采矿工程本科毕业设计 张双楼矿18 Mta的新井设计.doc
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1、摘摘 要要 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。 一般部分为张双楼矿 1.8 Mt/a 的新井设计。张双楼煤矿位于江苏省徐州市境 内,东有沛屯铁路与陇海线相连,交通十分便利。井田走向(东西)长平均约 8.23 km,倾向(南北)长平均约 3.88 km,井田水平面积为 31.93 km2。主采煤层 一层,即 7 号煤层,平均倾角 8.9,厚约 5.0 m。井田工业储量为 226.69 Mt,可 采储量 156.51 Mt,矿井服务年限为 66.9 a。井田地质条件简单。表土层平均厚度 70 m;矿井正常涌水量为 320 m3/h,最大涌水量为 340 m3/h;煤层硬度系
2、数 f=2.3,煤质牌号为气煤 44;矿井绝对瓦斯涌出量为 1.84 m3/min,属低瓦斯矿井; 煤层有自燃发火倾向,发火期 36 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。方案一:立井两水平开 采,暗斜井延深至-700 m 水平;方案二:立井两水平开采,立井延深至-700 m 水 平;方案三:立井两水平开采,暗斜井延伸至-820 m 水平;方案四:立井两水平 开采,立井井延伸至-820 m 水平。通过技术经济比较,最终确定方案一为最优方 案。将主采煤层划分为两个水平,一水平标高-450 m,二水平标高-700 m,因井 田走向大断层将井田分为南北两部分,井田
3、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 223 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 0.6 m,日产量 5432.16 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 12 t 双箕斗和一套 12 t 单箕斗带平衡锤提煤,副井装备一对 3 t 矿车双层单车罐笼 带平衡锤担负辅助运输任务。矿井采用中央并列式通风。通风容易时期矿井总需 风量 4608 m3/min,矿井通风总阻力 2096 Pa,风阻
4、 0.35 Ns2/m8,等积孔 2.03 m2,矿井通风容易。矿井通风困难时期矿井总风量 4608 m3/min,矿井通风总阻 力 2746 Pa,风阻 0.46 Ns2/m8,等积孔 1.74 m2,矿井通风中等困难。设计矿井的 吨煤成本 110 元/t。 专题部分题目是深井巷道锚杆支护技术。采用 MATLAB 7.1 矩阵实验软件来 进行有关图形的绘制。 翻译部分是一篇关于频率和锚固长度对超声波在锚杆中传播行为的影响的论 文,英文原文题目为:Effects of frequency and grouted length on the behavior of guided ultrason
5、ic waves in rock bolts。 关键词:立井;上下山开采;大采高;单巷掘进;中央并列式 ABSTRACT This design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper. The general design is about a 1.8 Mt/a new underground mine design of Zhangshuanglou coal mine. Zhangshuanglou coal min
6、e lies in Xuzhou, Jiangsu province. As Peitun railway run across the east part of the mining field connect to Longhai railway, the traffic is very convenient. Its about 8.23 km on the strike and 3.88 km on the dip,with the 31.93 km2 total horizontal area. The minable coal seam of this mine is only 7
7、 with an average thickness of 5.0 m and an average dip of 8.9. The proved reserves of this coal mine are 226.69 Mt and the minable reserves are 156.51 Mt, with a mine life of 66.9 a.The geological condition of the mine is relatively simple. The normal mine inflow is 320 m3/h and the maximum mine inf
8、low is 340 m3/h. It is bituminous coal 44 with low mine gas emission rate and coal spontaneous combustion tendency, and its a coal seam liable to explosion. Based on the geological condition of the mine, I bring forward four available project in technology. The first is vertical shaft development wi
9、th two mining levels and the extension of inclined shaft go to -700 m; thr second is vertical shaft development with two mining levels and the extension of vertical shaft go to -700 m; the third is vertical shaft development with two mining levels and the extension of inclined shaft go to -820 m; th
10、e last is vertical shaft development with two mining levels and the extension of vertical shaft go to -820 m. The first project is the best comparing with other three project in technology and economy. The first level is at -450 m, The second level is at - 700 m, Because a major fault lies in the ce
11、nter of mine field, the mine field is divided into the north section and the south section, the south section is one level service scope, and the north section is two level service scope. Designed first mining district makes use of the method of preparation in mining area, the length of working face
12、 is 223 m, which uses fully-mechanized coal mining technology, and fully caving method to deal with goaf. The working system is “three- eight”,with two teams mining, and the other overhauling. Every mining team makes three working cycle, with six working cycle everyday. Advance of working cycle is 0
13、.6 m, and quantity of 5432.16 ton coal is makedeveryday. Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport. Main shaft makes use of skip to transport coal resource, when subsidiary shaft makes use of cage to be assistant transport. In the prop
14、hase of mining the mine makes use of centralized ventilation method,when in the evening of mining the mine makes use of areas ventilation method. At the easy time of mine ventilation, the total air quantity is 4608 m3 per minute, the total mine ventilation resistance is 2096 Pa, the coefficient of r
15、esistance is 0.355 Ns2/m8, equivalent orifice is 2.03 m2. At the difficult time of mine ventilation, the total air quantity is about 4608 m3 per minute, the total mine ventilation resistance is 2746 Pa, the coefficient of resistance is 0.465 Ns2/m8, equivalent orifice is 1.74 m2. The cost of the des
16、igned mine is 110 yuan per ton. The monographic study is bolting technology of deep well drawed by MATLAB 7.1. The translated academic paper is about effects of frequency and grouted length on the behavior of guided ultrasonic waves in rock bolts。 Keywords:shaft; up-dip and down-dip minging; large m
17、ining height; single thunnel drivage; centralized juxtapose ventilation. 目目 录录 一般设计部分一般设计部分 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征.1 1.1 矿区概述1 1.2 井田地质特征2 1.3 煤层特征8 2 井田境界和储量井田境界和储量.11 2.1 井田境界11 2.2 矿井工业储量.13 2.3 矿井可采储量13 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、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 4 井田开拓井田开拓.20 4.
18、1 井田开拓的基本问题20 4.2 矿井基本巷道.30 5 准备方式准备方式采区巷道布置采区巷道布置.42 5.1 煤层地质特征42 5.2 采区巷道布置及生产系统43 5.3 采区车场选型设计46 6 采煤方法采煤方法.50 6.1 采煤工艺方式50 6.2 回采巷道布置62 7 井下运输井下运输.66 7.1 概述66 7.2 采区运输设备选择69 7.3 大巷运输设备选择70 8 矿井提升矿井提升.73 8.1 概述73 8.2 主副井提升73 9 矿井通风及安全矿井通风及安全.78 9.1 矿井通风系统选择78 9.2 采区及全矿所需风量.82 9.3 矿井通风总阻力计算86 9.4
19、选择矿井通风设备95 9.5 防止特殊灾害的安全措施99 10 矿井基本技术经济指标矿井基本技术经济指标.101 专题设计部分专题设计部分 1 引言引言.104 2 开采深度与巷道围岩的变形关系开采深度与巷道围岩的变形关系.104 2.1 中国的研究104 2.2 德国的研究105 2.3 前苏联的研究106 3 深井巷道锚杆支护的关键理论与技术深井巷道锚杆支护的关键理论与技术.107 3.1 深井巷道锚杆支护理论基础107 3.2 深部巷道锚杆支护作用机理108 3.3 深部巷道锚杆支护技术113 4 工程实例工程实例.117 4.1 巷道地质及生产条件117 4.2 地应力测量118 4.
20、3 巷道围岩稳定性分类及计算机辅助设计118 4.4 巷道支护设计118 4.5 支护质量监测120 4.6 支护效果和经济效益分析126 5 结论结论.126 参考文献.128 翻译部分翻译部分 英文原文英文原文.130 中文译文中文译文.141 致谢致谢.149 一 般 部 分 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 交通地理位置交通地理位置 张双楼煤矿位于徐州市西北,距徐州市约 79 km,在江苏沛县安国镇境内, 东距大屯煤电公司 6.5 km,南距沛县城 16.5 km,东有沛屯铁路和陇海线相连, 矿区的徐沛公路北上
21、山东,南达上海,交通甚为便利。 矿区(居民点)现状由张双楼、陈庄、高庄、梅庙、梅海子、油坊口、袁庄 七个自然村组成,居住总人口 3461 人,910 户。交通位置如图 1-1。 1.1.2 地形地貌和水文情况地形地貌和水文情况 本井田地表属黄泛冲积平原,地面平坦,地面标高+35+39 m,地势西高东 低,地表水系不发育,区内东缘微山湖,有徐沛河,南有丰沛河京经杭大运河注 入微山湖。 1.1.3 矿区经济状况矿区经济状况 矿区工业发展迅速,已形成铸造、酿酒、缫丝、纺织、塑编、木材加工、机 械制造等八大工业体系,工业产品 100 余种。张双楼工业园区,形成了板皮加工、 塑料编织、铸造加工、机械制造
22、四大主导产业。矿区农副产品资源丰富,有优质 成武 单县 金乡 山山 虞城 艾邑 砀山 萧县 徐州 邳县 大运河 枣庄 滕州 皇台 丰县 大屯 沛 县 微 山 湖 邵 阳 湖 张张双双楼楼矿矿 东东省省 河河 南南 省省 安安 徽徽 省省 江江 苏苏 省省 铁 路 湖 泊 公 路 省 界 河 流 城(县)市徐州 张双楼矿井交通位置图 图图 1-1 张双楼矿井交通位置图张双楼矿井交通位置图 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计第 2 页 小麦、 “无公害水稻” 、 “高蛋白玉米”等粮食作物 7.4 万亩,芸豆 5000 亩,黄皮 洋葱 1000 亩、脱毒土豆 1000 亩、东北毛茄 1000
23、亩、越冬甘兰 1000 亩、大沙 河无籽西瓜 14000 亩、优质红富干苹果 4000 亩、桑园 5000 亩。有年出栏 300 万羽的肉鸭养殖基地、年出栏 150 万羽的合同鸡养殖基地、有大型的波尔山羊养 殖基地。 1.1.4 矿区电力供应矿区电力供应 矿井 110 kV 主电源引自沛县 220 kV 变电站,备用电源引自大屯 110 kV 变电 站,由 110 kV 线路送至距矿井 110 kV 变电站。 1.1.5 矿区的气候条件矿区的气候条件 本区属南温带黄淮区,气象具有长江流域的过渡性质,接近北方气候特点, 冬季寒冷干燥,夏季炎热多雨,春季有干旱及寒潮、霜冻等自然灾害,但四季分 明,
24、气候温和。 降水量:年平均降水量 811.7 mm,最大年降水量 1178.9 mm,最小年降水量 550 mm,降水多集中于 7、8、9 月份,占全年降水量的 5070%,1、2、3 月份 为枯水季节。 蒸发量:年平均蒸发量 1873.5 mm,年最小蒸发量 1273.9 mm。 气 温:年平均气温 13.8 ,最高气温 40.7 ,最低气温-21.3 。 主导风向:全年以东南,偏东风为最多,年平均风速 3.2 m/s。 本区属季节性大陆性气候。 1.1.6 地震地震 自公元 462 年以来,根据不完全统计,本区共记载有感地震 30 余次,其中 影响较大的有 1968 年 7 月 25 日山
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