【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)開采煤層為9-10-11#，煤層平均厚度為12m，煤層頂?shù)装宸€(wěn)定，相對(duì)瓦斯涌出。量為，正常涌水量為250m3/h，最大涌水量為300m3/h，煤炭的自燃等級(jí)為II級(jí)，自燃傾向性為自燃。根據(jù)以上情況，本設(shè)計(jì)采用主斜井、副立井的開拓方式，盤區(qū)式準(zhǔn)備。采放頂煤傾斜長臂式開采。并通過井田開拓、采煤方法、礦井通風(fēng)與安全、礦井運(yùn)輸、提。水系統(tǒng)做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)?；夭晒に嚍榫C采放頂煤，一次采全高。放煤步距為一刀一放。止內(nèi)因火災(zāi)，并且對(duì)下一區(qū)段的頂板穩(wěn)定性有幫助。

　　

【正文】 ：原煤 %～ %，平均 %；浮 煤 %～ %，平均 %，為特低硫煤；經(jīng)洗選后整個(gè)煤層全為特低硫煤，效果比較明顯。 浮 煤揮發(fā)分 (Vdaf)： %～ %， 平均%，為中等揮發(fā)分煤；原煤磷 (Pd)含量為 %～ %，平均 %為特低磷～高磷分以低磷分煤為主； 1 號(hào)煤層發(fā)熱量 (Qgr d)： ～ ，平均，屬特高熱值煤。 煙煤的膠質(zhì)層最大厚度 22mm；曲線型為之字型，煙煤的粘結(jié)指數(shù)為 90；根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB575186） Vdaf 在 %～ %之間， GR I＞ 65 和 y≤ 為焦煤，新陽井田由于 1 號(hào)煤層 %～ %在 %～ %之間、 GRI 為 90＞ 6 y 為 ＜ ，故 1 號(hào)煤層為焦煤。 （二） 2 號(hào)煤層 水分 (Mad)：原煤 %～ %，平均 %，為特低全水分煤；灰分 (Ad)：原 %～%，平均為 %， 浮 煤 %～ %，平均 %，為特低灰 煤 ～ 高 灰 煤， 以低灰煤為主，經(jīng)洗選后原煤灰分平均降低了 %，灰分降低率達(dá) %，效果比較明顯；硫分 (St d)：原煤 %～ %，平均 %， 浮 煤 %～ %，平均 %， 為 低硫分 煤，經(jīng)洗選后原煤硫分平均降低了 %，降低率為 %，效果不明顯； 浮 煤揮發(fā)分(Vdaf)： %～ %，平均 %，為中等揮發(fā)分煤；原煤磷 (Pd)含量為 %～%，平均 %，為特低磷～中磷分以低磷分煤為主； 2 號(hào)煤層發(fā)熱量 (Qgr d)：～ ，平均 ，為 特 高熱值煤 。 膠質(zhì)層最大厚度 20mm，粘結(jié)指數(shù)為 87，根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB575186）的規(guī)定本煤層屬焦煤。 （三） 3 號(hào)煤層 水分 (Mad)：原煤 %～ %，平均 %，為特低全水分煤， 浮 煤 %，也為特低全水分煤；灰分 (Ad)：原煤 %～ %，平均 %， 浮 煤 %～ %，平均 %，為低灰 煤 ～高灰 煤， 以中灰煤為主，經(jīng)洗選后，原煤灰分平均降低了 %，灰分降低率達(dá) %，灰分降低效果比較明顯；硫分 (St d)：原煤 %～ %，平均%， 浮 煤 %～ %，平均 %，為 中 低硫煤，經(jīng)洗選后，原煤硫分平均降低了 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 %，硫分降低率達(dá) %， 經(jīng)洗選后脫硫效果非常明顯，同時(shí)也說明 3 號(hào)煤層中硫的成份主要來自無機(jī)硫，無機(jī)硫經(jīng)洗選后極易脫掉； 浮 煤揮發(fā)分 (Vdaf)： %～ %，平均 %，為中等揮發(fā)分煤；原煤磷 (Pd)含量為 %～ %，平均 %，為特低磷～低磷分以特低磷煤為主； 3 號(hào)煤層發(fā)熱量 (Qgrd)： ，平均 ，為特高熱值煤。 膠質(zhì)層最大厚度為 21mm；粘結(jié)指數(shù)為 89，為焦煤。 （四） 91011 號(hào)煤層 水分 (Mad)：原煤 %～ %，平均 %，為特低全水分煤；灰分 (Ad)：原煤 %～%，平均 %， 浮 煤 %～ %，平均 %，為低灰煤，經(jīng)洗選后原煤灰分平均降低了 %，灰分降低率達(dá) %，效果明顯；硫分 (St d)：原煤 %～ %，平均 %， 浮 煤 %～ %，平均 %，為高硫分煤，經(jīng)洗選后原煤硫分平均降低了 %，降低率僅為 %，脫硫效果不明顯，說明 91011 號(hào)煤層中硫的成分主要來自有機(jī)硫，有機(jī)硫占全硫含量的 46%～ 99%故洗后仍高達(dá) %～ %，平均 %，說明有機(jī)硫經(jīng)洗選后很難脫掉；精煤揮發(fā)分 (Vdaf)： %～ %，平均 %，為低揮發(fā)分煤；原煤磷 (Pd)含量為 %～ %，平均為 %，為特低磷～低磷分以特低磷煤為主； 91011 號(hào)煤層發(fā)熱量 (Qgrd )： ～ ，平均 MJ/kg，屬特高熱值煤。 膠質(zhì)層最大厚度為 5 mm；粘結(jié)性指數(shù)為 41；曲線型為平滑下降型，根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB575186）的要求， 91011 號(hào)煤層煤 類為瘦煤。本區(qū)煤質(zhì)總的變化規(guī)律為從上到下煤層變質(zhì)程度逐漸增高，在橫向上北部變質(zhì)程度比南部深。從 1 號(hào)煤層到 91011 號(hào)煤層全硫含量有變大的趨勢(shì) 。 瓦斯、煤塵和煤的自燃 瓦斯 瓦斯在煤層中或巖層中常以游離狀態(tài)和吸附狀態(tài)存在。在煤礦生產(chǎn)中是一重大事故隱患。加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握瓦斯在井下各工作面及空巷中的濃度和分布情況是確保礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。 經(jīng)多年的觀測(cè)和測(cè)試，本礦未發(fā)生過瓦斯突出和噴出，但隨著深部煤層的不斷開拓， 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 瓦斯突出和噴出的可能性就會(huì)逐漸增大，因此，必須引起高度重視。 據(jù) 2020 年 11 月 25 日山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局《關(guān)于對(duì)山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司所屬煤礦 2020 年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定的批復(fù)》（晉安監(jiān)煤字 [2020]217 號(hào)）文件新陽煤礦鑒定為低瓦斯礦井（ 2020 年礦井相對(duì)瓦斯涌出量 d，絕對(duì)瓦斯涌出量 ）。2020 年礦井相對(duì)瓦斯涌出量為 ，絕對(duì)瓦斯涌出量為 ，從 2020 年礦井相對(duì)瓦斯涌出量（ q 沼） ≤10m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量（ Q 沼） ≤30m3/min知礦井為低瓦斯礦井。新陽煤礦從 2020 年 — 2020 年瓦斯涌出量情 況見表 15。 表 15 新陽礦近年來瓦斯涌出量統(tǒng)計(jì)表 項(xiàng) 目 年份 瓦 斯 二 氧 化 碳 相對(duì)涌出量 m3/t 絕對(duì)涌出量 m3/min 相對(duì)涌出量 m3/t 絕對(duì)涌出量 m3/min 2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 從表 15 知，新陽區(qū)礦井 2020 年瓦斯相對(duì)涌出量最大為 ， 2020 年最小為； 2020 年瓦斯絕對(duì)涌出量最大為 ， 2020 年最小為 m3/min。從以上這些數(shù)據(jù)可以看出新陽煤礦為低瓦斯礦井。 2020年 CO2相對(duì)涌出量最大為 ， 2020年最小為 ； 2020年 CO2絕對(duì)涌出量最大為 m3/min， 2020年最小為 。雖然新陽煤礦目前為低瓦斯礦井，但是，隨著產(chǎn)量的不斷增加和生產(chǎn)區(qū)域的不斷延伸，瓦斯涌出量會(huì)逐年遞增。 從以上這 6 年瓦監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來 分析，新陽煤礦主要有害氣體成分是二氧化碳，瓦斯含量較小。本礦從建成投產(chǎn)至 2020 年底只出現(xiàn)過一次瓦斯積聚，即在開采 6105 工作面煤層過 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 程中出現(xiàn)瓦斯積聚現(xiàn)象，由于管理到位，未發(fā)生瓦斯爆炸。瓦斯是煤礦重大災(zāi)害之一，可以使人窒息，在一定濃度下也可發(fā)生燃燒和爆炸。因此在煤礦生產(chǎn)過程中，首先應(yīng)采取有效措施防止瓦斯積聚超限。當(dāng)發(fā)生瓦斯積聚時(shí)，如不及時(shí)進(jìn)行處理，瓦斯會(huì)越積聚越多，對(duì)安全生產(chǎn)埋下隱患。造成局部瓦斯?jié)舛瘸蓿绊懮a(chǎn)，當(dāng)積聚濃度達(dá)到爆炸界限，遇火就會(huì)引起爆炸，造成重大人員傷亡，礦井毀壞的嚴(yán)重后果。因此，要警鐘 長鳴。 大于 3 號(hào)煤層，其瓦斯含量和相對(duì)涌出量亦會(huì)在 3 號(hào)煤層的基礎(chǔ)上有所增加。在同一層煤中，隨著埋深增加，瓦斯含量和相對(duì)涌出量亦會(huì)逐漸增加，深度的增加也是瓦斯含量和相對(duì)涌出量增加的一個(gè)主要因素。日后，新陽煤礦的瓦斯含量和相對(duì)涌出量將會(huì)隨著開采深度的增加而 “ 與時(shí)俱增 ” 。 整體講，新陽井田山西組煤層（ 3 號(hào)）埋藏淺，瓦斯含量小，瓦斯壓力小，瓦斯突出危險(xiǎn)小，但是也應(yīng)注意局部瓦斯含量變大的可能。 91011 號(hào)煤層由于埋藏深、蓋山厚，煤的變質(zhì)程度深，瓦斯含量 也隨之增大，因此 應(yīng)引起特別注意。 綜上 所述，隨著煤層開采深度加深，煤的變質(zhì)程度增加，所采煤層的瓦斯含量和相對(duì)涌出量就會(huì)增大，加之采出量的增加、采空區(qū)的變大，所留煤柱增多，剩采煤炭、剩運(yùn)煤炭和圍巖都要釋放瓦斯，使瓦斯相對(duì)涌出量明顯增加，未來新陽煤礦相對(duì)瓦斯涌出量很可能超過 10m3/t。今后對(duì)一切采空區(qū)瓦斯的封閉或其它防治辦法要確實(shí)有效和持之以恒；對(duì)于向斜軸部和逆斷層所在地段以及井田東部地段進(jìn)行必要的瓦斯測(cè)試、研究，以便做到對(duì)癥下藥， M 無一失。在開采太原組 91011 號(hào)煤層時(shí)，由于瓦斯含量和相對(duì)涌出量大，必須要引起高度重視，要加大瓦斯監(jiān)測(cè)力度，及 時(shí)掌握瓦斯在井下工作面及巷道中的濃度和分布情況，是確保新陽煤礦下一步安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。 煤塵 煤塵是井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一種極其有害的物質(zhì)，它在一定條件下會(huì)引起燃燒、爆炸，甚至危害生產(chǎn)人員健康， 因此煤礦生產(chǎn)中必須高度重視煤塵的防治。 依據(jù)歷次報(bào)告和山西省煤炭工業(yè)廳綜合測(cè)試中心以 2020 年 6 月 提供的 “煤塵爆炸特性參量鑒定報(bào)告 ”確定本礦井 91011 號(hào)煤層 煤塵 均具有爆炸性，因此必須完善嚴(yán)格的防塵措施和規(guī)定。見下表 16。 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 表 16 煤塵爆炸特性參量 1 2 3 9 10 11 爆 炸 特 性 煤塵云最大爆炸壓力 Mpa 最大爆炸壓力上升速率 Mpa/s 煤塵云最低著火溫度 ℃ 770 730 830 730 830 820 煤塵層最低著火溫度 ℃ 270 270 270 280 270 270 煤塵云最低點(diǎn)火能量 J ～ ～ ～ ～ ～ ～ 煤塵云爆炸下限濃度 G/m3 20～ 30 20～ 30 10～ 20 10～ 20 10～ 20 20～ 30 煤塵云最大爆炸指數(shù) Mpa?m/s 煤 層 參 量 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 有無爆炸性 91011 號(hào)煤層煤塵均具有爆炸性 煤的自燃 山西組 3 號(hào)煤層 自燃等級(jí)Ⅱ類，具有自燃傾向性 為自燃煤層，根據(jù) 2020 年 6月山西省煤炭工業(yè)廳綜合測(cè)試中心煤自燃傾向性指標(biāo)鑒定報(bào)告。 91011 號(hào)煤層屬高揮發(fā)性煤種，具 有自燃傾向 性 ，但經(jīng)十多年的開采，井下無自燃發(fā)火先例，雖然井下無自燃發(fā)火先例，但是也不能掉以輕心，尤其在采掘 91011 號(hào)煤層時(shí)必須引起高度重視。 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 最小—最大1：5001 . 2 3 4 . 6 42 . 5 80 . 0 0 . 5 70 . 2 40 . 0 1 . 8 41 . 0 70 . 0 1 . 00 . 50 . 0 9 1 . 6 40 . 5 1 . 0 03 . 0 40 . 0 0 . 60 . 3 20 . 0 5 1 . 2 60 . 3 20 . 2 1 1 . 5 02 . 7 9 . 35 . 7 10 . 1 1 . 0 40 . 4 15 . 7 1 4 . 4 21 0 . 0 49 . 5 1 5 . 3 61 1 . 9 20 0 . 9 51 . 0 4 . 02 . 3123 134571 78 910 圖 12 煤層綜合柱狀圖 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 2 礦井儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 井田境界 井田范圍 新陽井田的地理范圍為北緯： 37176。05′41″—37176。11′28″，東經(jīng)為： 111176。35′47″—111176。42′18″。井田西南與水峪井田毗鄰；井田西部與羊寨勘探區(qū)為鄰，即以南馬莊正斷層為界 ；東與白壁關(guān)井田 (目前已規(guī)劃為新陽煤礦白壁關(guān)區(qū) )相鄰，即以偏店逆斷層為界；北至丈八煤層露頭；南到兌鎮(zhèn)介西鐵路北。南北長約為 ，東西寬約 7km，總面積為 。 開采深度由 970m至 500m（標(biāo)高）。 開采界限 井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組，總厚 ，含煤 12 層，煤層總厚 ，含煤系數(shù)為 %?？刹擅簩涌偤駷?，可采含煤系數(shù)為 %。 山西組厚 ～ ，平均厚 ，含煤 4 層，