【正文】 ,村莊房屋加固改造重建技術(shù),適于村莊保護(hù)的開采技術(shù)。深礦井開采熱害治理技術(shù)與裝備。深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)。深井作業(yè)場(chǎng)所工作環(huán)境的變化。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。采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的 “油磨屑”監(jiān)測(cè)和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測(cè)。今后研究的重點(diǎn)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(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)。 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁采應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度,加強(qiáng)防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變、防止嚴(yán)重?fù)p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。研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架。,通過寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究開發(fā)和應(yīng)用,有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化,有助于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用,促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部臵輸送機(jī)能力。硬厚頂煤控制技術(shù),研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù),包括高壓注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù),使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。 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。本論文就對(duì)煤礦開采技術(shù)作了分析并對(duì)其帶來的環(huán)境影響闡述了針對(duì)性的技術(shù)以及向綠色開采的發(fā)展趨勢(shì)。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí),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５V井實(shí)測(cè)總風(fēng)量2843 m3 /min；礦井總風(fēng)阻R=h/Q2 =152/(2843/60)2 =(千繆)等級(jí)孔：A=Q/√h=√152= 2 礦井通風(fēng)難易程度為中等。礦井通風(fēng)系統(tǒng)：主斜井、副斜井→井底→運(yùn)輸皮帶巷、運(yùn)輸軌道大巷→北采區(qū)皮帶巷、北采區(qū)軌道巷→2401進(jìn)風(fēng)巷→8401工作面→5104回風(fēng)巷→北采區(qū)回風(fēng)巷→回風(fēng)立井→地面其它用風(fēng)地點(diǎn)通風(fēng)系統(tǒng)：主斜井、副斜井→進(jìn)風(fēng)大巷、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷→用風(fēng)地點(diǎn)→回風(fēng)大巷、采區(qū)回風(fēng)巷→回風(fēng)立井→地面33第三節(jié)礦井負(fù)壓、等積孔和扇風(fēng)機(jī)礦井現(xiàn)有主扇兩臺(tái)一臺(tái)使用；一臺(tái)備用，主扇風(fēng)機(jī)型號(hào)：FBCDZ——NO18(D)。整個(gè)電控系統(tǒng)包括：高低壓配電設(shè)備、電動(dòng)機(jī)電樞回路的整流變壓器、變流設(shè)備及全數(shù)字控制、操作及監(jiān)控系統(tǒng)。鋼絲繩選型結(jié)果：選用國標(biāo)鋼絲繩：40—NAT—619S＋FC—1670—ZZ—881—590。(四)選型及校驗(yàn)結(jié)果提升機(jī)及電動(dòng)機(jī)校驗(yàn)結(jié)果：，配套直流電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Z5602A 630kW，660V 520r/min。(三)選型計(jì)算井口、井底為平車場(chǎng)，每鉤設(shè)計(jì)限掛3輛礦車。固定天輪：TSG3000。(二)方案概述經(jīng)驗(yàn)算。井筒傾角30176。自重974kg，取1000kg。副斜井提升設(shè)備(一)設(shè)計(jì)資料提升任務(wù)（1）最大班下井人數(shù) 91人（2）矸石 20車/班（3）設(shè)備 10車/班（4）材料 12車/班最大件為液壓支架，最大件重24 t（包括特制平板車重）。井底煤倉的原煤通過大型給煤機(jī)、經(jīng)主斜井膠帶輸送機(jī)輸送至主斜井井口房，再轉(zhuǎn)載至地面生產(chǎn)系統(tǒng)。主斜井安裝帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)原煤的提升。矸石運(yùn)輸與材料運(yùn)輸系統(tǒng)方向相反?；夭陕?+10號(hào)煤首采工作面及采區(qū)回采率的計(jì)算9+10號(hào)煤為綜采放頂煤工作面，機(jī)采回采率為93%，頂煤可放部分的回收率為85%，頂煤不可放部分包括起始線不放煤長(zhǎng)度（取6m），距離停采線不放煤長(zhǎng)度（取9m），工作面上下端頭各有3架支架不放頂煤。多輪放煤頂煤丟失嚴(yán)重，放煤時(shí)間長(zhǎng)，影響開機(jī)率，不利于工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。單輪順序放煤容易混入矸石，如果實(shí)行“見矸關(guān)門”的原則，煤炭損失太大。五、工作面回采方向與超前關(guān)系回采工作面采用后退式開采，首采工作面布置在采區(qū)邊界，9+10煤工作面順槽采用雙巷布置。每個(gè)工作面配備4架。主要技術(shù)參數(shù)見表工作面端頭位于工作面和順槽的連接處，是行人、運(yùn)輸和通風(fēng)的必經(jīng)之地，多種設(shè)備的匯集處，也是工作面支護(hù)和巷道支護(hù)的交叉地帶，端頭處條件復(fù)雜，位置重要。不同的采高對(duì)支架強(qiáng)度要求也有所不同。～。本設(shè)計(jì)按估計(jì)法來計(jì)算支架工作阻力。四、工作面頂板管理方式，支護(hù)設(shè)備選型液壓支架工作阻力與支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算9+10煤工作面頂板均采用全部垮落法管理，選用液壓支架支護(hù)。破碎機(jī)：PLM800破碎能力800t/h，功率90kW，電壓1140V。根據(jù)以上原則，前部刮板輸送機(jī)選用SGD630/220；后部刮板輸送機(jī)選用SGZ630/320。Qm=1=(t/h)式中：Qm—采煤機(jī)平均落煤能力,t/h； ② 后部輸送機(jī)運(yùn)輸能力后部輸送機(jī)運(yùn)輸能力取決于工作面放煤能力，所選輸送機(jī)運(yùn)輸能力應(yīng)滿足放煤能力要求。Kvγ=60=(t/h)Qq≥KcHg（2）刮板輸送機(jī) ① 前部輸送機(jī)運(yùn)輸能力Qm=60%。底板為灰色泥巖或炭質(zhì)泥巖。北采區(qū)9+10號(hào)煤綜采放頂煤工作面主要采煤設(shè)備選型（1）采煤機(jī)9+10號(hào)煤層位于太原組第一段上部，因10號(hào)兩層煤層相距很近，由灰、深灰色泥巖組成的夾矸分開，即合并為一層。所以9+。做到采準(zhǔn)工作快，增大巷道斷面特別是順槽斷面，采用大功率綜掘機(jī)掘進(jìn)，以提高掘進(jìn)速度，保證工作面的接替要求。同時(shí)各設(shè)備間要相互配套，保證運(yùn)輸暢通，并增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)的緩沖能力，以期達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。從目前綜采的發(fā)展趨勢(shì)看，設(shè)計(jì)安全高效的綜采工作面要求加大工作面長(zhǎng)度，加大截深，選用能切割硬煤的特大功率采煤機(jī)，提高采煤的切割速度，相應(yīng)要求提高移架速度，與大運(yùn)量的重型可彎曲刮板輸送機(jī)相匹配，搞好端頭支護(hù)，采用長(zhǎng)距離順槽膠帶輸送機(jī)。二、選型原則綜采工作面的采、裝、運(yùn)、支工序全部機(jī)械化。第二節(jié) 采（盤）區(qū)巷道布置和要素一、首采區(qū)位置及首采工作面的確定礦井設(shè)計(jì)為3個(gè)生產(chǎn)盤區(qū)，即:北采區(qū)和南一采區(qū)和南二采區(qū)。綜上所述本礦井9+10號(hào)煤層采用一次采全高放頂煤綜采采煤法，全部垮落法管理頂板。且直接頂?shù)暮穸饶軌蜻_(dá)到充滿采出煤厚的空間，因此對(duì)9+10號(hào)煤采用放頂煤比較有利。直接頂對(duì)頂煤的壓裂無直接影響，但直接頂能夠隨采隨冒并具有一定的厚度是綜采放頂煤開采頂煤破碎冒落后能夠順利放出的基本條件，否則不利于頂煤的回收。夾矸為泥巖，夾矸強(qiáng)度相對(duì)較低，故對(duì)頂煤的冒放性不會(huì)產(chǎn)生較大的影響。因此夾矸的存在對(duì)放頂煤是一種不利因素。(4)煤層結(jié)構(gòu)若煤層存在堅(jiān)硬的夾矸，則會(huì)嚴(yán)重影響頂煤的冒放性。(3)煤層厚度根據(jù)國內(nèi)外綜采放頂煤的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，頂煤冒放性隨煤層厚度的增大而減弱，～，～，采放比以1:1～，設(shè)計(jì)對(duì)本礦井9+10號(hào)煤進(jìn)行了厚度分析： 9+。應(yīng)當(dāng)指出的是，煤層作為一個(gè)整體，其強(qiáng)度不僅與煤層抗壓強(qiáng)度有關(guān)，同時(shí)也與煤層的節(jié)理和裂隙發(fā)育程度有關(guān)，一般煤體都存在不同程度的地質(zhì)弱面和構(gòu)造裂隙，節(jié)理裂隙發(fā)育的煤層，煤體的完整性較差，因而大大降低煤層的強(qiáng)度，頂煤在礦壓的作用下易于破碎，節(jié)理裂隙越發(fā)育，頂煤的冒放性越好。(2)煤層強(qiáng)度國內(nèi)外大多數(shù)放頂煤綜采工作面的實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)表明，煤層強(qiáng)度是影響頂煤冒放性的關(guān)鍵因素。開采深度與頂煤冒放性的關(guān)系可通過有限元計(jì)算的頂煤破壞系數(shù)尋找其規(guī)律。放頂煤綜采適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。（3）工作面裝備及配套環(huán)節(jié)能力大，運(yùn)行費(fèi)用高。其主要缺點(diǎn)是：（1）采高大，工作面煤壁松軟時(shí)易片幫。（3）和放頂煤綜采相比，含矸率低。與放頂煤綜采相比大采高綜采的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）工作面單產(chǎn)高，增產(chǎn)潛力大，工作面單產(chǎn)在同等條件下比一般綜采高，回采工效高?！?，煤層及頂?shù)装逯杏惨陨系牡刭|(zhì)條件。方案二 ：大采高綜采一次采全高采煤法 的綜采。（3）瓦斯不好管理。其主要缺點(diǎn)是：（1）工作面設(shè)備多，工藝復(fù)雜，管理復(fù)雜。據(jù)礦方介紹，實(shí)際開采中9+10號(hào)煤煤層厚度變化較大，局部厚度達(dá)到6m左右。（5）綜采放頂煤開采過程中，由于其頂煤利用地壓破碎，依靠自重有控制的放煤，塊煤量與機(jī)采割煤相比有所增加，經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。（3）占放頂煤工作面煤量一半以上的頂煤基本是利用地壓破煤，依靠自重放煤，所以綜采放頂煤是一種動(dòng)力消耗量最小的綜合機(jī)械化采煤方法。56′。與大采高綜采一次采全高相比放頂煤綜采有如下優(yōu)越性：（1）設(shè)備投資少。2．采煤方法的選擇根據(jù)本礦井的地質(zhì)條件、煤層賦存特征和礦井生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)計(jì)考慮9+10號(hào)煤開采提出大采高綜采一次采全高和綜采放頂煤一次采全高兩種采煤方法進(jìn)行比選。井田內(nèi)無地溫，地壓異常，屬地溫地壓正常區(qū)。底板屬軟弱中硬巖性，發(fā)生底鼓的可能性較小。脆性頂板，易管理。因此，本井田構(gòu)造類型屬簡(jiǎn)單類型。11176。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，褶皺多屬寬緩褶曲，對(duì)煤層、地層沒有明顯影響。第六章采煤方法第一節(jié)采（盤）區(qū)地質(zhì)條件與選定的采煤方法煤層開采條件（1）地質(zhì)構(gòu)造8401工作面位于呂梁—太行斷塊之沁水塊坳的次級(jí)構(gòu)造單元，郭道—安澤近南北向褶帶中南段西部邊緣。采用獨(dú)立通風(fēng)。，8小時(shí)涌水量為100m3，水倉總?cè)莘e1500m3，大于100m3，符合《煤礦安全規(guī)程》第280條要求。垂高30m。容積600m3,。井底水倉有主、副水倉組成，主水倉有效長(zhǎng)度90m。垂高30m。副斜井井底硐室有：等候硐室、醫(yī)療硐室、井下消防材料庫、中央變電所、中央水泵房、管子道、中央水倉、爆破材料發(fā)放硐室等。第二節(jié)井底車場(chǎng)一、井底車場(chǎng)位置及形式的選擇副斜井井底在9+10號(hào)煤層中設(shè)有平車場(chǎng)，長(zhǎng)度100m，可以同時(shí)存放空重礦車60輛，通過能力較大，主要為輔助提升服務(wù)，礦井實(shí)際運(yùn)輸量較小，車時(shí)形式簡(jiǎn)單，調(diào)車方便，工程量省。擔(dān)負(fù)排矸、運(yùn)送材料、下放設(shè)備、上下人員等任務(wù)兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。56′，斜長(zhǎng)408m。井筒內(nèi)有3寸壓風(fēng)管；2寸靜壓管；主電纜；及人行階梯。落低9+10號(hào)煤層，標(biāo)高+699m。傾角24176。各井筒用途如下：主斜井：井口標(biāo)高+。工作面均采用后退式回采。根據(jù)上述原則及本井田的井田范圍，結(jié)合井田開拓部署、大巷位置、煤層賦存情況、工作面推進(jìn)長(zhǎng)度、生產(chǎn)規(guī)模、煤層厚度變化情況、構(gòu)造分布情況、裝備水平及國內(nèi)外安全高效礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等因素，設(shè)計(jì)確定全井田分煤組共劃分為三個(gè)采區(qū)，即北采區(qū)、南一采區(qū)和南二采區(qū)。形成開拓系統(tǒng)本井田內(nèi)共有一層可采煤層9+10號(hào)煤層，全區(qū)可采。第二節(jié) 垂高及開采水平的規(guī)劃設(shè)計(jì)采用單水平沿煤層開拓，全井田劃分一個(gè)水平，井底車場(chǎng)設(shè)在9+10號(hào)煤層，水平標(biāo)高+（a）。施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，雖然方案一通風(fēng)路線長(zhǎng), 但礦井實(shí)行一采兩掘工作面少, 用風(fēng)量不大, 一臺(tái)大功率主扇可以滿足礦井南北兩翼供風(fēng)需求。2）風(fēng)路短,：1）井筒個(gè)數(shù)多, )井筒工程量大, )主扇風(fēng)機(jī)多, 管理比方案一難.。5）新增用地少，比方案二少。建井工期短比方案二少。方案比較兩個(gè)方案相比，方案一具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）井筒個(gè)數(shù)少，主、副井在一個(gè)工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，比較集中，便于生產(chǎn)管理。設(shè)計(jì)初期在北采區(qū)布置一個(gè)放頂煤綜采工作面。回風(fēng)立井落底9+10號(hào)煤，通過回風(fēng)繞道與回風(fēng)大巷相連，形成開拓系統(tǒng)。沿井田東部邊界向北布置三條采區(qū)大巷, 一條皮帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條軌道運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條專用回風(fēng)大巷,一條皮帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條軌道運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條專用回風(fēng)大巷,、主排水泵房及水倉、井下消防材料庫、井下爆破材料發(fā)放硐室等。擔(dān)負(fù)南一采區(qū)和南二采區(qū)回風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)安裝有梯子間，兼做安全出口。擔(dān)負(fù)北采區(qū)回風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)安裝有梯子間，兼做安全出口。該井筒擔(dān)負(fù)排矸、運(yùn)送材料、下放設(shè)備、人員運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。56′，落底標(biāo)高+699m。副斜井井口標(biāo)高+。三心拱斷面。傾角24176。方案二（四井筒方案），井田邊界附近，在浮山—沁水縣級(jí)公路水地莊處，回風(fēng)井一個(gè)在井田北東角邊界處, +?；仫L(fēng)立井落底9+10號(hào)煤，通過回風(fēng)繞道與回風(fēng)大巷相連，形成開拓系統(tǒng)。沿井田東部邊界向北布置三條采區(qū)大巷, 一條皮帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條軌道運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條專用回風(fēng)大巷,一條皮帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條軌道運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷, 一條專用回風(fēng)大巷,、主排水泵房及水倉、井下消防材料庫、井下爆破材料發(fā)放硐室等。擔(dān)負(fù)回風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)安裝有梯子間，兼做安全出口。該井筒擔(dān)負(fù)排矸、運(yùn)送材料、下放設(shè)備、人員運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。56′，落底標(biāo)高+699m。副斜井井口標(biāo)高+。三心拱斷面。傾角24176。+。井田開拓方案基于上述設(shè)計(jì)原則，根據(jù)本礦井煤層賦存特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有井筒、地面工業(yè)場(chǎng)地及井下條件，設(shè)計(jì)提出兩個(gè)開拓方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。