绿色矿山建设实施方案

1、绿色矿山建设实施方案第一章 前言编制依据1、中华人民共和国矿产资源法及其实施细则（ 1996 年 8 月29 日）；2、中华人民共和国矿山安全法 ；3、中华人民共和国安全生产法 ；4、#省矿山地质环境保护条例 ；5、矿产资源节约与综合利用 “十二五 ”专项规划（国土资源部 国土资发 2011184 号）；6、矿产资源节约与综合利用鼓励，限制和淘汰技术目录 （国 土资源部 国土资发 2010146 号）；7、国土资源部关于贯彻落实全国矿产资源规划发展绿色矿业建 设绿色矿山工作的指导意见 （国土资源部 国土资发 2010119号）；8、国土资源部办公厅关于组织申报国家级绿色矿山试点单位的通知（国土

2、资源部办公厅 国土资厅函 2011574 号）；9、绿色矿山公约；10、国土资源部办公厅关于组织申报第三批国家级绿色矿山试 点单位的通知（国土资源部办公厅 国土资厅函 2012423 号）；第二章 矿山现状矿以保护环境、 资源利用和社区和谐作为绿色矿山建设的工作核 心，以绿色生态助推五沟矿发展的理念为引导， 积极探索和践行绿色 矿山建设之路，在依法办矿、规范管理、科技创新、节能减排、环境 保护、土地复垦、社区和谐和企业文化等九大方面取得了一定的成效， 主要表现在：一、矿产资源综合利用水平矿严格按照 中华人民共和国矿产资源法 、中华人民共和国煤 炭法、中华人民共和国安全生产法等法律、法规依法建矿

3、，矿产 资源开发活动按照矿产资源开发规划与设计， 较好地完成了资源开发 与综合利用指标， 2009年、2010年、2011 年采区回采率分别为 80.4%、 82.3%和 81.6%，均高于当年国土部门的核定值，并在国内同类地质 条件下煤炭开采中处于先进水平。 同时，在资源综合利用方面坚持探 索，开展了含水层下矸石充填开采试验研究工作，可将主采煤层 10 煤层开采设计留设的60-91m的防水煤岩柱，缩短到18.5m以内，全 矿井可盘活呆滞煤量 3155 万吨，可延长矿井服务年限 40 年，有效减 少塌陷对耕地的破坏， 避免矸石对地表生态环境的破坏。 据不完全统 计，每采出 1 万吨煤造成 3至

4、 4亩的塌陷，沉陷有时甚至达 8 亩，矸 石每万吨占地 0.8亩，如果矿山全部采用充填开采计，按矿井目前年 产 150 万吨，每年将减少 450 亩耕地的破坏， 对实现矿区资源开采和 生态环境的和谐发展具有重要意义。矿煤质属于可选性为较难选极难选，为提高洗（选）精煤回收 率，矿开展了大量的洗（选）工艺改造，主要有优化煤泥重介工艺项 目，项目实施后精煤产率提高 1.08%，每年可多产精煤 39.75 万吨。二、土地复垦和环境治理 矿遵循“保护中开发，开发中保护”的原则，在开采过程中，配 合地方政府对地表产生沉陷区进行复垦。截至 2011 年底，矿区采空 塌陷影响面积约 298hm2，最大塌陷深度

5、 3m，其中耕地面积为 272.25hm2，住宅用地面积为25.75hm2。主要因位于工业广场北部的 首采区（南一区） 的 10 煤层的开采，形成面积 545589m2 的采空区引 起地表塌陷。塌陷区内村庄已完成异地搬迁安置，对搬迁的孙家、胡 家老村址562亩已复垦完毕。面积272.25hm2的耕地已按有关规定交 纳土地补偿费，其中，塌陷深度 0.011.5m面积共155.807hm2，具 备复垦条件的 11hm2 已协助当地复垦成耕地，交给当地居民继续耕 种；3hm2塌陷深度1.53.0m的积水区具备复垦条件，矿方已协助当 地整理成塘，剩余 113.443hm2 的塌陷积水区待复垦。下一步将

6、加大 复垦力度，对受影响供电线路、道路、河堤等进行修复、加固。同时，矿深入开展节能减排和环境保护工作，建立 9960m3/d 的 矿井水、 1200m3/d 的生活污水处理系统和采用 D1000 型花岗岩水膜 除尘工艺对锅炉消烟除尘， 除尘效率达 96%以上。 废水、废气排放均 达到国家相关标准。 加大节能技术改造， 加大资源的循环利用， 洗（选） 煤废水重复率达 100%。矿区绿色率占可绿化面积的 80%以上。三、和谐社区建设矿以“以人为本、共建共享”为宗旨，认真履行社会责任，深入 开展“进万家门，知万家情，解万家难、暖万家心”为主题的帮扶活 动。建立企地沟通模式， 对采煤塌陷地的破坏的青苗

7、进行了丈量和补 偿、塌陷区搬迁、土地复垦等各项工作稳步进行，形成了符合五沟特 色的企地沟通机制。矿坚持不断的深化企业文化建设，提出 “做大、做强、走远，追 求卓越，基业长青 ”的发展愿景， 建立“集团-矿（子公司）-科（区、 团队） -班组 -个人”五级相互支撑的愿景体系，依据愿景制定科学 合理的战略目标，以此激励员工，凝聚员工的思想，使企业内部形成 强大合力，形成符合矿发展的企业文化。第三节 存在的问题与解决途径对照国家级绿色矿山建设标准，存在以下四方面的问题：一、绿色矿山理念需要进一步加强发展绿色矿业、 建设绿色矿山， 真正实现资源合理开发利用与环 境保护协调发展，已成为矿山企业发展的必然

8、选择，因此，在绿色矿 山建设过程中，要把建设绿色矿山的理念贯彻于矿山生产建设的始 终，从矿产勘查、矿山规划、建设、开采、选冶、加工，直至矿山闭 坑、土地复垦和生态环境恢复重建全过程，采用先进的技术设备，实 施严格的科学管理，实现资源充分合理开发利用、保护环境、安全生 产、社区和谐和矿业经济可持续发展。矿在绿色矿山建设过程中， 虽然取得了一定的成绩， 但和国家级 绿色矿山建设标准的要求相比仍有一定的差距， 因此，矿将把绿色矿 山建设贯穿与日常生产经营之中， 以国家级绿色矿山的标准来衡量日 常工作，加大绿色矿山的宣传力度，让矿井生产经营者，甚至每一员 工都了解绿色矿山、 认识绿色矿山， 使全矿职工

9、以主人翁的姿态投入 到绿色矿山的建设中。二、资源综合利用水平需进一步提高在绿色矿山建设中， 资源综合利用表现在一方面提高资源的综合 利用率， 另一方面则是从根本上减少对环境的破坏。 矿井田构造复杂 程度属中等偏复杂类， 矿井开采技术条件为复杂， 地质勘察阶段预计 组合断层 19个，但在 2008年投产以来的生产活动中， 南一采区和南 二采区实际揭露的断层条数远高于设计值， 采区内褶曲和断层极为发 育，对生产和资源回收造成了较为严重的影响。 矿虽已经积极开展采 区工作面优化设计、 矸石充填开采等手段， 最大程度上的回收了矿产 资源，减少开采矸石、废石的排放。但仍需进一步加强。矿将采取加大科技创新

10、投入，通过与高校、院所联合攻关、引用 新技术等手段，在提高资源回收率、矸石综合利用、瓦斯治理、废水 循环使用、提高洗（选）精煤回收率等方面，有计划、分步骤地建设 一批重点项目，通过这些重点项目的建设提高矿井煤炭资源综合利用 水平。三、土地复垦和环境保护仍需进一步推进煤炭开采地表的破坏主要是因采空区引起的地表塌陷， 而塌陷达 到稳沉一般还需34a时间，矿2008年才正式投产，因此，矿在绿 色矿山建设过程， 要进一步科学制定复垦计划， 采取超前复垦等动态 预复垦相结合的治理方法。 另外，矿在绿色矿山创建过程中针对废水、 废气、塌陷区生态恢复等开展了大量的工作， 下一步矿山将继续加大 对瓦斯综合治理

11、、矿井水的循环使用、矸石的综合利用相关工作。同 时，环境保护与治理是一项投资大、 见效慢、直接经济效益差的工程， 因此，矿应积极拓宽融资渠道，多方筹集资金，积极争取国家级绿色 矿山建设等各项专项资金，确保为绿色矿山建设提供足额的资金保 障。四、进一步加强和谐社区和企业文化建设企业文化是企业的灵魂， 和谐社区是企业发展的基础。 矿将以文 化建设为主线， 着力推行精细化管理、 企业文化建塑、 员工培训的“三 位一体”的煤炭企业管理新模式， 根据流程需要设置、 优化组织机构， 既要结果也关注过程，强调协同和整体 (1+1>2)，大幅提高组织效率。 同时，矿将以绿色矿山建设为契机， 推行绿色生态

12、助推五沟矿发展的 文化理念。同时， 矿将立足关爱企业职工的基础上，进一步加大惠民 工程，积极做好搬迁新址的配套设施建设，使搬迁新社区成为优美、 舒适的美好家园， 进一步加强与地方沟通机制， 努力构建企地和谐的 长效机制。第三章指导思想、基本原则与规划目标第一节指导思想坚持以科学发展观为指导，按照国家加快转变经济发展方式战略 要求和皖北煤电集团公司加速转型、夯实煤、煤化工发展基础的战略 部署，围绕国家级绿色矿山建设的基本原则和要求， 以安全生产为主 线，以保护生态环境、降低资源消耗为目标，以科技创新为保障，将 矿山的人文环境、生态环境、资源环境和经济环境与采矿活动有机的 结合起来。通过国家级绿色

13、矿山的建设推进矿发展方式的转型，实现五沟矿发展的资源、环境和社会效益的协调统一，保证矿山的可持续 发展。第二节基本原则一、坚持绿色开采，科学优化采矿设计、采场布局，应用充填开 采采煤方法，不断提高煤炭资源综合利用水平，重抓节能减排，淘汰 落后产能，推行清洁生产，加大对生产工艺和生产设备改造，加大对 资源的回收再利用，实现矿煤炭资源安全高效开采。二、坚持资源开发与环境保护相协调，正确处理资源开发与环境 保护的关系，按照“预防为主，防治结合”的方针，坚持“在保护中 开发，在开发中保护”，不断加强矿山土地复垦和生态环境重建，大 力改善矿区生态环境；三、坚持科学办矿、科技兴矿，加强生态环境、节能减排和

14、综合 利用领域的科技创新，不断提高矿科技进步与创新水平；四、坚持矿山发展与社区繁荣共赢，加强企地共建合作，加强惠 民工程建设， 积极投身于社会和谐建设中， 通过开展项目合作和多种 形式的活动，努力实现企业发展的双赢；五、加强绿色矿山建设长效机制建设， 将绿色矿山建设纳入矿山 日常生产系统中一并管理， 建立和完善绿色矿山建设工作责任制和考 核评价体系，在建设过程中，不断总结提高，构建体现矿自身特色的 绿色矿山发展模式。第三节 规划目标一、规划目标1、总体目标严格遵守中华人民共和国矿产资源法等法律法规，认真履行 绿色矿山公约，绿色矿山建设遵照国家级绿色矿山建设的九条标 准，以实现矿资源利用集约化、

15、开发方式科学化、企业管理规范化、 生产工艺环保化、 矿山环境生态化为总体目标， 积极推行“三位一体” 的煤炭企业管理新模式和绿色生态助推五沟矿发展的崭新理念， 有序 推进、分步实施，构建资源、环境和社会效益相协调的矿山发展模式， 建立绿色矿山建设长效机制， 力争通过三年时间的建设， 将矿打造成 国内一流的绿色矿山企业。2、阶段性目标近期目标（2012年2014年）：按照国家级绿色矿山的建设要求， 结合自身发展特征， 开展矿国家级绿色矿山建设工作。 对照国家级绿 色矿山基本条件和相关指标要求， 在分析现有绿色矿山创建工作成果 及存在问题的基础上， 认真实施资源节约与高效利用、 矿山环境保护 与综

16、合治理、科技创新、节能减排和社区和谐规划建设任务，开展资 源综合利用类工程、 科技攻关类工程、 矿山环境恢复治理类工程以及 和谐社区建设类工程，科学、合理、有序的开展绿色矿山建设工作， 力争 2014 年底前完成绿色矿山创建的约束性指标和预期性指标，并 通过国土资源部的评审验收。中期目标（2012年2016年）：在开展国家级绿色矿山建设的同 时，进一步巩固绿色矿山创建取得的成果，不断总结、提高、完善， 继续实施绿色矿山建设，构建绿色矿山建设的长效机制，确保 2016 年底完成绿色矿山建设的预期性指标。发展展望（2012年2021 年）：继续巩固绿色矿山创建取得的成 果，将“资源利用集约化、开发

17、方式科学化、企业管理规范化、生产 工艺环保化、矿山环境生态化” 的绿色矿业理念贯穿于矿产资源开发 的全过程，将经济效益、生态效益、社会效益很好地统一起来，资源 集约节约利用水平显著提高， 矿山环境得到有效保护， 矿区土地复垦 水平全面提升，矿山企业与地方和谐发展，实现矿的科学发展、安全 发展、绿色发展、协调发展。二、规划期指标体系矿绿色矿山建设实施方案目标分为 3年近期目标、5年中期目标 和10年发展展望，根据各阶段发展目标，针对绿色矿山建设的 9个 方面，矿制定了规划期指标，详见表 3-1。表3-1矿绿色矿山建设实施方案目标规划目标 指标名称2011 年（现状）2014 年（近期）2015

18、年仲期）2021 年（展望）指标 类型资源合理开 发利用采区回采率81.6%82.0%82.3%82.3%预期提高洗（选）精煤的 回收率-1%1%1%预期综采机械化水平99%100%100%100%预期综掘机械化水平98%100%100%100%预期选矿废水重复利用 率100%100%100%100%约束矿井水重复利用率75%78%90%90%预期煤矸石综合利用率11.96%18.59%19.70%20%预期原煤生产电耗25.92kwh/t25.69kwh/t25.19kwh/t25.19kwh/t预期科技创新投入占企 业总产值比例1.0%1.2%1.3%1.5%约束矿山地质环 境保护与恢 复

19、治理土地复垦率60%80%85%90%预期绿化面积占可绿化 面积的比值80%97%98%98%预期企业文化建 设与社区和 谐发展安全生产培训次数36454545预期第四章 绿色矿山建设实施方案任务第一节 矿产资源高效开发与合理利用一、强化采区建设，优化生产布局，合理开发煤炭资源根据矿区矿产资源分布情况和集团公司发展战略， 规划期内， 应 合理布置生产区域，保证矿煤炭资源合理开发、有效利用，确保矿山 开采可持续性，确保150万吨/年的生产能力。矿编制了 2012年2015 年回采工作面生产接替计划，具体见表 4-1。二、加大技术改造力度，引进先进生产工艺，推行资源科学化开 采，大力提高资源节约与

20、综合利用水平重视技术改造，结合实际，鼓励创新，不断优化设计，向现有系 统挖潜增效； 引进工作面齿轨卡轨车等先进设备， 实现采掘全部机械 化；规划期内，继续实施矸石充填开采绿色开采项目，对CT103、CT102 回采工作面实施矸石充填开采，提高了矿产资源开采回采率， 又综合利用煤矸石，有效地防止了地表塌陷；对正在开采的 CT101 充填工作面进行充填及沿空留巷技术管理的优化、 创新研究， 不断优 化矸石充填工艺，最大程度的回收煤炭资源；针对矿山以往开采揭露的断层情况与预计不同， 开采技术条件复 杂的实际情况， 开展断层防水煤柱合理留设研究， 通过煤柱的合理留 设，即保证回采的安全，又最大程度的回

21、采资源，避免资源浪费。规 划期内，完成 F16 断层防水煤柱留设研究；根据实际生产的情况，不断优化选煤工艺，提高资源回收水平， 规划期内，根据即将开采的 7煤煤质与前期开采的 10 煤煤质不同， 完成选煤厂高灰高煤泥条件下煤泥水系统的适应性研究， 提高精煤洗 （选）回收率 1%以上。三、坚持“三废”治用兼顾，加大资源的循环使用。转变传统废弃物处置模式，变“治”为“用” ，变“废”为“宝”。 开展煤矸石充填开采， 置换出更多的资源；开展矿井水循环使用项目， 计划在规划中期，完成选煤厂直接利用井下污水以及洗水闭路循环，实现行业“一级闭路循环”O第二节 矿山环境恢复与综合治理一、加强矿山环境风险监测

22、，加大环境灾害应急预警机制建设矿地处皖北平原，地势平坦，地下水位较高，主要地质环境风险 由开采沉陷和矸石堆引起。开采沉陷造成地表径流变更，水利设施丧 失原有功能，直接影响农作物耕种，特别是地表常年积水，造成耕地 绝收，矿将定期对塌陷区情况进行监测，对矿山充填开采项目，建立 岩移观测站，开展充填开采地表环境损坏评价；定期巡视矸石山，加 强矸石山边坡管理，加大矸石综合利用力度。二、矿山环境治理与土地复垦规划三、进一步开展矿区绿化工作矿矿区绿化以构建矿区立体绿化为目标，用草坪、花坛、绿篱、常青树、落叶乔木和灌木等构成宜人的空间层次；在生产区见缝插绿”地栽培小灌木和草坪；在主、副井绞车房、压风机房、动

23、筛车间 和选煤厂主厂房等处的生产噪声较强， 种植具有吸声效果的树种；在 矿井工业场地场界外，进矿道路附近密集种植大量的乔木， 使得规划 期内矿区绿化率达到预期的指标。第三节科技创新一、加大科技投入认真贯彻 以科技促生产、以科技保安全、以科技增效益”的工作宗旨，矿将从技术创新、管理创新方面来提高企业科技创新水平，不 断加大自主创新和科技攻关力度，推广应用 “四新 ”技术，积极开展各 类创新创效活动。 加大科技创新研发资金投入力度， 每年投入资金不 低于企业总产值的 1%；进一步完善各事业部创新工作室创新激励机 制，强化创新工作室创新能力。二、建立产、学、研发平台，培养科技人才深入开展与高校、研究

24、院的深度合作，建立产、学、研一体化的 科技研发平台。针对矿井的实际问题，与高校、研究院联合攻关和技 术开发，引进、 消化和吸收各种理论和技术为矿所用，为矿绿色矿山 建设所用。规划期内，将与中国矿业大学联合开展矿含水层下矸石 充填开采项目；与#理工大学联合开展五沟选煤厂高灰高煤泥条 件下煤泥水系统的适应性研究 、矿西翼三采区多阶段放水试验及灰 岩富水性评价；与山东科技大学联合开展 矿 F16 断层防水煤柱留设 研究；与中煤科工集团重庆研究院联合开展 矿三采区 10 煤层突出 危险性鉴定等，以科技促发展，以科技促管理，提高资源综合利用 水平，充分发挥科技创新对国家绿色矿山发展的引领作用， 实现矿煤

25、 炭资源的科学化利用。三、加强科技成果转化把“科技兴矿 ”作为一项长期的工作来抓， 并每两年举行一次科技 大会，总结过去，表彰先进，编制科技大会成果汇编手册。加快成果 转化，将科技成果转化为现实生产力， 促进科研攻关不断向深层次发展。第四节 节能减排一、工艺设备优化、节能发展节能减排，构建完整的矿山循环经济产业链，努力促进 “资 源-产品-污染排放 ”的传统生产方式向 “资源-产品-再生资源 ”的循 环经济模式转变。淘汰落后产能，推广机电新技术、新工艺的使用， 引进新型磁选机，脱介筛筛板改造，新型浮选药剂使用，浮选工艺完 善，探究生产过程控制减少电耗等，逐步实施，到 2020 年，努力实 现选

26、煤厂吨煤生产成本降低 10%，吨原煤生产电耗逐年下降。二、废弃物减排与综合利用提高废弃资源的重复利用率，加强对废水、瓦斯、煤矸石等综合 利用技术研究，较少污染物排放；为确保矿山废水排放达到污水综 合排放标准(GB8978-1996)中的二级标准，加强对矿山建设的 9960m3/d矿井水及1200m3/d生活污水处理设施运行管理，确保污水 处理设施稳定运行。同时，在规划期中期，开展选煤厂直接利用井 下污水以及洗水闭路循环的实现的研究 ，提高矿井水的循环利用水 平；加强锅炉消烟除尘设备水膜除尘器的维护，确保其稳定运行，确 保排放的废气排放达到 锅炉大气污染物排放标准 ( G B 1 3 2 7 1

27、 -2 0 0 1 ) 中第H时段二类区标准。继续开展矸石充填工程，规划期内，对 CT103 工作面、 CT102 工作面实施矸石充填开采，实现每年充填开采消耗煤矸石 20 万吨以 上的目标。同时，进一步探索其他矸石综合利用其他途径，加快现有 矸石山的处理， 力争消耗生产产生的全部煤矸石， 实现煤矿开采无废 或少废排放。第五节 社区和谐建设一、进一步完善企地协调磋商机制进一步加强与矿区周边居民的协调沟通， 建立良好的企地磋商协 调机制，利用企业自身优势加大企业与地方项目往来， 努力寻求双方 共赢的项目合作模式， 积极带动地方经济发展， 加深企地之间的融合。二、持续开展惠民工程，创造和谐社区环境

28、加强对企业员工的人文关怀， 同时，妥善做好镇区居民搬迁的安 置工作，对塌陷区搬迁的居民进行妥善安置； 及时完成搬迁新址征地 及道路征地约 2400 亩，并对新村址回填、平整压实达到设计标高； 对新村址内沟、 塘按有关技术要求进行处理， 满足建房基础的质量要 求；按照新农村建设的标准建设搬迁新址建设，水、电、道路等辅助 设施及时安装到位， 将搬迁新址打造成为花园式社区， 让搬迁居民的 生活质量较原来大幅度提高；对开采影响范围内的青苗及时补偿到 位；进一步加强对失地困难农民和困难职工的帮扶工作， 树立良好的 企业形象。第六节 企业文化建设加强矿山内部绿色矿山建设宣传， 将绿色矿业的理念贯穿于矿山

29、日常生产的全过程， 建立健全绿色矿山建设考评机制； 完善企业管理制度和安全条例；定期开展培训教育，增强员工专业技能水平；拓展 企业文化，按照绿色矿山的建设要求，结合企业自身的发展特性，科 学、合理、有序的开展绿色矿山企业文化建设，使矿朝着开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化、生产工艺环保化、矿山 环境生态化”的绿色矿山道路前行。第五章重点工程矿根据国家级绿色矿山建设实施方案目标和工作任务， 按照绿色矿山建设的标准统筹安排和部署，重点落实以下四大类工程：表5-1 重点工程项目情况一览表序号工程类别工程名称起止年限备注1资源综合利用类含水层下矸石充填开采提高回采上限项目20112015年

30、为阶段性项目，下一步将 继续开展全矿井其他采区 的矸石成功大开采2西翼中煤组瓦斯抽米及综合治理工程20132016年3环境治理类南一、南二米区土地复垦及河堤修复工程20122013年4科技攻关类选煤厂咼灰咼煤泥条 件下煤泥水系统的适 应性研究20122013年5三采区10煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定20122013年为阶段性项目，下一步将开展采区工程建设。6F16断层防水煤柱留2012 2013为阶段性项目，下一步将设研究年开展采区工程建设。7西翼三米区多阶段放水试验及灰岩富水性评价2012 2013年为阶段性项目，下一步将开展采区工程建设。8和谐社区#整体搬迁新址新农2012 2014建设类村

31、建设项目年第一节资源综合利用类工程一、资源综合利用类工程I（一）工程名称含水层下矸石充填开采提高回采上限项目。（二）工程内容矿主采煤层10煤，煤质为优质焦煤，该煤层上方覆盖272.9m左 右的厚松散含水层，特别是其底部平均厚20.7m的第四含水层，直接 覆盖在开采煤系露头之上，对煤系地层直接进行渗透补给，给浅部煤 层的安全开采构成了明显地威胁。在矿井初步设计中，留设了6091m的防水煤岩柱，压煤3664.4万t,资源损失严重。为进一步开采第四含水砂层下的10煤资源，提高呆滞资源采出 率，提高矿产资源综合利用率，矿开展矿含水层下矸石充填开采的研 究和试验工作，以期最大限度地安全采出防水煤岩柱所压

32、覆的煤炭资 源，项目以CT101为试采工作面，成功后分采区逐步实施充填开采， 最大程度上地回收煤炭资源。项目主要内容如下：1、项目科研成果本项目由矿与中国矿业大学合作攻关， 采用理论分析、 实验室试 验、数值计算、工业性试验、现场测试等综合方法，开展了：1）充填开采系统设计； 2）矸石的物理力学特性试验研究； 3）矸石井上下 运输运输系统设计； 4）充填开采关键配套设备选型设计； 5）矸石充 填开采工艺设计； 6）充填开采矿压监测及分析； 7）充填开采地表沉 陷监测及分析； 8）垮落带、导水裂隙带高度变化监测方案设计、监 测及分析等 8 项子课题的研究，并以 CT101 工作面为试验工作面并

33、取得了成功，研究结论为： 通过矸石充填开采解决了采煤工作面的采 空区充填问题， 能有效缓解开采活动对岩层的破坏程度， 可置换出水 体下压占的呆滞煤炭资源。 据初步估算， 采用矸石充填开采水体下压 煤，可将开采上限提高至基岩强风化带底界， 将防砂煤柱留设由矿井 初步设计中6091m缩短至18.5m以内，可使矿能多采出煤炭 3155 万 t ，可延长矿井服务年限 40 年。虽然矸石充填在我国已经获得成功 应用，但类似矿这种含水层下长壁矸石充填开采技术实践在国内仍属 首次。2、试验工作面开采情况（ 1 ）试验工作面概况本工程以 CT101 为试验工作面， CT101 工作面位于矿南一采区 东翼，工作

34、面原设计上限标高为-300m,现设计上限标高为-255m, 工作面走向长2337m;倾斜宽60150m。煤厚0.44.66m，平均3.3m， 工业储量 159.2 万吨，可采储量 119.4 万吨。10煤层直接顶板为浅灰色粉、细砂岩，厚约 5.8m左右；局部地 段会出现伪顶：为少量薄层状泥岩，厚约02.3m左右。直接底板为 泥岩，含碳质，厚 1 米左右。老底为条带状粉细砂岩（互层） ， 10煤 下约 25米为 11煤层位， 10煤层下距太原组一灰间距为 54.468.34m， 平均59.35m。工作面内地质构造较为复杂，断层与向斜构造较多； 工作面主要充水水源为 10 煤层上覆的新生界松散含水

35、层、顶板砂岩 裂隙含水层和底板灰岩含水层， 根据该工作面浅部开采区域四含、 三 隔的分布规律及其含、隔水特性，依照“三下”采煤规程水体采动等 级的划分，确定 CT101 工作面浅部松散含水层中的第四含水层应属 H类水体，可以进行留设防砂煤岩柱设计，即不允许垮落带顶点波及 该含水层。工作面煤层顶板覆岩类型应属于极软弱软弱覆岩类型。（2）工作面充填开采方案整个CT101工作面分两段开采，第一段走向长 395m,工作面切 眼长度98m （煤壁间），采用后退式一次采全高走向长壁开采方法， 全部密实矸石充填采空区管理顶板；第二段工作面长度60 150m，均采用后退式一次采全高走向长壁采煤方法，自然垮落法

36、处理采空 区。工作面采用 MG300/730-WD 型采煤机落煤，采用 SGZ800/630 双电机双中心链刮板输送机运煤，顺槽采用 SZZ800/200 转载机。选 用液压支架型号为 ZC8000/18/38 型液压支架，顺槽端头由单体液压支柱及铰接梁支护。工作面主要参数：采高3.5m;面长98m （中段150m、外段60m）; 工作面走向长2337m （其中矸石充填段395m）;矸石充填段工作面日 推进2.4m,垮落法开采段日推进7.2m。工作面规划充填开采生产能力为1500t/d， 150m 长壁开采5000t/d。CT101工作面浅部基岩面标高为-236.5m，风氧化带厚度为15m；

37、采用综采矸石充填采煤技术需要的防砂安全煤岩柱高度为6.5m ;正常垮落法开采需留设防砂煤岩柱高度为 20.2m。由此可以确定该区域 充填开采上限标高为-243.0m,正常垮落法开采上限标高为-256.7m。 因该区域风氧化带厚度为15m，并考虑到本工作面是皖北矿区乃至全 国采用综采矸石充填技术提高开采上限的第一个试采工作面， 为确保 该工作面开采安全稳妥进行， 增大其安全系数; 同时也为保证采出煤 炭质量不受风化影响，确定其开采上限标高为 -255m，充填开采下限 为-300m，充填开采长度为395m。重新界定后的CT101综采矸石充 填工作面防砂煤岩柱实际厚度为18.5m；比按规程计算的多留

38、了 12m；较按1013工作面实测数值所需留设煤岩柱多留设了12.2m,接近正常全部垮落法开采需留设的防砂煤岩柱高度。 因此，在此开采上 限内采用综采矸石充填采煤是安全可行的。 截至目前， CT101 工作面 已成功多回采煤资源 18.79万吨，提高了矿产资源的综合利用率。3、后续工作面实施计划规划期内，矿将继续开展 CT101 工作面矸石充填开采，同时将 此技术应用到 CT103、CT102 工作面的开采， 充填开采工程实施主要 内容包括：（ 1）充填开采方案 回采工艺工艺方式：综合机械化采煤工艺 作业方式：“三八制”，两班出煤与充填，一班检修。每班 2 刀， 全天 4 个循环；充填方式 :

39、 “两采一充”，每进两刀煤进行一次充填； 进刀方式：割三角煤端部斜切进刀； 循环进尺： 0.8m。 采空区矸石充填工艺充填支架除具有普通支架相同的支护工作面顶板的作用外， 还具 备支护充填采空区顶板的功能， 并安装有捣实机构以完成对采空区的 充填与捣实。 后部充填运输机中槽开天窗式， 并用支架后部的吊环吊 起，每架四个悬挂点，在支架箱体滑槽内滑出 800mm 的推进步距， 每隔一架设置一个天窗放矸石， 滑槽两侧安装两个后千斤顶， 可以同 步打开或关闭天窗。图 5-1、图 5-2 为矸石充填刮板输送机及其布局 图。图 5-1 矸石充填刮板输送机布局图图 5-2 矸石充填刮板输送机割煤和充填是同步

40、进行平行作业的， 其流程是： 工作面每割完一 排，支架前移后溜后移，到达预定位置后，开始从机尾向机头充填， 整个工作面同时打开三个投料口， 当第一个投料口充满后关闭捣实后 依次往第二、第三个投料口投料捣实，依次类推。当一排全部充满并 捣实后，停止第一轮充填， 然后将后溜前移动一个步距，由捣实机构 把碴推到指定位置接顶，全部捣实后，再进行下一循环。如图5-3 所示。图 5-3 采空区矸石充填示意图（2）矸石运输及充填系统初步设计 井上矸石供应系统及投料井 井上矸石供应系统如图 5-4 所示。a、投料井的结构：投料井采用垂直立井，投料孔直径为 1000mm,深度为135m,设计相同规格的两个，其中

41、一个备用。并 设一个325的通风孔。b、井筒钢管结构：采用 1000mmxi2mm的无缝钢管，钢管与 钻孔之间孔隙用 200#水泥砂浆灌注,一方面固定钢管,另一方面防 止地下水进入管内。c、缓冲装置：投料井底设一机械式缓冲装置，通过弹簧减缓冲 击,经刮板输送机将矸石送上皮带输送机图 5-4 井上矸石运输系统 井下矸石运输方案运输路线：投料仓 T投料运输巷T工作面回风顺槽 T充填工作 面。运输设备：井下运输巷采用四部 SD-800 胶带输送机，其中顺槽 中采用中间轮驱动的可伸缩胶带输送机， 将矸石直接运上液压支架尾 梁下的充填刮板输送机。如图 5-5、图 5-6 所示。 井下掘进矸石运输方案 充

42、填矸石由各采区掘进工作面通过矿车运输至南一采区运矸车场，经翻车机卸载T运矸刮板输送机T破碎机T矸石仓T矸石运输胶 带输送机T转载工作面回风顺槽胶带输送机 T1011工作面架后矸石 充填刮板输送机T采空区。 充填工作面的矸石运输及充填运输设备：充填刮板输送机，采用经过改装的 SGB730/200型刮 板输送机。运输方式： 充填刮板输送机悬挂在支架尾梁下， 通过槽板上的漏 矸孔将矸石落下。压紧方式：当矸石堆积到一定高度后， 下刮板可对矸石进行铺平， 在反作用力下将溜槽抬起， 并通过支架后方的液压铲板将矸石推满采 空区，并进行夯实。图 5-5 井下矸石运输系统图 5-6 顺槽矸石运输系统 （3）项目

43、主要工程量CT103、CT102 充填开采工作面巷道开拓、充填钻孔等施工工程 量 2630 米，主要设备技术参数见表 5-2。（三）项目实施年限2011年2015年；分期开展，其中CT101工作面2011年2012 年，CT103工作面2012年2014年，CT102工作面2014年2015 年。（四）项目负责部门 项目的承担单位为皖北煤电集团有限责任公司矿。（五）投资金额矿含水层下矸石充填开采试验研究经费概算 （不包括工程费用） ， 其总费用 2.5亿元，其中工程费用 2.4亿元；设备购置安装 900 万元， 其中部分设备可重复使用；其他费用 100 万元。（六）预期效益1 、经济效益： C

44、T101 、 CT103、 CT102 工作面通过充填开采后， 合计可多回采煤炭资源 65 万吨， 10 煤层常规综采的吨煤成本为 323 元，吨煤销售价格为 650 元；预计 CT103 工作面采用综采矸石充填 技术比常规综采需增加吨煤成本约 130元/t。由此可以估计，多产生的销售产值为 4.2亿元，直接经济效益为 1.28 亿元2、社会、环境效益：矸石充填开采避免了矸石对地表生态环境 的破坏， 减少矸石地面排放和堆积对耕地的侵占， 消除矸石自燃对环 境的污染和破坏； 同时矸石充填能够大幅度减轻地表塌陷， 保护地面 建筑物和农田，实现矿区资源开采和生态环境的和谐发展。在我国矸石充填已经获得

45、成功应用， 但类似矿这种含水层下长壁 矸石充填开采技术实践仍属首次。 本项目的实施为解决这一科学问题 奠定了技术和实践基础，具有重要的推广意义。二、资源综合利用类工程H（一）工程名称西翼中煤组瓦斯抽采及综合治理工程（二）工程内容1、背景介绍矿矿井煤层自上而下有 5、 71、 72、 81、 82及 10煤层，矿井西翼 中煤组煤层为 72、 81、 82煤层，可采储量约 400 万吨，。根据矿西 翼采区开拓区域突出危险性预测报告 ，分煤层预测结果如下： 5、 71、 10 煤无突出危险性， 72、 81、 82煤具有突出危险性。另外根据中国矿 业大学矿山开采与安全教育部重点试验室鉴定 72、 8

46、1 煤层为突出煤 层，82 煤层距离 81 煤层较近，平均只有 7m，82 煤层按突出煤层管理。目前，矿井西翼采区 10煤层正在开拓中， 中组煤层瓦斯含量高， 打钻存在喷孔、夹钻等突出预兆，具有突出危险。三条下山已经揭过中组煤 72、81、82 煤层，各煤层实测瓦斯压力分别为 1.9MPa、1.7MPa、 0.45MPa,瓦斯含量分别为 10.03mP/t、8.5m3/t、3.65m3/t。“十二五” 期间矿井西翼采区只开采 1 0煤层不涉及中组煤层的开采， 10 煤层作 为远距离下保护层开采，需要考虑中组煤层卸压瓦斯抽采及利用。2、瓦斯治理实施方案（ 1 ）远距离下保护层开采瓦斯治理方案矿井

47、主采煤层 72、 81、 82 赋存及中组煤层瓦斯含量高，具有突出 危险；下组煤 10 煤赋存稳定，目前开采南一采区范围无突出危险； 南二及西翼采区预计突出危险小。 从接替及瓦斯治理综合分析， 通过 开采下组煤 10 煤来保护中组煤为最佳方案。 有 10 煤的区域， 优先开 采 10 煤层对中组煤进行保护， 然后开采 72 煤对 81、 82 煤层进行保护， 并对远距离下保护层开采采区巷道布置、 开采方法及瓦斯治理工程进 行系统优化设计。 远距离穿层钻孔抽采卸压瓦斯矿井开采 10 煤层作为下保护层时，通过底抽巷及穿层钻孔抽采 远距离被保护层卸压瓦斯， 消除被保护层的煤与瓦斯突出危险性， 为 被

48、保护层的安全采掘创造条件，见图 5-1。图 5-1 岩层移动及穿层钻孔抽采瓦斯原理图 地面钻井抽采采动区卸压瓦斯矿井第四系地层厚度 51.791.6m,平均74.2m，煤系地层无较 大的含水层， 有较理想的施工地面钻井的条件。 地面钻井抽采瓦斯方 法原理是在被保护层工作面对应的地面施工一大直径钻孔， 钻孔穿透 被保护层，在保护层开采过后，被保护层煤层瓦斯得到卸压，在地面 直接抽采被保护层的卸压瓦斯，降低瓦斯含量，消除突出危险。地面 钻井抽采采动卸压区瓦斯，见图 5-2 示。图 5-2 地面钻井抽采被保护层采动卸压瓦斯示意图地面钻孔布置在沿煤层倾斜方向距保护层工作面回风巷 50m 左 右的位置，

49、 在倾向上只需布置一个钻孔。 钻孔的有效抽采半径在考察 之前按 200m 计算，根据工作面的走向长度确定被保护层工作面所需 的地面钻井数量。 未保护区及煤柱影响区两级“四位一体”综合防突技术矿井通过远距离下保护层 10 煤层开采保护 71、81、82 煤层，对 于保护区域利用地面钻孔与穿层钻孔消除保护区域的突出危险， 对于 未保护区域采用工作面顺层钻孔消除其突出危险， 对于特殊未保护与 煤柱影响区域采用条带顺层钻孔消除其条带的突出危险。 则未保护区 域工作面顺层钻孔瓦斯抽采设计方案平面见图 5-3，特殊未保护与煤 柱影响区域煤巷条带顺层钻孔瓦斯抽采设计方案平、剖面见图 5-4。图 5-3 被保

50、护层工作面未保护区域顺层钻孔瓦斯抽采设计方案示意图平面图b剖面图图 5-4 未保护区顺层钻孔煤巷条带瓦斯抽采设计方案平、剖面示意图3、瓦斯治理专题研究针对矿井开采远距离下保护层 10 煤，中组煤联合开采治理中存 在的技术问题，必须加强科研工作，不断完善矿井瓦斯治理方案，形 成适合矿井的瓦斯治理技术体系。（1）远距离下保护层开采瓦斯综合治理技术矿 10 煤层位于中组煤 72、81、82 煤层下方平均垂距 103.1、90、 80m,相对层间距（平均层间距与保护层采高之比）为27m、23.6m、21m，属远距离下保护层，煤层之间岩性为砂岩、砂泥岩互层、粉砂 岩、泥岩,该条件下保护效果与参数、首采

51、10 保护层工作面瓦斯涌 出及被保护 72 煤层瓦斯抽采方法与合理时空参数等诸多问题,有待 系统、深入研究。 中组煤被保护范围 72、 81 、 82 煤层瓦斯基本参数测定； 开采远距离下保护层 10 煤层时,被保护层中组煤瓦斯治理方 案； 10 煤顶板抽采巷道合理层位确定； 中组煤卸压瓦斯抽采钻孔合理时空参数的确定； 地面钻井抽采采动卸压区瓦斯可行性论证； 试验考察保护层开采结合瓦斯抽采 72 煤的保护效果与参数； 保护层开采煤柱影响区被保护层突出治理方案研究与试验。2）地面钻井抽采采动卸压区瓦斯治理技术地面钻井采动卸压抽采是美国瓦斯抽采技术中应用最为成功的 方法之一，在澳大利亚的许多矿井应

52、用；近年来我国铁法、淮北、淮 南也都成功地对该方法进行了应用。 该方法通常是从地面向开采层上 方施工直径为 300450mm 的垂直钻孔，终孔位置一般距开采层顶板 510m，当顶板垮落后，即可利用钻井从具有大量裂隙的冒落带抽采 瓦斯。 地面钻井抽采 10 煤层采动卸压区瓦斯总体方案； 地面钻井位置、直径、间距、负压的设计与优化； 地面钻井的施工工艺与固井技术研究； 地面钻井抽采采动卸压区瓦斯效果考察。（3）煤层瓦斯基本参数测定、瓦斯赋存规律及瓦斯动态预警 矿煤层瓦斯基本参数相对来说比较欠缺， 应对煤层的瓦斯基本参 数进行测定， 在不同采区、 标高分别设点对不同煤层的瓦斯基本参数 进行测定，分析

53、矿井瓦斯赋存规律，为矿井瓦斯综合治理提供基础。 选取不同区域有代表性地点测定各煤层瓦斯基本参数； 分析矿井各瓦斯地质单元的瓦斯赋存规律； 绘制矿井瓦斯地质图。（4）石门快速揭煤综合技术针对矿西翼采区中组煤层瓦斯压力高、 瓦斯含量大， 突出危险性 严重等特点，采区开拓巷道揭穿 71、81、82 煤层采用石门揭煤水力 化防突措施快速揭穿突出煤层。 按照安全工程原理建立了以合理布置 巷道与开挖工艺、工序为基础的“四位一体，五步配套”综合防治技 术体系。对于突出煤层，采用如下石门揭穿煤层综合防突技术： 用 23 项单一局部性复合防突技术措施来高效消除突出危 险； 为避免或减少打钻突出危险性及喷孔事件，

54、采用变径施工、 风水联合排渣 （岩孔段大孔水力排渣、煤孔段小孔风力水雾化排渣 ）工 艺； 通过高压扩孔钻杆沿钻孔轴向方向运动形成对整个钻孔的径 向连续扩孔，扩大钻孔直径，提高钻孔的抽排瓦斯量和抽排效果。（5）采掘工作面突出预测敏感指标及其临界值的研究 研究矿井突出煤层采掘工作面敏感指标与突出危险性的明显相 关性，并能克服测试误差显著区分突出危险与非突出危险。 矿井不同 煤层的不同区域， 其预测指标敏感性及其临界值可能不同。 随着开采 深度等增加，高地应力、高瓦斯及高温、高强度开采等条件与浅部开 采条件发生变化，工作面突出预测技术变得更加复杂，因此，矿井采 掘工作面必须针对不同煤层的瓦斯地质构造

55、单元、 开采技术条件， 在 充分研究矿井瓦斯地质、 突出特点及规律基础上， 通过专题研究确定 不同瓦斯地质及开采技术条件下的敏感指标临界值用于指导安全生 分析矿井突出主控因素，总结、分析矿井突出特点及规律; 常规的钻孔预测指标临界值考察确定； 工作面煤层结构稳定性（软分层厚度、煤层破坏类型及其结 构指数等）辅助预测指标现场考察试验； 试验瓦斯动态涌出预警，利用矿井瓦斯监控系统计算工作面 瓦斯涌出动态指标V30，研究其敏感性及其临界值。（6）开采自燃煤层防治自然发火技术五沟矿7煤、8煤和10煤均为II类自燃煤层，通过对煤层自然 发火机理研究，为矿煤层自然发火的预防和治理提供依据，研究、试 验工艺

56、流程如下：实验室实验现场试验调杳研究影响自然发建立数学模型验证模型火因素防灭火效果考察现场实施防灭火措施设计合理的防灭火措补充完善防灭火措施 煤层自然发火机理研究在五沟矿采取煤层煤样，采用升温氧化气体产物测定法、煤吸氧 量吸氧速度测定法、煤自燃倾向性测定法、煤样的物理化学分析法、 硫化矿物测定法等进行实验研究，建立数学模型及解算方法，提出任 楼煤矿煤层自然发火规律和建立自然发火危险性评价方法，为矿井煤 炭自然发火的预防和治理提供依据。 采空区自燃“三带”研究 采用示踪气体对采空区风流流场监测，确定采空区自燃“三带” 和自然发火标志气体， 并研究工作面推进速度、 自燃潜伏期之间的关 系。 自然发火防灭火措施通过对开拓、开采方式、煤层开采顺序等研究，确定适合防治煤 层自然发火的合理开采方式和参数， 同时结合通风系统的调整， 减少 采空区漏风。确定适合矿条件有利于自然发火防治的工作面合理布置 参数和通风参数。 研究以黄泥灌浆、 凝胶和三相泡沫灭火材料和注氮 相结合的自然发火综合防治技术， 研究防灭火密闭快速封闭技术和防 灭火临时快速密闭设备。 通过试