摘要 本设计包括三个部分：一般设计部分、专题设计部分和翻译部分。 一般部分针对济三矿进行了井型为4.0 Mt/a的新井设计。济三矿位于山东西南部，南北走向长7.5 km，南北倾向宽7.0 km，面积53.0 km2。主采煤层为3#煤层，平均倾角5°，平均厚度5.26 m。井田工业储量为548.08 Mt，可采储量401.43Mt，矿井服务年限为72 a。矿井正常涌水量为377m3/h，最大涌水量为516m3/h；矿井相对瓦斯涌出量为2.01 m3/t，属低瓦斯矿井。 根据井田地质条件，设计采用立井单水平开拓方式，井田采用盘区式布置方式，共划分为两个盘区，辅助大巷、胶带机大巷皆为煤层大巷，布置在3#煤层下方。 针对东翼盘区采用了盘区准备方式，共划分14个区段工作面，并进行了运煤、通风、运料、排矸、供电系统设计。 针对3101工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均厚度为5.26m，平均倾角5°，直接顶为泥岩，老顶为细砂岩。工作面采用走向长壁综采一次采全高采煤法。采用双滚筒采煤机割煤，往返一次割两刀。采用“四六制”工作制度，截深0.8m，每天九个循环，循环进尺7.2m，月推进度216m。 大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车运输。主井采用两套带平衡锤的22t箕斗提煤，副井采用一个1.5 t矿车双层四车宽罐笼，一个1.5t矿车双层四车标准罐笼和一个带平衡锤的1.5 t矿车双层四车标准罐笼运料和升降人员。 专题部分题目为《济三矿边角煤煤矸置换工艺研究》，就目前矿井开采所产生边角煤的问题进行分析及解决方法的研究。 翻译部分题目是“the 23rd I
nter
natio
nal Co
nfere
nce o
n Grou
nd Co
ntrol Mi
ng”中的《Developme
nt of a statistical tech
nique for a ssessi
ng sa
ndsto
ne escarpme
nt stability》，主要分析煤炭资源开采过程中影响悬岩稳定性的因素以及如何保证悬岩的稳定。 关键词：济三；立井单水平；综采大采高。目录 一般部分 1概述及井田地质特征1 1.1矿区概述1 1.1.1矿区位置及交通条件1 1.1.2矿区自然地理2 1.2井田地质特征2 1.2.1井田煤系地层2 1.2.2井田构造5 1.2.3井田的水文地质特征7 1.3煤层特征9 1.3.1煤层特征9 1.3.2煤质11 2井田境界和储量20 2.1井田境界20 2.2矿井工业资源储量21 2.2.1资源勘探概述21 2.2.2钻探22 2.2.3矿井工业储量23 2.3矿井可采储量25 2. 3.1安全煤柱留设原则25 2. 3.2矿井永久保护煤柱损失量25 3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限28 3.1矿井工作制度28 3.2矿井设计生产能力及服务年限28 3.2.1矿井设计生产能力确定依据28 3.2.2矿井设计生产能力的确定28 3.2.3矿井服务年限29 4井田开拓30 4.1矿井开拓的基本问题30 4.1.1井筒形式，数目，位置及坐标确定30 4.1.2工业场地的位置31 4.1.3开采水平的确定31 4.1.4主要开拓巷道31 4.1.5方案比较32 4.2矿井基本巷道36 4.2.1井筒36 4.2.2井底车场及硐室38 5准备方式——盘区巷道布置43 5.1煤层地质特征43 5.1.1盘区位置43 5.1.2盘区煤层特征43 5.1.3煤层顶底板岩石构造情况43 5.1.4水文地质43 5.1.5地质构造44 5.2盘区巷道布置及生产系统44 5.2.1盘区准备方式的确定44 5.2.2盘区巷道布置44 5.2.3盘区生产系统45 5.2.4盘区内巷道掘进方法45 5.2.5盘区生产能力及采出率46 5.3盘区车场选型设计47 6采煤方法48 6.1采煤工艺方式48 6.1.1盘区煤层特征及地质条件48 6.1.2确定采煤工艺方式48 6.1.3回采工作面参数48 6.1.4回采工作面破煤、装煤方式49 6.1.5回采工作面支护方式51 6.1.6端头支护及超前支护方式52 6.1.7各工艺过程注意事项53 6.1.8回采工作面正规循环作业54 6.2回采巷道布置58 6.2.1回采巷道布置方式58 6.2.2回采巷道参数58 7井下运输60 7.1概述60 7.1.1矿井设计生产能力及工作制度60 7.1.2煤层及煤质60 7.1.3运输距离和货载量60 7.1.4矿井运输系统60 7.2盘区运输设备选择61 7.2.1设备选型原则61 7.2.2盘区运输设备选型及能力验算61 7.3大巷运输设备选择63 7.3.1主运输大巷设备选择63 7.3.2辅助运输大巷设备选择63 7.3.3运输设备能力验算64 8矿井提升65 8.1矿井提升概述65 8.2主副井提升65 8.2.1主井提升65 8.2.2副井提升68 9矿井通风及安全70 9.1矿井地质、开拓、开采概况70 9.1.1矿井地质概况70 9.1.2开拓方式70 9.1.3开采方法70 9.1.4变电所、充电硐室、火药库` 70 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71 9.2.3矿井通风方法的选择72 9.2.4盘区通风系统的要求73 9.2.5盘区通风方式的确定73 9.2.6工作面通风方式的选择74 9.3矿井风量计算75 9.3.1工作面需风量计算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77 9.3.6矿井总风量77 9.3.7风量分配78 9.4矿井阻力计算78 9.4.1计算原则79 9.4.2矿井最大阻力路线79 9.4.3计算矿井摩擦阻力和总阻力80 9.3.3矿井通风总阻力82 9.3.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔84 9.4选择矿井通风设备85 9.4.1选择主扇85 9.4.2电动机选型87 9.5安全灾害的预防措施87 9.5.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施87 9.5.2预防井下火灾的措施88 9.5.3防水措施88 10设计矿井基本技术经济指标89 参考文献90 专题部分 济三矿边角煤煤矸置换工艺研究91 0.引言91 1充填技术发展历程91 1.1废石干式充填91 1.2水砂充填92 1.3膏体泵送充填92 1.4高水速凝充填92 1.5矸石充填93 2矸石运输与分选93 2.1矸石的来源93 2.2矸石的井下分离技术94 2.3辅助运输系统94 2.4矸石运输94 2.5材料及设备运输96 3济三煤矿矸石充填系统96 3.1矸石充填巷布置97 3.2迎头连续排矸97 3.3矸石充填工艺97 3.4矸石充填设备99 3.5本章小结101 4岩巷掘进快速支护技术102 4.1临时支护102 4.2永久支护102 4.3快速支护工艺109 4.4本章小结111 5工业性试验111 5.1试验地点111 5.2试验方案112 5.3试验效果112 5.4试验总结114 结论114 翻译部分 英文原文117 中文译文124 致谢130