與水混合成砂漿,經(jīng)充填管路送至工作面采空區(qū)，并在采空區(qū)脫水,砂子形成充填體,廢水經(jīng)采區(qū)流水上山和流水道流入采區(qū)沉淀池,經(jīng)沉淀后,澄清的水流入水倉,用水泵經(jīng)排水管將水排至地面貯水池,以供循環(huán)利用。機械矸石充填對充填材料要求不嚴(yán)格,使用設(shè)備也較少,在我國山東礦區(qū)發(fā)展較快,有推廣趨勢。風(fēng)力充填材料粒度的直徑不宜大于充填管道的1/21/3。每2節(jié)中部溜槽設(shè)臵1個溜矸孔,溜矸孔開在溜槽的中板上。(2)刮板輸送機卸矸充填。 矸石充填利用井下采空區(qū)處臵煤矸石的充填采煤方法,既可以減少煤礦固體廢棄物排放,又可以減輕開采沉陷災(zāi)害、提高礦井資源回收率,是實現(xiàn)煤礦綠色開采的關(guān)鍵技術(shù)途徑之一。充填開采我國多數(shù)煤礦存在建筑物下、水體下、鐵路下壓煤的問題,充填采礦法對解決這類問題具有重要的意義。(3)廢棄礦井抽采瓦斯。煤與瓦斯共采瓦斯既是礦井有害氣體也是潔凈能源。采空區(qū)上方導(dǎo)水裂隙帶與地下水體貫通,形成大規(guī)模地下水降落漏斗,造成區(qū)域含水層水位下降,直接影響到區(qū)域水文地質(zhì)條件。保水開采保水采煤在不同的礦區(qū)有不同的技術(shù)內(nèi)涵,缺水礦區(qū)要以水資源保護和利用為主。錢院士提出的綠色開采技術(shù)體系, 綠色開采理論依據(jù):(1)關(guān)鍵層理論。瓦斯抽放—“煤與瓦斯共采”。煤炭綠色開采體系煤礦綠色開采以及相應(yīng)的綠色開采技術(shù),在基本概念上是要從廣義資源的角度上來認(rèn)識和對待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各種資源。根據(jù)我國的能源資源狀況,煤炭作為我國最重要的一次性能源,在未來20年內(nèi),其在能源構(gòu)成中的主體地位將不會改變。煤炭開采引起巖層移動,進而造成地表沉陷,導(dǎo)致農(nóng)田、建筑設(shè)施的損壞。提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平,最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省?沖擊地壓的預(yù)測和防治通過計算機模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機理。 研究堅硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)目前,由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問題,因而需進一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來解決這些問題。研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和組合充填技術(shù),村莊房屋加固改造重建技術(shù),適于村莊保護的開采技術(shù)。深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)。深礦井開采技術(shù)深礦井開采的關(guān)鍵技術(shù)是:煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布臵等。今后研究的重點是:通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架圍巖”系統(tǒng)控制,進一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護質(zhì)量信息的自動采集系統(tǒng)。研制適合刨煤機綜采的液壓支架。又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部臵輸送機能力。 開發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套技術(shù)”,主要解決以下技術(shù)難題。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時,繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝,建立具有中國特色的采煤工藝?yán)碚摗|部發(fā)達(dá)地區(qū)城鎮(zhèn)下采煤，充填與條帶開采是必然的選擇，因而如何降低充填成本與提高充填技術(shù)是科學(xué)研究的方向。3)燃燒后地下氣化爐體結(jié)構(gòu)變化及地面沉降狀況的研究?；趲r層控制的關(guān)鍵層理論，