【導(dǎo)讀】本畢業(yè)設(shè)計(jì)由一般部分、專題部分組成。一般部分是霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦年產(chǎn)。該部分分別介紹了：礦區(qū)。的基本情況、井田的開拓方式、采煤方法及巷道布置、礦井通風(fēng)的情況、安全技術(shù)情況。專題部分是淺談煤礦煤塵的綜合防治及預(yù)防措施。從煤礦粉塵產(chǎn)生的的各個(gè)地點(diǎn)，掘。進(jìn)面，綜采工作面，運(yùn)輸過程等方面進(jìn)行了分析，提出了粉塵的防治措施。決實(shí)際問題的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。煤炭運(yùn)輸方式為膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸方式采用無極繩絞車運(yùn)輸。為2#煤層，采區(qū)為后退式，煤層開采為下行式。采煤方法為傾斜長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化一次采全。煤巷掘進(jìn)主要采用綜掘，支護(hù)方式采用錨網(wǎng)支護(hù)。礦井年工作日為330天，每天凈提升時(shí)間為18小時(shí)?；夭伞⒕蜻M(jìn)工作面均采用，“四。六”制勞動(dòng)組織形式。財(cái)產(chǎn)和工人生命安全。

　　

【正文】 富水性強(qiáng)，山坡處有泉水出露，在谷中匯成小溪，由東向西至霍山斷層處埋入地下，可見對(duì)本含水層有補(bǔ)給。另外，在辛置礦之東南的關(guān)口村有灰?guī)r出露，并打有機(jī)井，井深 1258m，出水量 80m3/h,靜止水位埋深 ，水位標(biāo)高約 1000 多 m。從水文地質(zhì)圖等水位線看出：從關(guān)口村經(jīng)柏木溝至南東村一線為奧灰水的分水 嶺方向。分水嶺北側(cè)奧灰水向曹村礦方向運(yùn)動(dòng)，在赤峪斷層北部尖滅端繞流匯入郭莊泉區(qū)；分水嶺南側(cè)奧灰水由東及東南方向補(bǔ)給本區(qū)，向西再向西南方向運(yùn)動(dòng)，通過赤峪斷層南端補(bǔ)給臨汾盆地。 本礦有三個(gè)鉆孔揭露了奧灰水含水層，揭露最大深度 。為峰峰組二段底層。q=~178。m 、 K=~。奧灰水位于 11煤下部，本溪組為下組煤的底板，厚度 ~。奧灰水壓力水頭較高，頂板承受水壓最大可達(dá) ，開采 11煤時(shí)，奧灰水將成為主要突水水源。 礦井涌水量 因 上、下組煤充水條件不同，所以，分別進(jìn)行礦井涌水量的預(yù)測(cè)。 上組煤主要充水水源為頂板之上的二迭系 K8 砂巖裂隙水及第三、四系砂礫石孔隙水。通過分析礦井涌水量與降水量、煤產(chǎn)量相關(guān)曲線圖可以看出： 84年以后礦井總涌水量變化不大，趨于穩(wěn)定狀態(tài)，說明 60 年開采以來突水含水層的靜儲(chǔ)量消耗殆盡，礦井涌水量與含水層的補(bǔ)給量處于平衡狀態(tài)。通過對(duì)上組煤井下突水情況統(tǒng)計(jì)： 2煤頂板冒落二迭系 K8砂巖裂隙水涌水量 10~30m3/h；東部剝蝕帶第三、四系孔隙突水量 30~50m3/h。通過類比法計(jì)算礦井 2煤平均涌水量 ，最大 。 下組煤 計(jì)算方法的選擇 選用水文地質(zhì)比擬法計(jì)算下組煤層不同采深的單點(diǎn)突水量。公式如下： Qn=Qim SiSn/ 式中： Qn—— 當(dāng)預(yù)計(jì)降深為 Sn（ m）時(shí)的突水量（ m3/h） Qi—— 已知鉆孔抽水時(shí)降深為 Si（ m）時(shí)的涌水量（ m3/h） m—— 鉆孔抽水時(shí)流態(tài)系數(shù)礦井下組煤涌水量情況 開采 11煤時(shí)，存在底板之下高壓的 02 巖溶水問題，用以上公式計(jì)算不同開采標(biāo)高的突水量。本計(jì)算已知數(shù)選擇辛水 1鉆孔出抽水試驗(yàn)資料：靜止水位標(biāo) 高： 523m， Si＝ ，Qi＝ 升 /秒，流態(tài)系數(shù) m=。用以上公式計(jì)算出不同開采標(biāo)高的突水量。見表 11 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 礦井水文地質(zhì)類型評(píng)價(jià) 按照礦井水文地質(zhì)規(guī)程要求，依據(jù)受采掘破壞或影響的含水層性質(zhì)、富水性、補(bǔ)給條件、單井涌水量、開采受水害影響程度和防治水工程難易程度，對(duì)辛置煤礦開采不同煤層所屬礦井水文地質(zhì)類型分別作出評(píng)定：開采二迭系 表 11 O2 灰?guī)r實(shí)水量預(yù)計(jì)成果表 開采標(biāo)高 （ m） 水位降深 Sn（ m） 突水量 Qn（ m3/h） 開采標(biāo)高 (m) 水 位降深 Sn（ m） 單點(diǎn)涌水量（ m3/h） 500 23 300 223 480 43 280 243 460 63 260 263 440 83 240 283 420 10 220 303 400 123 200 323 380 143 180 343 360 163 160 363 340 183 140 383 320 203 120 403 山西組 2煤層屬簡(jiǎn)單類型；開采石炭系太原組 10煤層亦屬簡(jiǎn)單類型； 開采石炭系太原組 11煤層屬中等類型。 井田勘探程度 本次設(shè)計(jì)依據(jù)的地質(zhì)資料有： （ 1） 1991 年 1 月由霍州礦務(wù)局辛置煤礦和山西礦業(yè)學(xué)院共同編制的《山西省霍州礦務(wù)局辛置煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》。 （ 2） 2020 年 1 月山西晉煤地質(zhì)基礎(chǔ)堪察工程公司第三工程處提供的《辛置煤礦 310水平補(bǔ)充勘探地質(zhì)說 明》。 以上資料作為本次設(shè)計(jì)的依據(jù)。 煤層特征 含煤性 本井田含煤地層自下而上有石炭系中統(tǒng)本溪組、石炭系上統(tǒng)太原組及二疊系下統(tǒng)山西組。本溪組中只有一層極不穩(wěn)定薄煤（ 12 號(hào)），位于本溪組中部灰?guī)r之下，厚 0~，無開采價(jià)值。太原組含煤 11 層，自下而上為 1 10a、 7a、 6a、 4。其中 1 9三層為主要可采煤層。 5二層部分可采，但由于開采條件復(fù)雜，暫不開采。山西組含一層穩(wěn)定的可采煤層 2煤，平均厚 ，是井田最主 要的開采煤層。含煤地層平均總厚 ，含煤 15層，煤層平均總厚 ，含煤地層 9%。其中可采及局部可采煤層 6層，可采煤層平均總厚 ，可采含煤系數(shù) %。 在井田東擴(kuò)區(qū)， 2煤層全部被剝蝕掉， 6也大部分被剝蝕掉。故各煤層在井田內(nèi)的分布面積不完全相同。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 可采煤層 11煤層 井田內(nèi)僅西部的 CK2 孔和西北部的 149孔未達(dá)可采厚度外，其余均在 以上。煤厚由 ~，平均 。在井田內(nèi)煤厚有由北向南增厚的趨勢(shì)。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，含夾石 0~3 層，由北向南 結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜，夾石最大厚度 ，煤種屬低硫肥煤，局部焦煤、1/3 焦煤。煤層屬穩(wěn)定類型。 10煤層 煤層厚度變化較大， ~，平均 。 10煤厚度變化趨勢(shì)是：在井田中部存在一個(gè)南北向的煤層變薄帶，此帶南端為不可采區(qū)。由該帶向東、西及東北逐漸增厚到。在井田西北部和東南部出現(xiàn)煤厚大于 的兩個(gè)區(qū)域。 10煤含夾石 0~3 層，結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單變得較復(fù)雜，在井田東南部出現(xiàn)單層夾石厚增至 的現(xiàn)象。煤種屬富硫肥煤。煤層屬較穩(wěn)定類型。 9煤層 煤層厚度變化不大， ~，平均 。在井田中部 17 11 11 130 孔處存在一個(gè)煤厚小于 的不可采區(qū)。在西北邊界附近， CK CK CK1 CK21 孔處和井田中部辛 辛 辛 1 CK9 孔處存在兩個(gè)煤厚小于 的不可采區(qū)。其余煤厚多在 ~ 之間。 9煤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾石。煤種為富硫肥煤。煤層屬較穩(wěn)定煤層。 6煤層 煤厚變化為 ~，平均 。在井田中部、中北部、中西部大部分不可采，在 170、 CK2 CK16 孔處煤層尖滅。在井田南部、中南部、中東 部均在 以上，個(gè)別孔在 以上，如 11 10 13 140等孔。 6煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有少數(shù)孔見到一層夾石，但夾石有大于最低可采厚度的。煤種為中硫肥煤。煤層屬不穩(wěn)定煤層。 5煤層 煤厚變化 ~，平均 。在井田中部和西南部煤層較厚，一般在 1m以上，向南、向北逐漸變薄至不可采。 5煤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅有個(gè)別孔見到一層夾石，大部分不含夾石。煤種屬高硫肥煤。煤層為不穩(wěn)定煤層。 2煤層 煤層 ~，平均 ，可采系數(shù) 10，變異系數(shù) 17%。 2煤層厚變化的規(guī)律是 ：煤厚大部分在 ~ 之間；在井田南部煤層最厚，多數(shù)在 以上， 122 孔達(dá) ；在井田北部、東部、南部、中部及西北部零星出現(xiàn) 9塊煤厚小于 的區(qū)域，但仍在 以上。 2煤層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，含 0~3層夾石，其中第二層夾石層位較穩(wěn)定，將煤分為上、下兩部分。煤種屬低硫肥煤，井田東北有局部區(qū)域?qū)贇饷?。煤層屬穩(wěn)定類型的煤層。 各可采煤層特征見表 12 煤質(zhì) 1）物理性質(zhì) 2煤的物理性質(zhì)和煤巖類型 山西組 2煤在顯微鏡下鑒定分為三個(gè)類型： （ 1）致密層狀半暗的含孢子 暗煤；（ 2）線理狀半亮的混合質(zhì)暗煤；（ 3）條帶狀半亮的混合質(zhì)暗亮煤，變質(zhì)程度為肥煤。顯然以暗煤為主。顯微組分由凝膠化物質(zhì)、絲炭化物中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 質(zhì)、角質(zhì)化物質(zhì)和少量礦物質(zhì)組成。 顯微組分結(jié)構(gòu)及界線清楚，凝膠化物質(zhì)顏色為褐黃、黃紅色，木質(zhì)鏡煤結(jié)構(gòu)清楚可見。煤變質(zhì)階段為肥煤。煤層生成的原始物質(zhì)，全屬陸生植物殘?bào)w轉(zhuǎn)化形成的腐植煤類。據(jù)以上三個(gè)煤巖類型，煤層的生成環(huán)境是在充水沼澤及充水活動(dòng)條件環(huán)境下堆積，煤層的堆積是多相的。 6煤的物理性質(zhì)和煤巖類型 5煤顯微鏡下觀察分為二個(gè)煤巖類型： （ 1）條帶狀半暗的木質(zhì)絲炭亮 — 暗煤型；（ 2）條帶狀的木質(zhì)絲炭暗 — 亮煤型。 煤層堆積的原始物質(zhì)為木質(zhì) — 纖維素，角質(zhì)化物質(zhì)較少，屬于陸植煤類。沉積環(huán)境是在積水多次變化的多相環(huán)境中。煤層變質(zhì)程度為肥煤（ FM）。 6煤是由亮煤和半亮煤組成。亦屬陸植類（屬腐植類）。煤層堆積在低洼沼澤環(huán)境中，沼澤基底沉降不均衡。變質(zhì)程度為肥煤（ FM）。 太原組 11煤的物理性質(zhì)及煤巖類型 10煤主要由條帶狀和線理狀的半亮煤和半暗煤組成，總的光澤偏亮。由滯水 泥炭沼澤環(huán)境形成低中灰富硫肥煤（ FM）。 11煤主要由線理狀和透鏡狀的半暗 煤和暗淡煤組成，總的光澤偏暗。由流水泥炭沼澤形成富灰低硫肥煤（ FM）。 在顯微鏡下觀察，顯微組分由凝膠化物質(zhì)，絲炭化物質(zhì)、角質(zhì)物質(zhì)和少量礦物質(zhì)組成。凝膠化物質(zhì)顏色為紅褐色，條帶顯微結(jié)構(gòu)清楚，異項(xiàng)光性較為清楚，顯微分子顯示不太清楚，礦物質(zhì)為同期同生礦物，如石英、方解石粘土質(zhì)、黃鐵礦等。在 10煤中黃鐵礦含量極高，它是由于在強(qiáng)還原 環(huán)境下，多種來源的硫與二價(jià)鐵結(jié)合之產(chǎn)物。對(duì)顯微組分定量研究， 10鏡質(zhì)組含量一般大于 70%， 11煤鏡質(zhì)組含水量一般大于 60%。絲質(zhì)組分 11煤含量最高，絲質(zhì)體的植物孢腔 結(jié)構(gòu)，部分清晰可見。 用電子顯微光測(cè)定鏡質(zhì)組反射率是為了解煤變質(zhì)程度及還原程度的新方法。因?yàn)榉瓷渎逝c煤質(zhì)過程中芳香環(huán)的縮聚有關(guān)。變質(zhì)導(dǎo)致芳香環(huán)的縮聚，縮聚又使反射率增高。而還原環(huán)境的介質(zhì)使芳香環(huán)縮聚相對(duì)減弱，氫含量增高，反射率降低。因此，相同變質(zhì)程度煙煤中還原程度與反射率成反比。 2煤反射率 ， 11煤反射率 。兩煤層相距近百 m，反射率增加 。中間 9測(cè)定反射率值 ~。這種變化可以從煤層形成于滯流富水的強(qiáng)還原環(huán)境，以此再次佐證 10煤的生成環(huán)境和 高硫的原因。 2）煤層的化學(xué)性質(zhì)和工藝性能 化學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)由工業(yè)分析與元素分析表示出來。表 13 列出辛置井田各層煤的煤質(zhì)化驗(yàn)綜合成果。 從化驗(yàn)綜合成果分析，各煤層水分變化很小，原煤 ~%洗煤 ~%?；曳肿兓^大，原煤灰分 ~%， 9煤最低， 6煤最高，其他均屬中灰煤。揮發(fā)分上組煤一般在 32~33%，而下組煤一般在 27~29%，反映了煤深成變質(zhì)的特點(diǎn)。發(fā)熱量普遍較高，平均在 ~，反映中變質(zhì)煙煤特點(diǎn)。 各煤層元素含量除氧外，一般都很 穩(wěn)定，碳含量（ C1） ~%，氫含量（ H1）~%，氮含量（ N1） ~%，氧含量（ O1） ~。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 有害組分硫（ SgQ）在各煤層中含量變化較大。其成分主要是黃鐵礦硫，平均占~%，其次為有機(jī)硫，平均占 ~%，硫酸鹽硫在 1%以下。 2煤硫分（ ~）/，屬特低硫煤。 5煤硫分（ ~） /，屬高硫煤。 6煤硫分（ ~） /，屬中高硫煤。 9煤硫分（ ~） /，屬高硫煤。 10煤硫分（ ~） /，屬高硫煤。 11煤硫分（ ~） /，屬低硫煤。 10煤層硫分均大于 3%。全部為高硫煤。 磷分在 2含量較高，洗煤平均 %以下，在井田中部辛 1辛 2 1辛 16 等孔外含磷達(dá) %左右，含量較大。下組煤 11煤，含磷較高洗煤平均 %以下。其余 10皆在 %以下。 稀散元素 — 鍺在煤中平均每噸煤含鍺 克。經(jīng)燃燒后鍺在煤灰中含量為 %。垂向上、下部煤層 10含鍺較上部煤層含量要高，一般含量在 ~10 克 /噸之間，煤灰中含量為 ~%。本區(qū)個(gè)別煤層含鍺高達(dá) %，但由于資料不全，為能得出其變化規(guī)律和實(shí)際含量。 工藝性質(zhì) 根據(jù)煤芯煤樣和煤層焦性能化驗(yàn)結(jié)果，本區(qū)各煤層的揮發(fā)分 Vr值在 ~%， Y值在 ~，基本上皆為肥煤，具很好的粘結(jié)性，均可作煉焦配煤。 煤質(zhì)及工藝用途 辛置礦上組煤主要可采煤層 6，其中 6煤厚度則達(dá)最低可采厚度，部分不可采，且圍巖條件復(fù)雜，煤質(zhì)低劣，暫不開采 。 2煤是穩(wěn)定的中厚煤層，全區(qū)可采，煤質(zhì)優(yōu)良，目前正是辛置礦的主要可采煤層。 2煤煤種牌號(hào)主要為肥煤，局部為氣煤，屬特低硫煤，可選性中等，洗后硫分小于 %，是我國(guó)少有的優(yōu)質(zhì)煉焦、配焦用煤。 辛置礦建有選煤廠，使原煤全部入選。產(chǎn)品銷往全國(guó) 21 個(gè)省市、自治區(qū)、還出口日本和韓國(guó)，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。辛置礦下組煤 11，除 11低硫外， 10均為富硫、高硫煤。礦井?dāng)U建后，低硫煤和高硫煤的年產(chǎn)量分別為 45 萬噸和 35 萬噸。如果將生產(chǎn)的高硫煤和低硫煤全部混合入選，精煤硫分超過 1%，不符合冶金煉焦的 要求。為使洗精煤硫分小于 1%，要求低硫煤與高硫煤入選混合比例為 3： 1。 3）可選性 采用分選密度為177。 含量法進(jìn)行評(píng)價(jià)。 2煤：灰分 11~21%為低灰煤， 密度級(jí)含量為 30~45%， ~ 密度級(jí)含量為25~35%， + 密度級(jí)含量為 18~28%，當(dāng)分選密度為 時(shí)屬中等可選。 ~50mm 各粒級(jí)隨著粒度減小，灰分依次降低， 煤泥量為 6~9%，灰分 15~21%次生煤泥含量為5~7%，可浮程度為中等。 10煤，灰分在 20~29%屬中灰煤， 密度級(jí)含量 為 30~45%， ~密度級(jí)含量為 18~30%， + 密度級(jí)含量為 16~27%，當(dāng)分選密度為 時(shí)屬中等可選，稍難選煤。 ~50mm