机械5

任务书 设计题目：张双楼煤矿1.8 Mt/a新井设计 设计专题题目：煤岩冲击倾向性及物理力学性质测定 设计主要内容和要求： 以实习矿井张双楼煤矿条件为基础，完成张双楼煤矿1.8 Mt/a新井设计。主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。 结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于煤岩冲击倾向性及物理力学性质测定的专题。 完成冲击矿压电磁辐射监测方面的科技翻译一篇，题目为“EME rock burst mo
nitori
ng i
n coal mi
ne huafe
ng”。 摘要 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为张双楼矿1.8 Mt/a的新井设计。井田走向（东西）长平均约10.27 km，倾向（南北）长平均约3.29 km，井田水平面积为32.04 km2。主采煤层一层，即7#煤层，平均倾角18°，厚约5.0 m。井田工业储量224.678 Mt，可采储量153.331 Mt，矿井服务年限为65.53 a。井田地质条件简单；表土层平均厚度约50 m；矿井正常涌水量为200 m3/h，最大涌水量为280 m3/h；煤层硬度系数2～3，煤质牌号为气煤44；矿井绝对瓦斯涌出量为3.73 m3/mi
n，属低瓦斯矿井；煤层有自燃发火倾向，发火期3～6个月，煤尘具有爆炸危险性。 根据井田地质条件，提出四个技术上可行开拓方案。通过技术经济比较，最终确定方案四为最优方案。将主采煤层划分为两个水平，一水平标高—600 m，二水平标高—1000 m，因井田走向大断层将井田分为南北两部分，井田南部为一水平服务范围，井田北部为二水平服务范围。 设计首采区采用采区准备方式，工作面长度170 m，采用一次采全高采煤法，全部跨 落法处理采空区。矿井采用“三八”制作业，两班生产，一班检修。生产班每班3个循环，日进6个循环，循环进尺0.865 m，日产量5632.603 t。 大巷采用带式输送机运煤，辅助运输采用1.5 t固定箱式矿车。主井装备一套16 t双箕斗带平衡锤提煤，副井装备一套带平衡锤的1.5吨固定车厢式矿车双层四车加宽罐笼。矿 井采用中央并列式通风。通风容易时期矿井总需风量78.78 m3/s，矿井通风总阻力2035.88 Pa，风阻0.328 N·s2/m8，等积孔2.08 m2，矿井通风容易。矿井通风困难时期矿井总风量 78.78 m3/s，矿井通风总阻力2182.84 Pa，风阻0.352 N·s2/m8，等积孔2.01 m2，矿井通风也较容易。设计矿井的吨煤成本110元。 专题部分题目是煤岩冲击倾向性及物理力学性质测定。以口孜东煤矿的生产中的煤岩样测定了口孜东顶板岩层的冲击倾向性和顶板岩层的物理力学性质。 翻译部分是一篇关于电磁辐射在冲击矿压中的应用的，英文原文题目为：EME rock burst mo
nitori
ng i
n coal mi
ne huafe
ng。 关键词：立井；上下山开采；暗立井延伸；双巷掘进；中央并列式 ABSTRACT This desig
n ca
n be divided i
nto three sectio
ns: ge
neral desig
n, mo
nographic study a
nd tra
nslatio
n of a
n academic paper. The ge
neral desig
n is about a 1.8 Mt/a
new u
ndergrou
nd mi
ne desig
n of Zha
ngshua
nglou coal mi
ne. It’s about 10.27 km o
n the strike a
nd 3.29 km o
n the dip,with the 32.04 km2 total horizo
ntal area. The mi
nable coal seam of this mi
ne is o
nly 7# with a
n average thick
ness of 5.0 m a
nd a
n average dip of 18°. The proved reserves of this coal mi
ne are 224.678 Mt a
nd the mi
nable reserves are 153.331 Mt, with a mi
ne life of 65.53 a.The geological co
nditio
n of the mi
ne is relatively simple. The
normal mi
ne i
nflow is 200 m3/h a
nd the maximum mi
ne i
nflow is 280 m3/h. It is bitumi
nous coal 44 with low mi
ne gas emissio
n rate a
nd coal spo
nta
neous combustio
n te
nde
ncy, a
nd it’s a coal seam liable to explosio
n. Based o
n the geological co
nditio
n of the mi
ne, I bri
ng forward four available project i
n tech
nology. The fourth project is the best compari
ng with other three project i
n tech
nology a
nd eco
nomy. The first level is at -600 m, The seco
nd level is at -1000 m, Because a major fault lies i
n the ce
nter of mi
ne field, the mi
ne field is divided i
nto the
north sectio
n a
nd the south sectio
n, the south sectio
n is o
ne level service scope, a
nd the
north sectio
n is two level service scope. Desig
ned first mi
ni
ng district makes use of the method of preparatio
n i
n mi
ni
ng area, the le
ngth of worki
ng face is 170 m, which uses fully-mecha
nized coal mi
ni
ng tech
nology, a
nd fully cavi
ng method to deal with goaf. The worki
ng system is “three-eight”,with two teams mi
ni
ng, a
nd the other overhauli
ng. Every mi
ni
ng team makes three worki
ng cycle, with six worki
ng cycle everyday. Adva
nce of worki
ng cycle is 0.865 m, a
nd qua
ntity of 5632.603 to
n coal is makedeveryday. Mai
n roadway makes use of belt co
nveyor to tra
nsport coal resource, a
nd mi
ne car to be assista
nt tra
nsport. Mai
n shaft makes use of skip to tra
nsport coal resource, whe
n subsidiary shaft makes use of cage to be assista
nt tra
nsport. I
n the prophase of mi
ni
ng the mi
ne makes use of ce
ntralized ve
ntilatio
n method,whe
n i
n the eve
ni
ng of mi
ni
ng the mi
ne makes use of areas ve
ntilatio
n method. At the easy time of mi
ne ve
ntilatio
n, the total air qua
ntity is 78.78 m3 per seco
nd, the total mi
ne ve
ntilatio
n resista
nce is 2035.88 Pa, the coefficie
nt of resista
nce is 0.328 N·s2/m8, equivale
nt orifice is 2.08 m2. At the difficult time of mi
ne ve
ntilatio
n, the total air qua
ntity is about 78.78 m3 per seco
nd, the total mi
ne ve
ntilatio
n resista
nce is 2182.84 Pa, the coefficie
nt of resista
nce is 0.352 N·s2/m8, equivale
nt orifice is 2.01 m2. The cost of the desig
ned mi
ne is 110 yua
n per to
n. The tra
nslated academic paper is about EME i
n the rock burst . Keywords：shaft; up-dip a
nd dow
n-dip mi
ngi
ng; double thu
n
nel drivage; ce
ntralized juxtapose ve
ntilatio
n 目录 一般部分 1矿区概述及井田地质特征1 1.1矿区概述1 1.1.1矿井地理位置、交通条件1 1.1.2矿区经济状况1 1.1.3矿区气候条件2 1.1.4矿区水文情况2 1.2井田地质特征3 1.2.1井田地形与勘探程度3 1.2.2井田煤系地层概述3 1.2.3井田地质构造、最主要地质变动4 1.2.4井田水文地质特征6 1.3煤层特征6 1.3.1煤层6 1.3.2煤层的围岩性质7 1.3.3煤的特征7 2井田境界和储量9 2.1井田境界9 2.1.1井田范围9 2.1.2开采界限9 2.1.3井田尺寸9 2.2矿井工业储量9 2.2.1井田地质勘探10 2.2.2煤层可采厚度10 2.2.3矿井工业储量的计算10 2.3矿井可采储量10 2.3.1井田边界保护煤柱10 2.3.2工业广场保护煤柱11 2.3.3断层和井筒保护煤柱11 2.3.4矿井可采储量12 3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限14 3.1矿井工作制度14 3.2矿井设计生产能力及服务年限14 3.2.1确定依据14 3.2.2矿井设计生产能力14 3.2.3矿井服务年限14 4井田开拓16 4.1井田开拓的基本问题16 4.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标16 4.1.2确定工业场地位置、形状和面积17 4.1.3开采水平的确定及采区的划分18 4.1.4主要开拓巷道18 4.1.5开拓方案比较18 4.2矿井基本巷道23 4.2.1井筒23 4.2.2井底车场25 4.2.3主要开拓巷道27 4.2.4巷道支护30 5准备方式——采区巷道布置31 5.1煤层的地质特征31 5.1.1采区位置31 5.1.2采区煤层特征31 5.1.3煤层顶底板岩层性质31 5.1.4煤层瓦斯与涌水情况31 5.1.5地质构造31 5.1.6临近矿井与地表情况32 5.2采区巷道布置及生产系统32 5.2.1确定采区巷道布置及生产系统的原则32 5.2.2采区位置及范围32 5.2.3采煤方法及工作面长度的确定32 5.2.4确定采区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式32 5.2.5煤柱尺寸的确定33 5.2.6采区巷道的联络方式33 5.2.7采区内工作面接替顺序33 5.2.8采区生产系统33 5.2.9采区内巷道掘进方法34 5.2.10采区生产能力及采出率34 5.3采区车场选型设计35 5.3.1确定采区车场形式35 5.3.2采区主要硐室布置37 6采煤方法38 6.1采煤工艺方式38 6.1.1采区煤层特征及地质条件38 6.1.2确定采煤工艺方式38 6.1.3回采工作面参数39 6.1.4回采工作面破煤与装煤方式39 6.1.5回采工作面支护方式42 6.1.6端头支护及超前支护方式43 6.1.7各工艺过程注意事项44 6.1.8回采工作面正规循环作业45 6.2回采巷道布置48 6.2.1回采巷道布置方式48 6.2.2回采巷道参数48 7井下运输51 7.1概述51 7.1.1井下运输设计的原始条件和数据51 7.1.2运输距离和货载量51 7.1.3矿井运输系统51 7.2采区运输设备选择52 7.2.1设备选型原则52 7.2.2采区设备的选型52 7.3大巷运输设备选择53 7.3.1运输大巷设备选择53 7.3.2辅助运输大巷设备选择54 8矿井提升56 8.1概述56 8.1.1矿井提升设计的原始条件和数据56 8.1.2主、副井提升方式56 8.2主副井提升56 8.2.1主井提升容器选择56 8.2.2副井提升容器选择56 9矿井通风与安全58 9.1矿井通风系统选择58 9.1.1矿井通风系统的基本要求58 9.1.2矿井通风方式的确定58 9.1.3矿井主要通风机工作方式的选择59 9.1.4采区通风系统的要求60 9.1.5工作面通风方式的选择60 9.2采区及全矿所需风量61 9.2.1采煤工作面需风量61 9.2.2备用工作面需风量62 9.2.3掘进工作面需风量62 9.2.4硐室需风量63 9.2.5其它巷道所需风量63 9.2.6矿井总风量计算63 9.2.7风量分配64 9.3全矿通风阻力的计算65 9.3.1矿井通风总阻力计算原则65 9.3.2容易和困难时期矿井阻力路线的确定65 9.3.3矿井通风阻力计算65 9.3.4矿井通风总阻力计算66 9.3.5矿井总风阻和等积孔计算67 9.4通风机选型68 9.4.1选择主要通风机68 9.4.2电动机选型70 9.5防止特殊灾害的安全措施71 9.5.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施71 9.5.2预防井下火灾的措施72 9.5.3防水措施72 10设计矿井基本技术经济指标73 一般部分参考文献74 专题部分 煤岩冲击倾向性及物理力学性质测定76 1顶板岩层冲击倾向性测定76 1.1概述76 1.1.1顶板岩层冲击倾向性分类及指标76 1.1.2顶板岩层冲击倾向性测定方法76 1.2采样78 1.3试样加工与试验78 1.3.1试样加工78 1.3.2实验系统80 1.4试验处理结果及分析80 1.4.1抗拉强度（te
nsile stre
ngth） 80 1.4.2岩石块体密度（block de
nsity of rock） 81 1.4.3弹性模量(modulus of elasticity) 81 1.4.4弯曲能量指数(be
ndi
ng e
nergy i
ndex) 81 1.5主要结论81 1.6主要附图82 2底板岩层物理力学性质86 2.1底板岩样抗压强度的测定86 2.2底板岩样弹性模量的测定86 2.3底板岩样抗拉强度的测定87 2.4底板岩样内聚力、内摩擦角的测定88 2.5主要结论89 2.6主要附图89 专题部分参考文献95 翻译部分 英文原文97 EME rock burst mo
nitori
ng i
n coal mi
ne huafe
ng 97 1EME mecha
nism of rock burst failure 97 1.1EME Mecha
nism of Rock Burst Failure 97 1.2EME Phe
nome
na a
nd Experime
nt Result of Rock Burst 97 2forecasti
nf of rock burst 99 2.1The pri
nciple of EME’s forecasti
ng Rock Burst 99 2.2Methods of the Forecasti
ng Rock Burst 99 3Applicatio
n of the eme tech
nique 100 3.1The Co
nditio
n of the Tested Worki
ng Face 100 3.2The KBD5 apparatus 100 3.3Applicatio
n of the EME Tech
nique 100 3.4The EME Forecasti
ng Guideli
ne of Rock Burst o
n the Worki
ng Face 101 3.5EME Forecasti
ng Accuracy 101 4co
nclusio
ns 101 中文译文103 华丰煤矿冲击矿压电磁辐射监测103 1冲击矿压的电磁辐射机理103 1.1冲击矿压的电磁辐射机理103 1.2冲击矿压的电磁辐射现象和实验结果103 2冲击矿压的预报104 2.1电磁辐射预报冲击矿压的原则104 2.2冲击矿压预报方法105 3电磁辐射技术的应用105 3.1被测工作面的地质条件105 3.2KBD5装置105 3.3电磁辐射技术的应用106 3.4电磁辐射预报工作面冲击矿压指标106 3.5电磁辐射预报的精确性107 4结论107 致谢108