家煤矿0.9Mta新井设计(机械CAD图纸).doc

精选资料摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为六家矿0.9Mt/a新井设计。六家煤矿位于内蒙古东南面，交通便利。井田走向（东西）长约2km，倾向（南北）长约3km，井田总面积为6km2。主采煤层为6-2、6-3号煤，平均倾角为10，煤层平均总厚为11m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为85.67Mt，矿井可采储量55.04Mt。矿井服务年限为47a，涌水量不大。矿井年工作日为330d，工作制度为“三八”制。一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；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。专题部分题目:软岩开拓巷道支护研究翻译部分主要内容:放顶煤开采参数研究分析了软岩巷道的特征和成因、软岩分类及软岩巷道界限的判别、软岩巷道的维护原理。并对软岩巷道的支护技术，软岩巷道支护的设计方法和软岩巷道底鼓的治理和软岩巷道锚索支护方法进行了系统的说明。再通过对六家矿软岩开拓巷道支护实例，进行围岩性质和巷道破坏原因分析，确定采用围岩注浆加固及底板组合锚索支护技术对失修巷道进行治理，解决该矿软岩开拓巷道的支护问题。英文题目为:study on top caving coal mining parameter关键词：工业储量 ；立井开拓 ；工作制度 ；采煤方法 ；矿井通风ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general part is a new design 0.9Mt/a of Liujia mine. Daihe mine lies in northeast of Chifeng of NMG province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is2km ,the width is about 3km，well farmland total area is 62.The 6-2、6-3 is the main coal seam, and its dip angle is 10 degree. The thickness of the mine is about 11m in all. The proved reserves of the minefield are 85.67Mts. The recoverable reserves are 55.04Mts.The service life of the mine is 47 years. The mineral well gas gushes the deal lower, for low gas mineral well.The working system “three-eight” is used in the daihe mine. It produced 330d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of banes; 6.The method used in coal mining; 7.Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9.The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.Special part:study on top caving coal mining parameterhe characteristic and the origin of soft rock roadway, the classification of soft rock and the distinction of soft rock roadway boundary、the support principle of soft rock roadway have analyzed. And the support technology、design method、 motherboard govern and anchor cable support method have explained systemic of soft rock roadway.Through analyzed surrounding rock character and roadway destroying causation of six coal mine developing roadway supporting examples. confirming adopted surrounding rock grouting and motherboard combination anchor cable supporting method to control disrepair roadway. solvedsoft rock developing roadway supporting problem of this coal mine.Translated part: study on top caving coal mining parameterKeywords：industry reserve ;vertical shaft development ;labor system ;mining method.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交通位置11.1.2地形地貌11.1.3气象11.1.4水文21.2井田地质特征 21.2.1地层21.2.2地质构造31.2.3水文地质51.3煤层特性 71.3.1煤层71.3.2煤质92井田境界和储量 132.1井田境界 132.2矿井储量 132.2.1矿井地质资源储量142.2.2矿井工业资源储量152.2.3.矿井可采储量计算162.2.4设计可采储量计算173矿井工作制度、设计生产能力及服务年限193.1矿井工作制度 193.2矿井设计能力及服务年限 193.2.1确定依据193.2.2矿井设计生产能力193.2.3矿井服务年限193.2.4井型校核204井田开拓 214.1井田开拓的基本问题 214.1.1确定井筒的形式及数目的214.1.2主要开拓巷道234.1.3采区及层间接替234.2方案简述与比较确定 234.2.1方案简述234.2.2技术比较254.2.3经济比较254.3矿井基本巷道 324.3.1井筒324.3.2井底车场354.3.3主要开拓巷道395准备方式-采区巷道布置425.1煤层的地质特征 425.1.1煤层埋藏条件425.1.2煤质特征425.1.3煤层顶底板条件425.1.4煤层的含瓦斯、煤尘的爆炸性和自燃发火危险性特征425.1.5水文地质特征425.1.6煤质构造425.1.7地表特征435.2采区巷道布置及生产系统 435.2.1首采采区概况435.2.2采煤方法及工作面长度的确定435.2.3巷道布置435.2.4工作面接替顺序435.2.5采区通风435.2.6采区生产系统445.2.7巷道特征445.2.8巷道掘进445.2.9采区生产能力与回采率485.3采区车场选型 485.3.1采区上部车场选型495.3.2采区中部车场选型495.3.3采区下部车场选型495.3.4采区主要硐室布置506采煤方法 516.1采煤工艺方式 516.1.1采区煤层特征及地质条件516.1.2确定采煤工艺方式516.1.3工作面推进方向546.1.4工作面设备选型546.1.5回采工作面的控顶设计576.1.6端头支护及超前支护方式596.1.7采煤工艺606.1.8各工艺流程注意事项616.1.9回采工作面吨煤成本636.1.10采煤工作面正规循环作业657井下运输 697.1概述 697.2主要运输方式的确定与设备选择 707.3辅运方式的确定与设备选择 717.3.1采区上山设备选择717.3.2运输大巷运输方式选择747.3.3确定车组中的矿车数747.3.4按牵引电机温升条件计算757.3.5按制动条件计算757.3.6按制动条件计算767.3.7电机车台数计算768矿井提升 778.1矿井提升概述 778.2主副井提升 778.2.1主井提升设备选型778.2.2副井提升设备选型789矿井通风及安全 819.1矿井通风系统的确定 819.1.1矿井概况819.1.2选择矿井通风系统原则819.1.3主要通风机通风方法的确定829.1.4确定矿井的通风方式及方案比较829.1.5采区通风869.1.6工作面通风方式的确定869.2矿井所需风量 879.2.1回采面所需风量的计算879.2.2掘进工作面所需风量计算899.2.3硐室所需风量909.2.4其他巷道所需风量919.2.5矿井总风量计算919.2.6矿井风量分配929.3矿井通风阻力的计算 939.3.1确定最大阻力路线939.3.2全矿井巷通风阻力949.3.3矿井最大阻力路线949.3.4矿井通风阻力计算949.3.5矿井总风阻和等积孔1019.4矿井主要通风机选型 1019.4.1矿井自然风压1019.4.2主要通风机选型1029.4.3电动机选型1059.4.4矿井主要通风设备的配置及要求1069.5防止特殊灾害时期的安全措施 10710矿井基本技术经济指标 109专题设计部分软岩开拓巷道支护研究 1111软岩巷道综述 1111.1软岩的概念 1111.2软岩巷道的特征 1111.3软岩巷道支护困难原因分析 1122软岩支护原理 1132.1软岩巷道支护原理 1132.2软岩巷道支护的原则 1142.3软岩巷道锚喷网支护机理 1173软岩巷道支护 1183.1软岩巷道支护形式 1184软岩巷道支护设计方法 1204.1设计方法的种类 1204.2我国现场常用的设计方法 1215软岩巷道底鼓的治理 1225.1巷道底鼓机理 1225.1.1巷道底鼓的特征1225.1.2巷道底鼓的机理1235.1.3巷道底鼓的因素1235.2巷道底鼓的综合治理 1255.2.1底鼓巷道的分类1255.2.2治理底鼓的方法1255.2.3加固巷道帮、角控制底鼓1266软岩开拓巷道支护实例 1276.1概况 1276.1.1北翼运输大巷地质概况1276.1.2北翼运输大巷原支护状况1276.1.3北翼运输大巷围岩破坏原因1276.1.4北翼运输大巷加固总体方案1296.1.5化学注浆加固技术1306.2注浆材料 1316.2.1注浆工艺1316.3底板组合锚索支护技术 1336.4巷道注浆参数设计 1336.4.1注浆孔布置1336.4.2注浆量预计1346.4.3注浆压力1356.5底板预应力组合锚索施工方案 1356.5.1施工设备1356.5.2底板组合锚索规格及钻孔参数设计1356.5.3锚索布置1356.3.4施工工艺1376.6注浆施工安全技术措施 1376.7底板组合锚索支护技术 1387结论 138参考文献 139翻译部分英文原文 140中文译文 145参考文献 149致谢 150一般设计部分专题设计部分翻译部分1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1交通位置平庄矿务局古山立井位于平庄煤田古山矿区东北部，属内蒙古自治区赤峰市所辖。地理位置为东京1191552至1192030。北纬420348至420630。区内有叶赤铁路通过，北至赤峰市49km与京通铁路相连。南至叶柏寿98km与锦承铁路相接。公路北至赤峰市，南至朝阳市均为沥青路面。交通方便。图1.1六家煤矿交通位置示意图1.1.2地形、地貌本区地势南高北低，西高东低，为山前倾斜冲积平原；海拔最高为+630m最低为+480m。六家煤矿位于古山东翼，地势呈西南高，东北低，为山前倾斜坡地与冲积平原交汇地形。古山顶最高为海拔+726.3m，区内约为+630m，最低东部冲积平原标高为+485米左右。沿古山有较大冲沟5条，多呈和字型，与平原人工渠相连，流入老哈河。1.1.3气象本区气候属大陆性气候，冬季寒冷干旱，春秋两季多风，主风向为西北，据赤峰气象台资料，最大风速33.3m/s(1962年3月8日)；最高气温42.5(1955年7月)，最低气温-31.4(1955年1月)；年最大降水564.0mm(1954年)，最小降水量为205.1mm(1950年)；年最大蒸发量2315.3mm(1961年)，年最小蒸发量1311.6mm(1954年)；潮湿系数为0.19，属温度过低带；冻结期11月末至翌年4月末，最大冻结深度2.01米(1977年3月)。自80年代以来，气候条件有所改变，气象资料表明各项资料均未超过上述极值。1.1.4水文矿区东部约3.5km，有老哈河自南向北流过，该河源于河北省平泉光头山一带，流经宁城、黑水、乌敦套海至哲里木盟门齐卡庙附近与西拉木伦河汇流，全长455km，流经面积33075km，河床平坦，沉积大量淤泥细砂，最大洪峰流量9840m/s (1962年7月26日)1.2井田地质特征1.2.1 地层根据勘探钻孔控制及野外地质调查，井区地层层序自上而下为：第四系全新统、更新统、第三系上中新统、白垩系下统和侏罗系上统。现分述如下：1)第四系本井区大部分地段被第四系地层覆盖，主要分两个层段，上部全新统(Q4)风积砂土，次生黄土及现代冲积层，厚度0-50米。下部更新统(Q1-3)冲积砂和砂砾石层，夹粘土及亚粘土或亚砂土含钙质结核，于基岩界面处赋存冲洪积坡积砂砾石层，含巨砾，厚0-110米，为平庄地区主要含水层，含水丰富，在六家矿工业广场周围，含水层厚5-10米，为半承压水。2)第三系上新统(N)在平庄煤田由西南向东北呈台地断续分布，以喷发-溢流相熔岩产出，在区域上称赤峰玄武岩，可见多次喷发旋回，间夹薄层沉积岩，厚0-80米。岩性为灰绿、黑褐色，具气孔状、杏仁状构造，裂隙发育为喷出岩体。与下伏地层呈不整合接触，钻孔控制最大厚度84.54米(968孔)。中新统(N1)哈尔脑组：该组地层为1984年发现命名。赋存于喷发玄武岩之下。可分为上下两段，上部为河床相砂岩或粉砂岩松散，下部为湖泊相泥岩或砂质泥岩，层理发育，下部为砾岩，在古山矿区古山敖包山一带普遍存在，含大量双子叶被子植物群，厚0-8米，可与赤峰、山东、吉林等地层对比。白垩系下统孙家湾组(K1s)该组地层在区域上与阜新孙家湾砾岩对比，在井区以北赋存。主要分布于矿区北部四家-黑水一线，最厚达550米，为一套冲积紫红色砂砾岩-砾岩夹薄层灰白色砂岩、泥岩。安家楼组(K1an)该组为熔岩、火山碎屑岩组，该组地层为1993-1996年野外地质调查组多次研究而确认的，上部为灰白色粗砂岩砂砾岩，松散，厚50-110米；下部为一组玄武质火山熔岩、安山质凝灰岩、碎屑岩、凝灰质集块岩、砂质泥岩组成。钻探及地表出露可见厚度180-200米。元宝山组(J)该组地层可分为上下两段元宝山组上段为水泉组(J)该组岩性以灰、灰绿色砂岩为主，夹灰紫色砂质泥岩或紫红色砂砾岩薄层，砾石成分以花岗岩及各种变质岩砾石，磨圆较好，泥质胶结，松散。下部夹煤线，为一套冲-洪积相地层，厚度50-250米，与下伏地层无明显界面，以平庄水泉沟及其以东发育。元宝山组下段(J)该段是该井区主要含煤段。上部岩性较粗，以灰-灰白色砂岩、砂质泥岩及砂砾岩组成。含数层薄煤层，厚度70-100米。中部含主要煤层，以灰、深灰色泥岩砂质泥岩、灰白色砂岩、砂砾岩及中厚煤层组成。岩性厚度变化由浅部至深部，由南至北逐渐增厚岩性也随之变粗，厚度70-110米，一般厚90米。含5、6、7三个复煤层组共计13个分煤层，累计最大煤层16米，该组下部以灰白色粗砂岩砾岩为主。杏园组(J)该组地层可分上中下三段，据36个钻孔控制和主副井井筒及井巷工程揭露。其岩性为灰白色中粒砂岩、砂砾岩、灰黑色泥岩及砂质泥岩组成。中上部夹数层薄煤层，局部达可采，厚2-3米。岩性由南向北逐渐变粗，7线以南泥岩厚度大，层理发育，7线以北泥岩厚度变薄，碎屑岩比例增大。泥岩和砂质泥岩含植物种子化石。1.2.2地质构造六家煤矿位于平庄煤田东部边缘，总体上井田地层呈北北东向展布，倾向北西，呈单斜构造，井区内地层由于受断裂构造的影响，地层产状产生较大变化，9线以南地层走向为北20-45度东，倾向北西，倾角25-40度。9线以北走向逐渐转为南北，局部偏西，倾向西或南西，倾角5-25度。总观全井区地层形状除受区域构造控制外，更直接的受井区断裂控制。井区内构造以断裂为主。1）断层本次储量复核地质报告是在建井移交报告和以往地质勘探报告的基础上，结合矿井建设、生产过程井巷工程实见资料，连同边界断层共组合断层29条，按其特征均属北东向走向或斜交正断层，大致可分为两组，一组为北北东向(SN-N24E)，主要有F5、F6、F10、F11、F19、 F22、F31、F32。上述断层相互斜交，部分NNE向切割NE或NEE向的断层。本次报告所组合的断裂构造中未发现明显的NW向断裂。古山矿一、三井实践说明NW向断裂属较小型断裂且系主断裂的派生构造。如表1.1所示：表1.1 断层一览表断层标号性质断层产状落差评价走向倾向倾角F5走向正断层N22ESE66035推定F6走向正断层S20WN14WSE43 630-160可靠F10走向正断层N34ES5WSW50- 570-70可靠F11走向正断层S28EN18ENE55- 630-75推定F19走向正断层S32WN2WSE62- 650-110可靠F22走向正断层N17ESE40- 500-24可靠F31斜角正断层N30WSW5178推定F32斜角正断层N67WNE1260推定2）关于同沉积构造平庄矿区经20多年的生产实践证明，含煤地层粗碎屑岩发育，煤组间沉积形成有3-5层以上较厚层砾岩或砂砾岩。古山矿三井浅部自下而上受同沉积剥蚀严重，形成层间剥蚀，有小的不整合构造面，煤层沉积期间有风化现象，并有红层呈团块沉积。含煤地层中砾岩作构造标志说明含煤地层形成期间构造活动剧烈。自五家-西露天至本矿区煤系地层层间见有隐伏断层。据邻井和本井揭露有层间滑动构造现象，上断下不断等构造现象，证明含煤地层形成期间有同沉积构造。3）岩浆岩本井区岩浆岩在垂直剖面上可见有喷出玄武岩()，凝灰质熔岩(K1an)及侵入辉绿岩()。上述三个层位不同时期均部分采样作过绝对年龄鉴定，其中第三系()喷出玄武岩，在西露天哈尔脑玄武岩和风水沟矿二采区玄武岩取样鉴定，其绝对年龄在16.2和23.35百万年。喷出玄武质熔岩凝灰岩组(K1an)，所采样品的位置是平庄安家楼组最底部之玄武岩和9002号钻孔267米深之同部位玄武岩，其绝对年龄为72.1和70.7百万年。侵入辉绿岩于古山一井80-10号孔于150米深取样鉴定绝对年龄为83.4百万年。（1）玄武岩(N)呈黑灰色，风化后呈黑褐色及灰紫色，具有气孔及杏仁状构造，裂隙发育层间夹有细砂岩，此玄武岩分布于井田西南部，形成中高山。对煤层无影响。（2）辉绿岩()呈黑灰色，致密块状，隐晶质结构，产状呈倾伏状岩床岩墙，此侵入体分布于古山矿二井南端至6线深部消失。走向为北东东方向，呈带状分布，与煤系地层走向呈5-40度夹角。精查补充勘探对辉绿岩对煤层的影响有了进一步了解，于968、966、963号钻孔控制，证明侵入体底界面倾角较缓，使煤层保存面积有所扩大，并了解侵入体是由南向北至本井区隐伏于深部，范围得到进一步的控制。在14-6线之间对煤层有一定破坏和蚀变吞蚀作用，对煤质有一定影响。1.2.3水文地质1）含水层（1）杏园组砂岩、砂砾岩的孔隙和裂隙承压含水层(J)该层分布于F1断层以东无煤区，为F1号断层上升盘，由井间-1号孔见该含水层厚度为240.87m，第四系地层直接不整合于侏罗系杏园组之上，其杏园组地层形成于元宝山组煤系地层之前，为煤系下伏地层。含水层段以粗砂岩、砂砾岩孔隙含水为主，基岩倾向EW，露头于ES，与第四系冲洪积砂砾石层不整合接触，基岩风化带及裂隙渗透补给，水渗方向ESWN，逐渐向深部渗透。井间-1号钻孔135.72m以上岩性主要以砂岩为主，135.72-167.44m为泥岩隔水层，由此该含水层分为上、下两个段。第段含水层由粗、中、细砂岩组成，夹砂砾岩薄层、岩性较为松散，局部夹泥岩，含水层厚度49.85-52.02m。补检号钻孔对该层进行抽水试验，单位涌水量为0.0143公升/秒米，渗透系数为0.0221m/d。第段含水层以砂砾岩为主，多为泥质胶结，砾石成分以石英岩、花岗岩为主。含水层厚度为179.48-188.45m，补检号钻孔对该层进行了抽水试验，其单位涌水量为0.071公升/秒米，渗透系数为0.033m/d。通过井间-1号孔对、段进行混合抽水，其单位涌水量为0.195公升/秒米，渗透系数为0.0794m/d。（2）元宝山组下段含煤地层孔隙、裂隙承压含水层该含水层为井田内直接充水含水层，上部为元宝山组上段(安家楼砾岩)和煤层顶板砾岩层。该层由粉、细、中、粗砂岩、砂砾岩、砾岩组成。井田内0水平以上最大厚度为239.78m，最小厚度为61.3m，平均厚度为82.50m。为了解其含水层特征，精查阶段利用951号钻孔对该层进行了抽水试验，其承压水标高为+485.834m，单位涌水量为0.00238公升/秒米，渗透系数为0.001903m/日，故属承压弱含水层，水化学类型为重碳酸钙钠型水。（3）煤系顶部砾岩孔隙、裂隙承压含水层该含水层在本井田内较育，平均厚度84.34m，由砾岩、砂砾岩夹泥岩组成。砾岩、砂砾岩大部分为泥质胶结，通过362号孔抽水，单位涌水量为0.01023公升/秒米，渗透系数为0.0135m/日，为本区内弱含水层。（4）元宝山组上段(水泉组)孔隙、裂隙承压微弱含水层该砾岩层属煤系上覆含水层，全区普遍发育，最大厚度为589.56m，平均厚度为249.98m，靠近井田深部较厚，靠近露头处较薄。该层以杂色砾岩、砂砾岩为主，夹薄层粉、细、中、粗砾岩和紫红色泥岩。该层的砾岩、砂砾岩的主要成分以花岗岩、石英岩为主，砾岩占其中50%左右。据钻孔抽水试验资料，其单位涌水量为0.0032-0.01163公升/秒米，渗透系数为0.00151-0.00356m/日，平均涌水量为0.00724公升/秒米，平均渗透系数为0.002615m/日。通过816号钻孔抽水试验，816号付孔观测，第四系潜水与砾岩无水力联系。（5）第四系冲洪积砂砾石层孔隙潜水含水层该层主要分布于井田东部老哈河河谷平原地带，上部覆盖有1-7m亚