显德汪煤矿150万t新井设计

编 号 ： （ ） 字 号本 科 生 毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目： 姓名： 学号： 班级： 二一一年六月显德汪煤矿 1.5Mt/a 新井设计深井巷道支护技术中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计姓 名： 学 号： 学 院： 矿业学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 显德汪煤矿 1.5Mt/a 新井初步设计 专 题： 深井巷道支护技术 指导教师： 职 称： 2011 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业学院 专业年级 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2011 年 1 月 14 日毕业设计日期：2011 年 3 月 14 日至 2011 年 6 月 9 日毕业设计题目：显德汪煤矿 1.5Mt/a 新井初步设计毕业设计专题题目：深井巷道支护技术毕业设计主要内容和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1、显德汪煤矿 1.5Mt/a 新井设计。2、完成专题： 3、翻译一篇 3000 字以上的专业英语文章。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确基 本正 确有 一般 性错 误有 原则 性错 误没 有回 答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为显德汪煤矿 150 万 t 新井设计，共分 10 章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。显德汪煤矿位于河北省邢台市，交通十分便利。井田走向长度为 3.407km,倾斜长度4.463 km。水平面积 15.21 km2，倾斜面积 15.44 km2。井田内主采煤层一层，即 2#煤层，平均倾角 8，煤层平均厚 3.72 m，井田工业储量为 16058 万 t，可采储量 12311 万 t，矿井服务年限为 61.23 a。煤层硬度系数 f2.3，煤质牌号为贫煤无烟煤。本矿井为低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量为 2.42 m3/min，CO 2 绝对涌出量为 8.23 m3/min。矿区综采，机掘的最大最小煤尘浓度和平均浓度为 137.8 mg/m3，86.8 mg/m3；102mg/m 3；根据煤炭科学研究总院重庆分院对 2#的自燃倾向性和发火期进行的鉴定确定为不易自然煤层，自然发火期一般为 68 个月。矿井采用双立井单水平开拓，前期采用中央并列式通风，后期采用中央边界式通风。一矿一面，采煤方法为长壁大采高一次采全厚采煤法。煤炭主运输采用胶带胶带运输机，辅助运输采用电机车。矿井年工作日为 330 d，每天净提升时间 16 h。矿井工作制度为：实行“三八” 制。专题部分题目是深井巷道支护技术。翻译部分是一篇关于煤矿开采对环境影响评价的论文，英文原文题目为：THE RESEARCH ON COAL MINGING ENVIRONMENTAL IMPACT POST ASSESSMENT 煤炭开采对环境影响的评价关键词：新井设计；大采高一次采全厚；中央并列式ABSTRACTThis design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.The general design is about a 1.5Mt/a new underground mine design of Xiandewang coal mine. It contains ten chapters: 1.overview and the geographical features of the mining field; 2.boundary and reserves of the mining field; 3.working system, designed mine capacity and mine life; 4.development of mining field; 5.preparation in strip district; 6.coal mining method; 7.underground conveying; 8.mine exaltation; 9.mine ventilation and safety technology; 10.the basic technical and economic index.Xiandewang coal mine lies in Xingtai,Hebei province. The traffic is very convenient. Its about 3.407 km on the strike and 4.463km on the dip,with the 15.21km2 total horizontal area. The minable coal seam of this mine is only 2 with an average thickness of 3.72m and an average dip of 8. The proved reserves of this coal mine are 160.58 Mt and the minable reserves are 123.11Mt, with a mine life of 61.23 a. The geological condition of the mine is relatively simple. The absolute mine gas is 2.42m3/min,and the absolute carbon dioxide is 8.23 m3/min .The maximum and minimum coal dust density and average is 137.8 mg/m3，86.8mg/m 3；102 mg/m3，16.2 mg/m3. It is bituminous coal with low mine gas emission rate and coal unspontaneous combustion tendency, and its a coal seam unliable to dust explosion,according to the research made by the branch of CCRI in Chongqing.This mine adopts vertical shaft development with single mining level and exhaust ventilation, centralized juxtapose earlier and radial later. The adopted coal winning method is longwall mining with fully mecharized mining technology. The belt conveyor is applied to transport coal and motor vehicles are used in the auxiliary conveying. We work 330 days per year, and exaltate 16 hours one day .The “threeeight” working system is applied for coal mining. The monographic study is about technologies of roadway in deep mine fields.The translated academic paper is about tcoal mining environment post assessment .Its title is that the research on coal mining environment post assessmen.Keywords：the design of mine;fully meacharized technology; centralized juxtapose ventilation目 录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征 .11.1 矿区概述 .11.1.1 交通地理位置 .11.1.2 地形地貌和水文情况 .11.1.3 矿区经济状况 .21.1.4 矿区的气候条件 .21.1.5 矿区的地震情况 .21.2 井田地质特征 .21.2.1 井田的地形，煤系地层概述 .21.2.2 井田的地质构造 .31.2.3 井田的水文地质特征 .41.3 煤层特征 .61.3.1 煤层埋藏条件 .61.3.2 煤层群的层数 .71.3.3 煤层的围岩性质 .71.3.4 煤的特征 .82 井田境界和储量 .92.1 井田境界 .92.1.1 井田范围 .92.1.2 开采界限 .92.1.3 井田尺寸 .92.2 矿井工业储量 .102.2.1 储量计算基础 .102.2.2 地质、工业储量计算 .102.3 矿井可采储量 .122.3.1 安全煤柱留设原则 .122.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 .132.3.3 矿井可采储量 .133 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .153.1 矿井工作制度 .153.2 矿井设计生产能力及服务年限 .153.2.1 确定依据 .153.2.2 矿井设计生产能力 .153.2.3 矿井服务年限 .153.2.4 井型校核 .164 井田开拓 .174.1 井田开拓的基本问题 .174.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 .174.1.2 工业场地的位置 .184.1.3 开采水平的确定及带区划分 .184.1.4 主要开拓巷道 .194.1.5 方案比较 .194.2 矿井基本巷道 .254.2.1 井筒 .254.2.2 井底车场及硐室 .264.2.3 主要开拓巷道 .275 准备方式 带区巷道布置 .345.1 煤层地质特征 .345.1.1 带区位置 .345.1.2 带区煤层特征 .345.1.4 水文地质 .345.1.5 地质构造 .345.2 带区巷道布置及生产系统 .345.2.1 带区准备方式的确定 .345.2.2 带区巷道布置 .355.2.3 带区生产系统 .365.2.4 带区内巷道掘进方法 .375.3 带区车场选型设计 .386 采煤方法 .406.1 采煤工艺方式 .406.1.1 带区煤层特征及地质条件 .406.1.2 确定采煤工艺方式 .406.1.3 回采工作面参数 .406.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 .416.1.5 回采工作面支护方式 .426.1.6 端头支护及超前支护方式 .436.1.7 各工艺过程注意事项 .446.1.8 回采工作面正规循环作业 .466.2 回采巷道布置 .476.2.1 回采巷道布置方式 .476.2.2 回采巷道参数 .487 井下运输 .507.1 概述 .507.1.1 矿井设计生产能力及工作制度 .507.1.2 煤层及煤质 .507.1.3 运输距离和货载量 .507.1.4 矿井运输系统 .507.2 带区运输设备选择 .517.2.1 设备选型原则： .517.2.2 带区运输设备选型及能力验算 .527.3 大巷运输设备选择 .537.3.1 主运输大巷设备选择 .537.3.2 辅助运输大巷设备选择 .547.3.3 选择电机车 .547.3.4 设备选择 .547.3.5 运输设备能力验算 .558 矿井提升 .578.1 矿井提升概述 .578.2 主副井提升 .578.2.1 主井提升 .578.2.2 副井提升 .599 矿井通风及安全 .619.1 矿井通风系统选择 .619.1.1 矿井概况 .619.1.2 矿井通风系统的基本要求 .619.1.3 矿井通风方式的确定 .619.1.4 主要通风机工作方式选择 .639.1.5 带区通风系统的要求 .639.1.6 工作面通风方式的选择 .649.1.7 回采工作面进回风巷道的布置 .649.2 带区及全矿所需风量 .659.2.1 采煤工作面实际需要风量 .659.2.2 掘进工作面需风量 .669.2.3 硐室需风量 .679.2.4 其它巷道所需风量 .689.2.5 矿井总风量计算 .689.2.6 风量分配 .689.3 矿井通风总阻力计算 .699.3.1 矿井通风总阻力计算原则 .699.3.2 确定矿井通风容易和困难时期 .709.3.2 矿井通风阻力计算 .719.3.3 矿井通风总阻力 .759.3.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 .759.4 选择矿井通风设备 .769.4.1 选择主要通风机 .769.4.2 电动机选型 .789.4.3 矿井主要通风设备及装备要求 .789.5 防止特殊灾害的安全措施 .799.5.1 瓦斯管理措施 .799.5.2 煤尘的防治 .799.5.3 预防井下火灾的措施 .799.5.4 防水措施 .8010 设计矿井基本技术经济指标 .82参 考 文 献 .84专题部分深部矿井巷道支护技术 .86摘要 .861 问题的提出 .862 深井巷道的矿压规律与特点 .872.1 深井巷道概念 .872.2 深井矿压规律 .882.2.1 地应力概念 .882.2.2 主应力方向对巷道稳定的影响 .883 开采深度与巷道围岩的变形关系 .893.1 中国的研究 .893.2 前苏联的研究 .894 影响巷道稳定的因素 .904.1 稳定性系数 .904.2 影响因素分析 .914.2.1 岩石力学性质 .914.2.2 围岩结构 .914.2.3 围岩物相 .914.2.4 地质构造应力 .914.2.5 地下水与水温 .914.2.6 巷道布置与开挖顺序 .914.2.7 巷道断面尺寸和形状 .914.2.8 支护材料与结构形式 .914.2.9 支 护 参 数 .924.2.10 施工工艺与质量 .925 深部巷道围岩变形规律及其支护对策 .925.1 深部巷道围岩具有软岩的力学特征 .925.2 巷道围岩稳定性分类 .925.3 深部围岩巷道载荷特征 .946 深井巷道支护技术 .946.1 深井巷道变形规律 .946.2 深井巷道支护 .957 深井锚杆支护技术 .967.1 锚杆支护理论 .967.2 采用大直径、高强度、大延伸量锚杆 .1007.3 增大锚杆预紧力 .1017.4 提高锚杆锚固力 .1017.5 改善锚索性能 .1027.6 加固帮、角关键部位 .1037.7 完善锚杆支护监测系统 .1048 深井软岩巷道支护 .1049 结论 .104参考文献 .104翻译部分英文原文 .107THE RESEARCH ON COAL MINING ENVIRONMENTAL IMPACT POST ASSESSMENT .107中文译文 .113煤炭开采环境影响后评价 .113I 煤炭开采对环境的影响 .113A.煤炭开采对水资源的影响 .113B.煤矿开采对土地资源的影响 .113C. 煤炭开采对大气的影响 .114II.煤炭开采对环境影响后评价的概念和内容 .114B.煤炭开采对环境影响后评价的主要内容 .115III.总结 .116致 谢 .117一般部分中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通地理位置显德汪煤矿位于邢台市西南约 35km，南部与邯郸地区武安市相接。东距京广铁路褡裢车站 25km，有两条主要公路邢（邢台）渡（渡口） 、邢（邢台）都（都党）及通向各村的简易公路，交通极为方便（如图 1-1） 。6128km0西 达 岭 底关 防 杨 家 堂 彭 城固 新涉 县 磁 山 汉 村林 坛新 坡 磁 县 南 东 坊 临 漳成 安 辛 安 镇邯 郸 市武 安 永 年 沙 河 高 村城 关白 塔赵 店显 德 汪矿 山 南 和渡 口 东 韩任 县大 屯西 兑 村太 子 井龙 泉 寺老 仓 会 邢 台 市温 泉 沟浆 水路 罗赵 县石 盆马 店 头 活 水井 店石 门 张 安 北 旧 周图 1-1 显德汪煤矿交通位置图1.1.2 地形地貌和水文情况显德汪煤矿井田位于太行山中段东麓山前丘陵地带，地势西高东低，海拔在 194.10339.6m 之间，地表起伏较平缓，基岩裸露面积较小，属山前冰碛台地地形。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页1.1.3 矿区经济状况邢台有丰富的矿藏资源、农副产品资源和水利资源。矿产资源主要有煤,铁、瓷土、石 膏、菱镁矿、兰晶石、重晶石、石墨等 40 多种。农业主要盛产棉花、小麦、玉米等； 雪花梨、串枝红杏、辣椒、红枣、核桃、板栗等在国内外市场享有盛名。邢台地下水 资源丰富，水质良好。市内有比较丰富的旅游资源，已开放的有：临城崆山白云洞，邢台县野沟门水库和白云山旅游区、沙河秦王湖风景区等。1.1.4 矿区的气候条件本区属大陆性季风气候，四季分明，春季干旱多风沙，夏季炎热雨多，秋季干燥日照长，冬季寒冷雨雪少。根据沙河赵泗气象站 19821992 年资料，多年平均降水量 497.0mm，雨季多集中在 7、8 月份，年平均气温 13，多年平均蒸发量 1719mm。风向以北、北东及南为主。 1.1.5 矿区的地震情况邢台矿区处于地震烈度 67 度区。根据历史记载，涉县 1314 年 10 月 5日发生过 6 级地震，磁县 1830 年 6 月 12 日发生过 7.5 级地震，邢台地区隆尧县 1966 年 3 月 8 日发生过 7.2 级地震，本矿区位于涉县、磁县以及邢台之间。因此，有发生地震活动的可能。1.2 井田地质特征1.2.1 井田的地形，煤系地层概述邯邢煤田位于太行山东麓，华北盆地西缘。煤田西部为太行山隆起的中南段，整体走向呈北东向展布，由赞皇隆起和武安断陷组成。前者由太古代和少部分元古代变质岩系组成，后者主要由古生代地层组成。显德汪井田即位于武安断陷北部太行山隆起带东侧，为新生代华北盆地的西部边缘。显德汪井田为新生界地层全覆盖型井田，地层基本形态受 NNE 向的显德汪向斜控制。井田北部、西北部和东部北段为煤层隐伏露头区，以外为奥陶系灰岩隐伏露头。显德汪井田地表全为新生界地层所覆盖，所发育的地层自上而下依次为：第四系()、二叠系上统上石盒子组（ ） 、下石盒子组（ ） 、二叠系下统山西组QshP2 xP1（P 1s） 、石炭系上统太原组（ C3t） 、石炭系中统本溪组（ C2b） 、奥陶系中统峰峰组（ ） 、马家沟组（ ） ，现简述如下：fO2mO（1）第四系（Q）下部为冰碛红色泥砾、冰水沉积的杂色粘土、细砂、亚粘土及砂砾石等，一般厚 40m；中部为冰碛粘土砾石层、透镜状砂层及红色亚粘土组成，一般厚30m；上部为多种成因的黄土，具垂直节理和大孔隙，一般厚 210m。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页（2）二叠系（P）上二叠统上石盒子组（ ）：以灰绿色、紫斑色粉砂岩及砂质泥岩为shP2主，夹有数层中细粒含砾砂岩和铝土质泥岩。平均厚度 307.4m。下二叠统下石盒子组（ ）：以灰色、灰绿色、紫斑色粉砂岩和含铝x1土质的砂质泥岩为主，中部和下部夹有 23 层中细粒砂岩。平均 41.1m。下二叠统山西组（ ）：由灰色、深灰色、黑灰色中细粒砂岩、粉砂s岩和煤层组成。中下部含煤 24 层，平均 83.8m。（3）石炭系（C）上石炭统太原组（ ）：由深灰色、灰色粉砂岩、灰至灰白色中细砂tC3岩、46 层灰岩和 69 层煤组成。平均厚度 135.5m。中石炭统本溪组（ ）：主要由深灰色泥岩、粉砂岩及灰岩组成，夹b2不稳定薄煤一层，平均厚度 17.56m。（4）奥陶系（ ）O中统峰峰组（ ）：由厚层状致密灰岩、结晶灰岩、角砾状灰岩、白f2云质灰岩组成。按岩性特征分为三段，总平均厚度 167m 。中统上马家沟组（ ）：黄、浅红色白云质角砾状灰岩、蜂窝状灰岩、s灰色致密块状灰岩及泥质灰岩组成。按岩性分为三段，总厚度平均 246m。中统下马家沟组（ ）：由角砾状灰岩及蜂窝状泥质、白云质灰岩组x2成，按岩性分为三段，厚度大于 144m。（5）煤层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组，其次为石炭系中统本溪组。1.2.2 井田的地质构造显德汪井田位于太行山隆起带与山前大断层之间的过渡地带，即武安断陷的北部。为一不完整的、被 NNE 向断层切割的 NNE 向显德汪向