【正文】 的流體,具有十分良好的流動性和可泵性。膏體充填技術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。膏體充填開采是綠色開采技術的重要組成部分,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。可以部分消除煤炭開采對環(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。煤炭地下氣化是一種整體綠色開采技術。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。但是,地下煤炭氣化燃燒產(chǎn)生的苯和酚是致癌物質,有可能毒化水資源。目前我國的地下氣化技術仍處于工業(yè)試驗階段,有很多問題需要去研究和探索。要實現(xiàn)綠色開采,需要綜合研究和解決經(jīng)濟與技術等方面的問題。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)揮它應有的作用,為人類與自然的協(xié)調發(fā)展做出貢獻。井田工程地質條件，2號煤層為中等，9+10號煤層為簡單。無地溫、地壓異常?！?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。第一章 井田概況和地質特征第一節(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，、南北兩側一帶，行政區(qū)劃隸屬天壇鎮(zhèn)管轄。地理坐標為111176。55＇44＂，北緯35176。58＇40＂。區(qū)內多為山區(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。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。二、井田地質構造本井田位于呂梁—太行斷塊之沁水塊坳的次級構造單元，郭道—安澤近南北向褶帶中南段西部邊緣。但因井田處于褶皺帶西部邊緣，受鄰近構造帶影響，井田內構造特征表現(xiàn)為中部、東部以褶皺為主，西側斷裂發(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。主要褶皺、斷裂特征如下：褶曲井田內發(fā)育三條軸向北北東向褶皺，編號分別為ZZZZ4。10176。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?；緸橐粚ΨQ舒緩向斜，軸向延伸1500m。落差最大達20m。井田內延伸長度2200m。E，傾向NNE，傾角70176。井田內延伸長度1200余m。綜上所述，井田內斷層較發(fā)育，但斷距較小，58m間，對煤層、地層的破壞影響較??；褶皺多屬寬緩褶曲，對煤層、地層沒有明顯影響。因此，本井田構造類型屬簡單類型。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。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。上馬家溝組厚度為40—150m。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。水質類型屬重碳酸、硫酸—鈣鎂水。（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、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。m。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，煤變質程度為無煙煤階段。工業(yè)用途評價根據(jù)煤炭質量分級國家標準（GB/），9+10號煤為特低灰—中灰、高硫分、中—特高熱值無煙煤，由于硫分嚴重超標，建議作為化工用煤使用，若作為動力用煤及民用燃料，應首先研究解決脫硫問題。第二章井田境界與儲量第一節(jié)井田境界。井田東西寬2740m，南北長4000m， km2，由8個拐點坐（6176。井田周圍均為國有空白區(qū)，再無其它小煤窯開采。礦井地質資源/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。井田內僅9+10號煤層為可采煤層，并估算了其資源儲量。因此，未進行資源/儲量估算。煤層傾角＜25176。2煤炭資源估算指標：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。（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。（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平均求得，與煤分層合并計算采用厚度。（5）資源/儲量類別劃分原則井田內構造復雜程度為簡單；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。因此，礦井工業(yè)資源/ Mt。（1）井田邊界井田邊界煤柱在本井田內一側按20m留設。（3）斷層及陷落柱煤柱本井田地質構造簡單，可采區(qū)域內無斷層、陷落柱，故不考慮留設斷層及陷落柱煤柱。（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）大巷煤柱設計考慮本礦井大巷兩側各留設30m保護煤柱。安全煤柱及各種煤柱的留設和計算方法?；鶐r移動角72176。第三章 礦井工作制度生產(chǎn)能力第一節(jié) 礦井工作制度設計礦井井下采用“四八”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。第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務年限。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、回風立井。井筒數(shù)目及用途：礦井，共布置三個井筒：即：主斜井、副斜井、回風立井。斜長540m。34′，三心拱斷面。裝備帶寬B＝1000mm的膠帶機，擔負礦井提煤任務，兼做進風井和安全出口。56′，斜長408m。擔負排矸、運送材料、下放設備、上下人員等任務兼做進風井和安全出口?；鶐r段采用錨網(wǎng)噴支護方式，噴層厚度150mm。基巖段采用錨網(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，工程地質條件好。（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、井巷工程費用。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，回風立井場地選在駝腰村西。斜長472m。34′，落底標高+698m。擔負礦井提煤任務，兼做進風井和安全出口。斜長408m，傾角29176。半圓拱斷面，,?；仫L立井井口標高+960m,井筒凈直徑5m,，垂深276m。井田內可采煤層為9+10號煤層，2號煤距離9+，全井田共劃分一個水平，井底車場設在9+10號煤層，水平標高+,集中膠帶機運輸大巷和集中軌道運輸大巷，專用回風大巷,并按原有方位向東延伸至井田東部邊界附近。在主斜井底設煤倉一個，布置通風行人巷。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)。斜長472m。34′，落底標高+698m。擔負礦井提煤任務，兼做進風井和安全出口。斜長408m，傾角29176。半圓拱斷面，,?；仫L立井兩個, 一個井口標高+960m,井筒凈直徑為5m,，垂深276m。另一個井口標高+960m,井筒凈直徑為5m,，垂深276m。井田內可采煤層為9+10號煤層，2號煤距離9+，全井田共劃分一個水平，井底車場設在9+10號煤層，水平標高+,集中膠帶機運輸大巷和集中軌道運輸大巷，專用回風大巷,并按原有方位向東延伸至井田東部邊界附近。在主斜井底設煤倉一個，布置通風行人巷。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)。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)。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。4）工業(yè)場地壓煤量小，資源回收率高。方案一缺點：1））安全出囗少, ： 1）主扇選型功率小。綜上所述，方案一與方案二相比，井筒數(shù)量少，占地面積小；比較集中，便于生產(chǎn)管理。經(jīng)技術經(jīng)濟多方面比較，本設計推薦方案一。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米布置一條總回風大巷至井田東邊界回風立井。根據(jù)井田內地質構造及煤層賦存特點以及采空區(qū)的范圍，結合工作面裝備水平，為適應安全高效綜合產(chǎn)業(yè)工作面的布置要求，設計確定大采區(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。根據(jù)井田內地質構造及煤層賦存特點，首先開采北采區(qū)；南一采區(qū)，為接續(xù)盤區(qū)。第五章礦井基本巷道第一節(jié)井筒、石門與大巷礦井，共布置三個井筒：即：主斜井、副斜井、回風立井。斜長540m。34′，三心拱斷面。裝備帶寬B＝1000mm的膠帶機，擔負礦井提煤任務，兼做進風井和安全出口。副斜井：井口標高+，井底標高+，半圓拱斷面，傾角29176。采用單鉤串車提升。井筒內有4寸靜壓管一趟；4寸排水管兩趟；及人行階梯。二、井下硐室名稱及位置 主斜井井底硐室有：井底煤倉。井底煤倉采用直煤倉，井底煤倉直徑8m?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土支護，容量1200t。容積900m3,副水倉有效長度60m。9+10號煤井底煤倉直徑8m?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土支護，容量1200t。井下爆破材料庫為壁槽式，總體積200m3。三、井底車場主要巷道及硐室的支護方式及支護材料 副斜井井底車場采用半圓拱斷面、錨網(wǎng)噴支護方式，噴層厚度150mm；井下爆破材料發(fā)放硐室、中央水泵房、中央變電所及水倉采用半圓拱斷面，現(xiàn)澆混凝土支護方式，支護厚度350mm；管子道和井下消防材料庫采用半圓拱斷面，錨網(wǎng)噴支護方式，噴層厚度150mm；井底煤倉采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土支護，支護厚度400m。該褶帶走向北北東，北寬南窄，褶皺排列較為緊密，成組出現(xiàn)的褶皺表現(xiàn)為若斷若續(xù)。西側斷裂發(fā)育，但斷距較小，58m間，對煤層、地層的破壞影響較小，總體傾向以南東為主，傾角一般3176。井田內未見陷落柱及巖漿活動。（2）工程地質9+10號煤層：偽頂為泥巖或炭質泥巖，較薄，隨采隨落，直接頂和老頂為K2石灰?guī)r，—。9號煤層頂?shù)装辶W試驗成果，；。（3）瓦斯、煤塵爆炸性、自燃傾向性及地溫地壓9+10號煤層瓦斯含量低，為低瓦斯礦井，9+10號煤層無煤塵爆炸危險性，自然傾向性為Ⅱ級，為自燃煤層。（4）水文地質9+10號煤位于太原組第一段上部，直接充水含水層為太原組碎。方案一： 綜采放頂煤一次采全高采煤法放頂煤綜采采煤法就是在厚及特厚煤層的底部布置回采工作面，采用滾筒式采煤機、放頂煤液壓支架、刮板輸送機及其他附屬設備進行配套聯(lián)合生產(chǎn)，除用采煤機正常割煤外，還利用礦山壓力或輔以人工松動方式使工作面上方頂煤破碎，并隨著工作面的推進從液壓支架的上方或后方放出并回收的一種采煤方法。（2）井巷工程量省，由于放頂煤設備外形尺寸及重量均小于大采高設備，在滿足通風要求的前提下，巷道斷面要求小，井巷工程量少，且本礦井副斜井傾角較大，為29176。若使用大采高設備，最大件重量較大，提升絞車選型困難，投資大，且運輸安全性差。（4）與一般的綜采相比，綜采放頂煤采煤成本明顯降低。（6）綜采放頂煤對地質構造較復雜、厚度變化較大煤層的開采，比大采高綜采更靈活和適用。所以采用放頂煤開采，資源回收率高。（2）混入矸石多，原煤灰分高，工作面作業(yè)條件差。（4）工作面回采率低。我國于上世紀七十年代末從德國引進了部分大采高液壓支架和相應的采煤、運輸設備，與此同時開始國產(chǎn)的大采高液壓支架和采煤機的研制和試驗工作，經(jīng)過二十多年的努力，已取得了明顯的進展。隨著大采高設備和技術的進步，大采高綜采已成為我國高產(chǎn)高效礦井的主要采煤方法之一。（2）工作面設備少，工序簡單，易管理。（4）工作面回采率高。（2）設備投資較高。經(jīng)過上面對兩種采煤方法的比選，設計認為采用綜采放頂煤一次采全高采煤法初期投資少、見效快。9+10號煤的冒放性分析：(1)開采深度生產(chǎn)實踐和理論計算都表明頂煤冒放性隨著開采深度的增大而加強。本井田9+10號煤層埋深270～450m左右，大部分煤層開采深度大于300m，從開采深度看，較有利于頂煤的冒放。一般當煤層硬度f系數(shù)小于強度小于20Mpa時，頂煤冒放性較好。而本區(qū)9+10號煤節(jié)理裂隙較發(fā)育，從而降低了煤層的整體強度，對提高頂煤冒放性有一定的作用。 m，平均采放比1:，符合放頂煤一次采全高條件。一方面夾矸在頂煤中形成“骨架”，使頂煤難以冒落；另一方面，即使頂煤垮落之后，夾矸形成大塊，影響頂煤的流動性，堵塞放煤口。本