R997采矿工程毕业设计（论文）-曹村矿井2.4Mta新井设计 下载积分：50　资料编号： R997

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Word版说明书1份，145页，约72000字

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摘  要

一般部分针对曹村矿井进行了井型为2.4Mt/a的新井设计。曹村矿井位于山西临汾市境内，井田走向长约4.0km，倾向长约6.0km，面积约24km2。主采煤层为11#煤层，平均倾角2~5°，平均厚度9m。井田工业储量为409.5Mt，可采储量267.75Mt，矿井服务年限为79.69a。矿井正常涌水量为500m3/h，最大涌水量为800m3/h。矿井相对瓦斯涌出量1.05m3/t,可以视为低瓦斯矿井。

根据井田地质条件，设计采用双立井单水平开拓方式，井田采用全带区式布置方式，共划分为八个带区，轨道大巷和胶带机大巷皆为岩石大巷，布置在11#煤层底板岩层中。

针对东一带区采用了带区准备方式，共划分4个分带工作面，并进行了运煤、通风、运料、排矸、供电系统设计。

针对11101工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均厚度为9.0m，平均倾角3°，直接顶为泥岩，老顶为细砂岩。工作面采用长壁综采放顶采煤法。采用双滚筒采煤机割煤，往返一次割两刀。采用“三八制”工作制度，截深0.8m，每天六个循环，循环进尺4.8m，月推进度144m。

大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用蓄电池式电机车牵引固定箱式矿车。主井采用两套带平衡锤的16t箕斗提煤，副井采用一对3.0t矿车双层四车窄罐笼和一个带平衡锤的3.0t矿车双层四车宽罐笼运料和升降人员。

专题部分题目为《超前预爆破在综采工作面的应用研究》，利用分形理论建立岩石断裂耗散能量与块度分维值之间的理论关系，推导出岩石爆破块度分数维与炸药单耗之间关系。进行了室内相似材料模型爆破实验。验证了上述理论关系。利用爆破岩石表面裂晾分布的分形维数值作为衡量指标，优化爆破孔网参数。为预爆破在实践中的应用提供理论依据，然后通过介绍三种不同环境下的应用，表明该技术有效的提高了回采的安全性，降低了冲击来压强度，资源回收率大幅提高。

翻译部分题目为《Study on the characteristics of ground pressure behaviors in working face with great mining height at different advance speeds by similarity model experiment》，主要介绍了在实验室中通过相似模型实验来研究大采高工作面在不同推进速度条件矿压呈现的规律。

关键词：

曹村矿井； 双立井； 带区布置； 综采放顶煤； 超前预爆破； 处理坚硬顶板

目    录

目    录 I

一般部分

1 矿井概况与地质特征 1

1.1井田概况 1

1.1.1位置与交通 1

1.1.2地形地貌及水系 1

1.1.3气候与气象 2

1.1.4地震烈度 2

1.1.5矿区经济概况 2

1.1.6水源 2

1.2井田地质特征 3

1.2.1地层 3

1.2.2构造 4

1.2.3水文地质特征 4

1.3煤层特征 7

1.3.1 煤层赋存情况 7

1.3.2 煤质 7

1.3.3 煤层开采技术条件 8

2 井田境界和储量 11

2.1井田境界 11

2.1.1井田范围 11

2.1.2开采界限 11

2.1.3井田尺寸 11

2.2井田地质勘探 12

2.3矿井地质储量 12

2.3.1储量计算基础 12

2.3.2矿井地质储量计算 13

2.3.3矿井工业储量计算 14

2.4 矿井可采储量 14

2.4.1井田边界保护煤柱 14

2.4.2工业广场保护煤柱 15

2.4.3断层保护煤柱 16

2.4.4风井保护煤柱 16

2.4.5大巷保护煤柱 16

2.4.6矿井可采储量 17

3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 18

3.1矿井工作制度 18

3.2矿井设计生产能力及服务年限 18

3.2.1确定依据 18

3.2.2矿井设计生产能力 18

3.2.3矿井服务年限 18

3.2.4井型校核 19

4 井田开拓 20

4.1井田开拓的基本问题 20

4.1.1确定井筒形式、数目、位置 20

4.1.2阶段划分和开采水平的确定 22

4.1.3井田划分 22

4.1.4主要开拓巷道 22

4.1.5开拓方案比较 23

4.2矿井基本巷道 29

4.2.1井筒 29

4.2.2井底车场及硐室 33

4.2.3大巷 34

4.2.4巷道支护 35

5 准备方式—带区巷道布置 38

5.1煤层地质特征 38

5.1.1带区位置 38

5.1.2带区煤层特征 38

5.1.3煤层顶底板岩石构造情况 38

5.1.4水文地质 38

5.1.5地质构造 38

5.1.6地表情况 38

5.2带区巷道布置及生产系统 38

5.2.1带区准备方式的确定 38

5.2.2带区巷道布置 39

5.2.3带区生产系统 39

5.2.4带区生产能力及采出率 41

5.3带区车场选型计算 42

5.3.1带区车场的形式 42

5.3.2带区车场的调车方式 42

5.3.3带区主要硐室布置 42

6 采煤方法 44

6.1采煤工艺方式 44

6.1.1 带区煤层特征及地质条件 44

6.1.2确定采煤工艺方式 44

6.1.3回采工作面参数 45

6.1.4采煤工作面破煤、装煤方式 45

6.1.5采煤工作面支护方式 48

6.1.6工作面端头支护及超前支护方式 50

6.1.7各工艺过程注意事项 51

6.1.8回采工作面正规循环作业 53

6.2回采巷道布置 55

6.2.1回采巷道布置方式 55

6.2.2回采巷道支护参数 55

7 井下运输 58

7.1概述 58

7.1.1井下运输设计的原始条件和数据 58

7.1.2运输距离和货载量 58

7.1.2井下运输系统 58

7.2煤炭运输方式和设备的选择 59

7.2.1煤炭运输方式的选择 59

7.2.2带区煤炭运输设备选型及验算 59

7.2.3运输大巷设备选择 61

7.3辅助运输方式和设备选择 61

7.3.1辅助运输方式选择 61

7.3.2辅助运输设备选择 62

8 矿井提升 63

8.1矿井提升概述 63

8.2主井提升 63

8.2.1主井提升 63

8.2.2副井提升 66

9 矿井通风与安全 68

9.1矿井概况、开拓方式及开采方法 68

9.1.1矿井地质概况 68

9.1.2开拓方式 68

9.1.3开采方法 68

9.1.4变电所、充电硐室、火药库 68

9.1.5工作制、人数 68

9.2矿井通风系统的确定 68

9.2.1矿井通风系统的基本要求 68

9.2.2矿井通风方式的选择 69

9.2.3矿井主要通风机工作方式的选择 70

9.2.4 带区通风系统的要求 70

9.2.5工作面通风方式的选择 71

9.3矿井风量计算 72

9.3.1 工作面所需风量的计算 72

9.3.2 备用面需风量的计算 73

9.3.3 掘进工作面需风量 73

9.3.4 硐室需风量 74

9.3.5 其它巷道所需风量 74

9.3.6 矿井总风量计算 74

9.3.7风量分配 74

9.4 矿井通风阻力计算 75

9.4.1 容易和困难时期矿井最大阻力路线确定 76

9.4.2矿井通风阻力计算 80

9.4.3矿井通风总阻力计算 81

9.4.4矿井总风阻和等积孔计算 81

9.5选择矿井通风设备 81

9.5.1选择主要通风机 81

9.5.2电动机选型 84

9.6安全灾害的预防措施 84

9.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 84

9.6.2预防井下火灾的措施 85

9.6.3防水措施 85

10 设计矿井基本技术经济指标 86

参考文献 87

专题部分

超前预爆破在综采工作面的应用研究 89

1  引言 90

2  综放顶煤能量的分形研究 91

2.1爆破能量释放的分形研究 91

2.2现场测试结果 93

2.3小结 94

3  超前爆破在特厚煤层中的应用 95

3.1急倾斜特厚煤层高阶段综放开采危险源辨识 95

3.2超前预裂爆破技术 95

3.3试验工作面开采技术条件 96

3.4超前支护段预裂爆破弱化顶煤试验 97

3.5现场综合监测与实施效果 98

3.6小结 99

4  超前爆破在坚硬煤层中的应用 100

4.1顶煤预爆破现场试验 100

4.2顶煤预爆破效果监测及评价 103

4.3小结 104

5  超前爆破在处理厚煤层坚硬顶板中的应用 105

5.1井田地质概况 105

5.2综采工作面概况 105

5.3顶板处理方式选择依据 105

5.4超前预爆破工艺 106

5.5顶板垮落状况 108

5.6矿压观测结果 109

5.7小结 110

6  总结 111

参考文献 112

翻译部分

外文原文 114

Study on the characteristics of ground pressure behaviors in working face with great mining height at different advance speeds by similarity model experiment 114

1   The prototype geology 114

2   Experiment design 115

2.1   Selection of the rig for model test 115

2.2   Metering equipments and measuring points arrangement 115

2.3   Excavation simulation 115

2.4   Observation content 115

3   Test results and analysis 116

3.1   The characteristics of roof caving at different forward speeds 116

3.2   The characteristics of displacement at different forward speeds 117

3.3   The distribution law of the front abutment pressure at different forward speeds 119

4   Conclusions 119

References 120

中文译文 121

在相似模拟实验中大采高工作面下矿压显现特性 121

1   地质原型 121

2   实验设计 121

2.1模型实验设备的选择 121

2.2测量设备和测试点的布置 121

2.3掘进模拟 122

2.4观察内容 122

3  测试结果与分析 122

3.1不同推进条件下顶板下称规律 122

3.2三种推进速度条件下移动规律 123

3.3在不同推进速度条件下前支撑压力分布规律 124

4  总结 125

参考书目 125

致  谢 126

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