设计描述：

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WORD版本设计说明书一份，共142页，约81000字

CAD版本图纸，共7张

摘 要

本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。
一般部分为华晟荣煤矿 1.8Mt/a 新井设计，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；4、井田开拓；5、准备方式
-盘区巷道布置；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。
华晟荣煤矿位于山西省长子县境内，交通便利。井田走向（东西）长约 4.2km，倾向
（南北）长约 4.6km，井田总面积为 19.8km2。主采煤层为 3 # 煤层，该煤层平均倾角为 3?  ， 平均厚度为 6.51m。井田地质条件较为简单，其工业储量为 18895 万 t，矿井可采储量 13336
万 t，矿井设计年产量为 180 万 t/a，矿井服务年限为 56.9a，矿井正常涌水量为 200m3/h， 最大涌水量为 280m3/h。矿井相对瓦斯涌出量为 0.52 m3 /min，为低瓦斯矿井。
根据井田地质条件，将主采煤层划分为一个开采水平，水平标高为+590 m，同时提出
四个技术上可行开拓方案，通过技术经济比较，最终确定最优方案为：立井单水平开拓， 沿盘区倾向布置煤层运输上（下）山，在 3#煤层底板岩层中布置轨道上（下）山。
设计首采区采用盘区准备方式， 工作面长度  192 m，采用放顶煤采煤法 ，全部跨落法 处理采空区。矿井年工作日为 330d，工作制度采用“三八”制作业，两班生产，一班检修，
生产班每班 2 个循环，日进 4 个循环，循环进尺 0.865 m，矿井日产量 5882t。
大巷采用带式输送机运煤，辅助运输采用 1.5t 固定箱式矿车。主井装备一套带平衡锤
的 12t 双箕斗提煤，副井装备一对 3t 矿车双层单车罐笼带平衡锤 担负辅助运输任务。矿井 前期采用中央并列式通风，后期采用中央 边 界 式 通风 。 通 风 容 易 时 期 矿井 总 需 风 量为
6072m3/min，矿井通风总阻力为 1214.4Pa，风阻为 0.12Ns2/m8，等积孔为 3.46 m2，矿井通 风容易。矿井通风困难时期矿井总风量为 8350 m3/min，矿井通风总阻力为 2752  Pa，风阻
为 0.14Ns2/m8，等积孔为 3.16 m2，矿井通风容易。
专题部分题目是深部回采巷道围岩稳定机理分析及控制技术，主要研究分析了国内外 现有的深部回采巷道围岩稳定机理，并基于巷道锚网支护机理提出了全长锚固及高帮及时
支护的深部围岩稳定控制技术，该技术在现场实践中取得了理想的支护效果。 翻译部分是一篇关于应用  CGNN  预测深部巷道围岩稳定控制的文章 ，英文题目为：
Application  of  Grey  Relational  C lustering  and  CGNN   in  Analyzing   Stability  Control  of
Surrounding Rocks in Deep Entry of Coal M ine。

关键词：立井；放顶煤；沿空掘巷；混合式通风
 

目 录
一般部分
1  矿井概况与地 质特征...................................................................................................... 1
1.1 矿井概况................................................................................................................... 1
1.1.1 地理位置与交通............................................................................................ 1
1.1.2 地形地貌........................................................................................................ 2
1.1.3 水系水源条件................................................................................................ 2
1.1.4 气象及地震.................................................................................................... 2
1.1.5 矿区电源条件及通讯条件............................................................................ 2
1.1.6  主要建筑材料供应条件............................................................................... 3
1.1.7  井田邻近煤矿概况及评述........................................................................... 3
1.1.8  地区经济概况............................................................................................... 3
1.2 井田地质特征........................................................................................................... 3
1.2.1 井田地质概况................................................................................................ 3
1.2.2 地层................................................................................................................ 4
1.2.3 褶皱、断层及陷落柱.................................................................................... 5
1.2.4 水文地质特征................................................................................................ 6
1.3 煤层特征................................................................................................................... 8
1.3.1 煤层................................................................................................................ 8
1.3.2 主采煤层的围岩性质.................................................................................... 9
1.3.3 煤的特性........................................................................................................ 9
1.3.4 瓦斯、煤尘爆炸及煤的自燃.......................................................................11
2  井田境界和储 量............................................................................................................... 13
2.1 井田境界................................................................................................................. 13
2.2 矿井工业储量......................................................................................................... 13
2.2.1 储量计算基础.............................................................................................. 13
2.2.2 矿井地质勘探.............................................................................................. 13
2.2.3 矿井工业储量计算...................................................................................... 13
2.3 矿井可采储量......................................................................................................... 15
2.3.1 井田边界保护煤柱...................................................................................... 15
2.3.2 工业广场保护煤柱...................................................................................... 15
2.3.3 断层和井筒保护煤柱.................................................................................. 16
2.3.4 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、位置及坐标.......................................................... 20
4.1.2 工业场地的位置.......................................................................................... 21
4.1.3 开采水平的确定及带区的划分.................................................................. 22
4.1.4 主要开拓巷道.............................................................................................. 22
4.1.5 开拓方案比较.............................................................................................. 22
4.2 矿井基本巷道......................................................................................................... 31
4.2.1 井筒.............................................................................................................. 31
4.2.2 井底车场...................................................................................................... 34
4.2.3 盘区主要开拓巷道...................................................................................... 35
4.2.4 巷道支护................................................................................................... 39
5  准备方式 —盘区 准备方式............................................................................................... 40
5.1 煤层地质特征......................................................................................................... 40
5.1.1 盘区位置...................................................................................................... 40
5.1.2 盘区煤层特征.............................................................................................. 40
5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况.......................................................................... 40
5.1.4 水文地质...................................................................................................... 40
5.1.5 地质构造...................................................................................................... 40
5.1.6 地表情况...................................................................................................... 40
5.2 盘区巷道布置及生产系统..................................................................................... 41
5.2.1 盘区准备方式的确定.................................................................................. 41
5.2.2 盘区位置及范围.......................................................................................... 41
5.2.3 采煤方法及工作面长度的确定.................................................................. 41
5.2.4 确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风、运输方式...................... 41
5.2.5 煤柱尺寸的确定.......................................................................................... 41
5.2.6 盘区巷道的联络方式.................................................................................. 42
5.2.7 区段接替顺序.............................................................................................. 42
5.2.8 盘区生产系统.............................................................................................. 42
5.2.9 盘区内巷道掘进方法.................................................................................. 43
5.2.10 盘区生产能力及采出率............................................................................ 43
5.3 盘区车场选型设计................................................................................................. 44
5.3.1 确定盘区车场形式...................................................................................... 44
5.3.2 盘区主要硐室布置...................................................................................... 45
6  采煤方法 ........................................................................................................................... 47
6.1 采煤工艺方式......................................................................................................... 47
6.1.1 盘区煤层特征及地质条件.......................................................................... 47
6.1.2  确定采煤工艺方式..................................................................................... 47
 
6.1.3 回采工作面参数.......................................................................................... 48
6.1.4 采煤工作面破煤、装煤方式...................................................................... 48
6.1.5 采煤工作面支护方式.................................................................................. 51
6.1.6 工作面端头支护及超前支护方式.............................................................. 53
6.1.7 各工艺过程注意事项.................................................................................. 55
6.1.8 回采工作面正规循环作业.......................................................................... 56
6.2 回采巷道布置......................................................................................................... 58
6.2.1 回采巷道布置方式...................................................................................... 58
6.2.2 回采巷道支护参数...................................................................................... 59
7  井下运输 ........................................................................................................................... 61
7.1 概述......................................................................................................................... 61
7.1.1 井下运输原始数据...................................................................................... 61
7.1.2 井下运输系统.............................................................................................. 61
7.2 煤炭运输方式和设备的选择................................................................................. 61
7.2.1 煤炭运输方式的选择.................................................................................. 61
7.2.2 带区煤炭运输设备选型及验算.................................................................. 62
7.2.3 运输大巷设备选择...................................................................................... 64
7.3 辅助运输方式和设备选择..................................................................................... 64
7.3.1 辅助运输方式选择...................................................................................... 64
7.3.2 辅助运输设备选择...................................................................................... 64
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...................................................................................................... 70
9  矿井通风与安全............................................................................................................... 72
9.1 矿井概况、开拓方式及开采方法......................................................................... 72
9.1.1 矿井地质概况.............................................................................................. 72
9.1.2 开拓方式...................................................................................................... 72
9.1.3 开采方法...................................................................................................... 72
9.1.4 变电所、充电硐室、火药库...................................................................... 72
9.1.5 工作制、人数.............................................................................................. 72
9.2 矿井通风系统的确定............................................................................................. 72
9.2.1 矿井通风系统的基本要求.......................................................................... 72
9.2.2 矿井通风方式的选择.................................................................................. 73
9.2.3 矿井主要通风机工作方式的选择.............................................................. 73
9.2.4  盘区通风系统的要求................................................................................. 74
9.2.5 工作面通风方式的选择.............................................................................. 75
 
9.3 矿井风量计算......................................................................................................... 75
9.3.1  工作面所需风量的计算............................................................................. 76
9.3.2  备用面需风量的计算................................................................................. 77
9.3.3  掘进工作面需风量..................................................................................... 77
9.3.4  硐室需风量................................................................................................. 78
9.3.5  其它巷道所需风量..................................................................................... 78
9.3.6  矿井总风量计算......................................................................................... 78
9.3.7 风量分配...................................................................................................... 78
9.4  矿井通风阻力计算................................................................................................ 79
9.4.1  容易和困难时期矿井最大阻力路线确定................................................. 80
9.4.2 矿井通风阻力计算...................................................................................... 83
9.4.3 矿井通风总阻力计算.................................................................................. 84
9.4.4 矿井总风阻和等积孔计算.......................................................................... 84
9.5 选择矿井通风设备................................................................................................. 84
9.5.1 选择主要通风机.......................................................................................... 84
9.5.2 电动机选型.................................................................................................. 87
9.6 安全灾害的预防措施............................................................................................. 87
9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施...................................................................... 87
9.6.2 预防井下火灾的措施.................................................................................. 88
9.6.3 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
深部回采巷道围 岩稳定机理分析及控制技术................................................................... 91
0 引言 ................................................................................................................................. 91
1  深部开采深度 与巷道围岩的变形关系........................................................................... 91
1.1 中国的研究............................................................................................................. 91
1.2 德国的研究............................................................................................................. 92
1.3 前苏联的研究......................................................................................................... 92
2  深部回采巷道 围岩稳定的关键理论............................................................................... 93
2.1 围岩稳定理论......................................................................................................... 93
2.2 深部围岩岩爆理论................................................................................................. 94
2.3 深部软岩非线性大变形理论................................................................................. 94
3  深部回采巷道 围岩稳定控制技术................................................................................... 95
3.1 深井巷道锚杆支护理论基础................................................................................. 95
3.2  深部巷道锚杆支护作用机理................................................................................ 96
3.2.1  锚杆锚固力................................................................................................. 96
3.2.2  径向锚固力的作用机理............................................................................. 97
3.2.3  切向锚固力的作用机理............................................................................. 98
 
4  工程实例 ........................................................................................................................... 99
4.1 工程地质条件....................................................................................................... 999
4.2  围岩力学性能测试.............................................................................................. 100
4.2.1 泥岩单轴抗压强度.................................................................................... 100
4.2.2 泥岩的抗拉强度........................................................................................ 102
4.3  巷道围岩稳定性分类.......................................................................................... 103
4.4  巷道锚杆支护参数的确定.................................................................................. 103
4.4.1 锚杆直径确定............................................................................................ 103
4.4.2 锚杆长度确定............................................................................................ 104
4.4.3 锚杆间排距确定........................................................................................ 105
4.5  支护质量监测.......................................................................................................110
4.5.1 测站布置.....................................................................................................110
4.5.2 巷道围岩位移量.........................................................................................110
4.5.3 经济效益分析.............................................................................................111
5  结论 ..................................................................................................................................112
主要参考文献......................................................................................................................112
翻译部分
英文原文..............................................................................................................................113
中文译文............................................................................................................................. 120
致 谢 ................................................................................................................................. 126
附 录