机械5

摘要 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分针对潞安司马矿井进行了井型为1.8Mt/a的新井设计。司马矿井位于山西省长治县境内，井田走向长约4.00km，倾向长约4.69km，面积约18.80km2。主采煤层为3#煤层，平均倾角3.8°，平均厚度7.62m。井田工业储量为197.62Mt，可采储量133.55Mt，矿井服务年限为57.07a。矿井正常涌水量为220m3/h，最大涌水量为300m3/h；矿井相对瓦斯涌出量为0.67m3/t，属低瓦斯矿井。矿井煤层没有自燃倾向性，但煤尘有爆炸危险性。 根据井田地质条件，设计采用立井单水平开拓方式，井田采用带区和盘区布置方式，共划分为四个带区，三个盘区，轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为煤层大巷，布置在3号煤层。矿井通风方式采用中央并列式通风。 针对东七带区采用了带区准备方式，共划分10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3703工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均厚度为7.62m，平均倾角3.8°，直接顶为炭质泥岩，老顶为粉砂岩。采煤方法为综合机械化放顶煤开采。矿井年工作日为330 d，日净提升时间16h，采用“四六制”工作制度，截深0.6m，每天六个循环，循环进尺3.6m，月推进度108m。 大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用架线式电机车牵引1.5t固定箱式矿车运输。 专题部分题目为《锚网支护沿空掘巷矿压显现规律》，阐述了沿空掘进巷道上覆岩层结构、围岩应力分布、围岩变形的一般规律。并通过现场实测数据的整理分析，总结了类似条件下巷道的矿压显现规律，以指导沿空巷道的支护设计。 翻译部分是一篇建筑物下似膏体充填开采新工艺的探讨性，英文题目为A New Mode of Coal Mi
ni
ng U
nder Buildi
ngs with Paste-Like Backfill Tech
nology。 关键词：立井开拓；带区布置；放顶煤采煤法；中央并列式通风；架线电机车运输；似膏体充填。 ABSTRACT This desig
n i
ncludes three parts: the ge
neral part, special subject part a
nd tra
nslatio
n part. The ge
neral desig
n is about a 1.80 Mt/a
new u
ndergrou
nd mi
ne desig
n of Sima coal mi
ne. Sima coal mi
ne is located i
n Cha
ngzhi, sha
nxi provi
nce. It’s about 4.0 km o
n the strike a
nd 4.69 km o
n the dip, with the 18.80 km2 total horizo
ntal area. The mi
nable coal seam is 3# with a
n average thick
ness of 7.62 m a
nd a
n average dip of 3.8°. The proved reserves of this coal mi
ne are 197.62 Mt a
nd the mi
nable reserves are 133.55 Mt, with a mi
ne life of 57.07 a. The
normal mi
ne i
nflow is 220 m3/h a
nd the maximum mi
ne i
nflow is 300 m3/h. The mi
ne gas emissio
n rate is 0.67 m3/t which ca
n be recog
nized as low gas mi
ne. A
nd it’s have
no 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, this desig
n uses vertical shaft si
ngle-level developme
nt method, a
nd strip a
nd districts preparatio
n ,which divided i
nto four ba
nds a
nd three districts, a
nd track roadway, belt co
nveyor roadway a
nd retur
n airway are all coal roadways, arra
nged i
n the 3# coal seam. The ve
ntilatio
n type is ce
ntralized juxtapose ve
ntilatio
n; The desig
n applies strip preparatio
n agai
nst the first ba
nd of East Seve
n which divided i
nto 10 stirps totally, a
nd co
nducted coal co
nveya
nce, ve
ntilatio
n, ga
ngue co
nveya
nce a
nd electricity desig
ni
ng. The desig
n co
nducted coal mi
ni
ng tech
nology desig
n agai
nst the 3703 face. The coal seam average thick
ness of this worki
ng face is 7.62 m a
nd the average dip is 3.8°, the immediate roof is mud sto
ne a
nd the mai
n roof is sa
nd sto
ne. Comprehe
nsive mecha
nizatio
n puts i
n the top coal tech
nology is the mi
ni
ng method. The worki
ng days i
n a year are 300. Everyday it takes 18 hours i
n lifti
ng the coal. The worki
ng system i
n the mi
ne is “four-six”a
nd the depth-web is 0.6 m with six worki
ng cycles per day, a
nd the adva
nce of a worki
ng cycle is 3.6 m a
nd the adva
nce is 108 m per mo
nth. Mai
n roadway makes use of belt co
nveyor to tra
nsport coal resource, the xiliary haulage uses the wire layi
ng type electric locomotive to tow the 1.5t fixed box-type mi
ne car tra
nsportatio
n. The mo
nographic study is a brief a
nalysis of behavior law of mi
ne pressure of gob-side e
ntry bolti
ng with wire mesh.This paper has discussed the overlyi
ng strata structure of gob-side e
ntry a
nd the law of both surrou
ndi
ng rock stress distributio
n a
nd surrou
ndi
ng rock deformatio
n.By fi
nishi
ng a
nd a
nalysisi
ng the data from worksite, summarized the behavior law of mi
ne pressure of gob-side e
ntry with similar geological co
nditio
ns to direct the support desig
n for gob-side e
ntry. The tra
nslated part is u
nder a buildi
ng resembles the paste body backfill to mi
ne the
new craft the discussio
n paper, E
nglish topic is A New Mode of Coal Mi
ni
ng U
nder Buildi
ngs with Paste-Like Backfill Tech
nology. Keywords:vertical developme
nt; strip district; coal cavi
ng mi
ni
ng; ce
ntralized juxtapose ve
ntilatio
n; overhead li
ne electric locomotive tra
nsport; paste-like backfill. 目录 一般设计部分 1矿区概述及井田地质特征1 1.1矿区概述1 1.1.1交通位置1 1.1.2地形、地貌1 1.1.3河流及水体1 1.1.4气象地震1 1.1.5矿区经济概况1 1.1.6水源及电源1 1.2井田地质特征2 1.2.1井田地质构造2 1.2.2地层3 1.2.3水文地质4 1.2.4地质勘探程度7 1.3煤层特征8 1.3.1煤层8 1.3.2煤层顶底板9 1.3.3煤质9 1.3.4瓦斯11 1.3.5煤尘12 1.3.6煤的自燃12 1.3.7地温12 2井田境界和储量13 2.1井田境界13 2.1.1井田范围13 2.1.2开采界限13 2.1.3井田尺寸13 2.2矿井储量13 2.2.1储量计算基础13 2.2.2安全煤柱留设原则13 2.2.3矿井地质储量14 2.2.4矿井工业储量计算16 2.2.5矿井设计储量16 2.2.6矿井设计可采储量16 3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限19 3.1矿井工作制度19 3.2矿井设计生产能力及服务年限19 3.2.1确定依据19 3.2.2矿井设计生产能力19 3.2.3矿井服务年限19 3.2.4井型校核20 4井田开拓21 4.1井田开拓的基本问题21 4.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标21 4.1.2工业场地的位置22 4.1.3开采水平的确定及采盘区划分22 4.1.4主要开拓巷道22 4.1.5方案比较23 4.2矿井基本巷道28 4.2.1井筒28 4.2.2井底车场及硐室31 4.2.3主要开拓巷道33 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 5.2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带区内巷道掘进方法41 5.2.5带区生产能力及采出率42 5.3带区车场选型设计43 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综采工作面的设备选型及配套45 6.1.5回采工作面破煤、装煤方式49 6.1.6回采工作面支护方式50 6.1.7端头支护及超前支护方式52 6.1.8各工艺过程注意事项53 6.1.9回采工作面正规循环作业54 6.2回采巷道布置57 6.2.1回采巷道布置方式57 6.2.2回采巷道参数58 7井下运输61 7.1概述61 7.1.1矿井设计生产能力及工作制度61 7.1.2煤层及煤质61 7.1.3矿井运输系统61 7.2带区运输设备选择62 7.2.1设备选型原则62 7.2.2带区运输设备选型及能力验算62 7.3大巷运输设备选择64 7.3.1胶带运输大巷设备选择64 7.3.2辅助运输大巷设备选择65 7.3.3运输设备能力验算66 8矿井提升67 8.1矿井提升概述67 8.2主副井提升67 8.2.1主井提升67 8.2.2副井提升69 9矿井通风及安全71 9.1矿井概况、开拓方式及开采方法71 9.1.1矿井地质概况71 9.1.2开拓方式71 9.1.3开采方法71 9.1.4变电所、充电硐室、火药库71 9.1.5工作制、人数71 9.2矿井通风系统的确定71 9.2.1矿井通风系统的基本要求71 9.2.2矿井通风方式的选择72 9.2.3矿井主要通风机工作方式选择73 9.2.4带区通风系统的要求73 9.2.5工作面通风方式的选择74 9.2.6回采工作面进风巷道的布置74 9.3矿井风量计算75 9.3.1工作面所需风量的计算75 9.3.2备用面需风量的计算76 9.3.3掘进工作面需风量76 9.3.4硐室需风量77 9.3.5其它巷道所需风量78 9.3.6矿井总风量78 9.3.7风量分配78 9.4矿井通风阻力计算79 9.4.1矿井通风总阻力计算原则80 9.4.2确定矿井通风容易和困难时期80 9.4.3矿井最大阻力路线80 9.4.4矿井通风阻力计算80 9.4.5矿井通风总阻力83 9.4.6两个时期的矿井总风阻和总等积孔84 9.5选择矿井通风设备85 9.5.1选择矿井通风设备的要求85 9.5.2通风机的选型85 9.5.3电动机选型87 9.6安全灾害的预防措施89 9.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施89 9.6.2预防井下火灾的措施89 9.6.3防水措施90 10设计矿井基本技术经济指标91 参考文献93 专题设计部分 锚网支护沿空掘巷矿压显现规律95 1绪论95 1.1问题的提出及背景95 1.2国内外研究现状96 1.2.1沿空掘巷煤柱的留设研究现状96 1.2.2沿空掘巷巷道的支护现状97 1.2.3沿空掘巷锚杆支护理论98 1.2.4沿空掘巷锚网支护机理99 1.2.5沿空掘巷锚网支护施工工艺100 1.2.6沿空掘巷锚网支护质量要求100 1.3研究内容及研究方法101 2沿空掘巷巷道上覆岩层的结构101 3沿空掘巷巷道围岩应力分布规律102 3.1采场侧向支承压力分布规律103 3.2煤层走向支承压力分布规律104 4沿空巷道围岩变形分析104 4.1煤柱与巷道围岩的相互关系104 4.2煤柱应力和应变的一般特征104 4.3沿空掘巷巷道围岩变形分析105 5锚网支护沿空巷道矿压显现规律现场实测105 5.1实测工作面基本情况及观测仪器105 5.1.1地质条件105 5.1.2沿空巷道支护参数105 5.1.3矿压观测仪器106 5.2测站布置108 5.2.1巷道表面收敛规律108 5.2.2巷道深部围岩活动规律。 108 5.2.3煤层平面内应力分布规律。 108 5.3现场实测结果及分析109 5.3.1巷道两帮位移规律109 5.3.2巷道顶底板位移量演化规律112 5.3.3巷道低帮深部位移规律114 5.3.4巷道高帮深部位移规律115 5.3.5巷道高帮应力分布规律116 5.3.6巷道低帮应力分布规律118 6结论119 翻译部分 英文原文122 中文译文129 致谢134