花园煤矿0.9Mta新井设计-跨采巷道围岩变形规律与支护技术分析-高温度燃料电池处理煤矿低浓度瓦斯.doc
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1、摘 要本设计包括三个部分:一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为花园煤矿0.9Mt/a新井设计。花园煤矿位于山东省金乡县境内,交通便利。井田走向(南北)长度最大约为5.4km,最小约为3.4km,倾斜(东西)长度最大约为2.9km,最小约为1.8km,总面积为13.97km2。主采煤层为15煤,煤层倾角为616,平均总厚度为4.04m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为78.371Mt,可采储量为51.53Mt。矿井设计生产能力为0.9Mt/a。矿井服务年限为44.04a,涌水量不大,矿井正常涌水量为86m3/h,最大涌水量为99.7m3/h。矿井瓦斯相对涌出量为1.732 m3/t,绝对
2、涌出量为6.866m3/min,为低瓦斯矿井。井田开拓方式为立井单水平开拓。采用胶带输送机运煤,采用矿车进行辅助运输。矿井通风方式为中央并列式通风。矿井年工作日为330d,工作制度为“三八”制。一般部分共包括10章:1、矿区概述与井田地质特征;2、井田境界和储量;3、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限;4、井田开拓;5、准备方式带区巷道布置;6、采煤方法;7、井下运输;8、矿井提升;9、矿井通风与安全;10、设计矿井基本技术经济指标。专题部分题目是跨采巷道围岩变形规律与支护技术分析,主要分析了跨采巷道围岩变形的影响因素和变形规律,并从引起跨采巷道变形的因素的角度,分析了近年来的跨采巷道的支护
3、理论及技术,从工程实例分析了注浆加固对跨采巷道支护效果。 翻译部分主要内容关于高温度燃料电池处理煤矿低浓度瓦斯,英文题目为:Processing of coal mine gas with low methane concentrations for use in high-temperature fuel cells。关键词:立井;单水平;带区;中央并列式;一次采全高ABSTRACTThis design includes three parts: the general part, the special subject part and the translation part.Gene
4、ral part is the Huanyuan 0.9 Mt/a new coal mine well design. huayuan mine is located in counties of jinxiang in shandong province. It is very convenient to get to the mine in terms of both highway and railway. The maximum length of the coalfield is 5.4 km,and the minimum length of the coalfield is3.
5、4 km , The maximum width of the coalfield is 2.9km,and the minimum length of the coalfield is 1.8 km ,and the total area is 13.97km2.The third are the main coal seams, and its dip angle is 616 degree. The thickness of the mine is about4.04m in all. The geologic structure of this coalfield is simple.
6、The recoverable reserves of the coalfield are 78.371 million tons,and the minable reserves are 51.53 million tons. The designed productive capacity is 0.9 million tons percent year, and the service life of the mine is 44.04 years. The normal flow of the mine is 86m3 per hour and the max flow of the
7、mine is 99.7 m3 per hour. The relative mine gas gush is 1.732 m3/t and the absolute gush is 6.866 m3/min, so it is a low gas mine. The mine is a double levels to develop. The central laneway uses Belt Conveyor to transit coal, and trolley wagons are used for accessorial transportation in the roadway
8、 . The prophase ventilation mode of this mine is center juxtapose form, and the late ventilation mode of this mine is diagonal form. The “three-eight” working system is used in the huayuan mine. It produces for 330 days a year.The deneral design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field
9、geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Underground transportation of the mine; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety oper
10、ation of the mine; 10.The basic economic and technical norms of the designed mine.The topic of special subject part is cross mining drift wallrock deformation regularity and supporting technical analysis, the paper analyzes the across adopt drift wallrock deformation and the factors affecting the de
11、formation regularity, and from across the roadway deformation caused by mining, analyses the factors in recent years in the cross of roadway supporting theory and technology, from engineering example analyzed the grunting reinforcement to cross mining roadway effect.Translation part is a boat Proces
12、sing of coal mine gas with low methane concentrations for use in high-temperature fuel cells. The English title is “Processing of coal mine gas with low methane concentrations for use in high-temperature fuel cells”.Keywords: Shaft; Single level; Panel; Center juxtapose ventilation; full-seam mining
13、目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1矿区地理位置11.1.2矿区气候条件11.1.3矿区的水文情况21.2井田地质特征21.2.1区域地质构造21.2.2地层31.2.3井田地质构造81.2.4含水层91.2.5岩浆侵入活动对煤层的影响121.2.6井田涌水161.3煤层及煤质161.3.1煤层161.3.2煤质171.3.3主采煤层的特性201.3.4其它有益矿产241.3.5瓦斯,煤尘,自燃及地温242 井田境界与储量272.1井田境界272.2矿井储量272.2.1构造类型272.2.2储量计算基础272.2.3安全煤柱留设原则272.2.4矿井工业储量计
14、算272.2.5矿井可采储量293 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限313.1矿井工作制度323.2矿井设计生产能力及服务年限323.2.1确定依据323.2.2矿井设计生产能力323.2.3.井型校核324 井田开拓344.1井田开拓的基本问题344.1.1井筒形式的确定344.1.2工业场地的位置364.1.3开采水平的确定364.1.4主要开拓巷道364.1.5矿井开拓方案比较374.2矿井基本巷道464.2.1井基本巷道464.2.2井底车场505 准备方式带区巷道布置545.1煤层地质特征545.1.1采区位置545.1.2采区煤层特征545.1.3煤层顶底板岩石构造情况545.
15、1.4水文地质545.1.5地质构造545.1.6地表情况545.2 带区巷道布置及生产系统555.2.1 带区准备方式的确定555.2.2 带区巷道布置555.2.3 带区生产系统555.2.4 带区内巷道掘进方法585.2.5 带区生产能力及采出率595.3 带区车场选型设计606 采煤方法616.1采煤工艺方式616.1.1 带区煤层特征及地质条件616.1.2 确定采煤工艺方式616.1.3 回采工作面参数626.1.4 采煤工作面破煤、装煤方式626.1.5 采煤工作面支护方式666.1.6端头支护及超前支护方式686.1.7各工艺过程注意事项696.1.8回采工作面正规循环作业69
16、6.2回采巷道布置716.2.1回采巷道布置方式716.2.2回采巷道支护参数717 井下运输747.1 概述747.1.1 井下运输原始数据747.1.2 井下运输系统747.2 煤炭运输方式和设备的选择767.2.1 煤炭运输方式的选择767.2.2 带区煤炭运输设备选型及验算767.2.3 运输大巷设备选择787.3 辅助运输方式和设备选择787.3.1 辅助运输方式选择787.3.2 辅助运输设备选择798 矿井提升818.1 矿井提升概述818.2 主副井提升818.2.1 主井提升818.2.2 副井提升849 矿井通风与安全869.1 矿井概况、开拓方式及开采方法869.1.1
17、矿井地质概况869.1.2 开拓方式869.1.3 开采方法869.1.4 变电所、充电硐室、火药库869.1.5 工作制、人数869.2 矿井通风系统的确定869.2.1 矿井通风系统的基本要求869.2.2 矿井通风方式的选择879.2.3 矿井主要通风机工作方式的选择879.2.4 带区通风系统的要求889.2.5 工作面通风方式的选择899.3 矿井风量计算899.3.1 工作面所需风量的计算909.3.2 备用面需风量的计算919.3.3 掘进工作面需风量919.3.4 硐室需风量929.3.5 其它巷道所需风量929.3.6 矿井总风量计算929.3.7 风量分配929.4 矿井通
18、风阻力计算939.4.1 容易和困难时期矿井最大阻力路线确定939.4.2 矿井通风阻力计算989.4.3 矿井通风总阻力计算999.4.4矿井总风阻和等积孔计算999.5选择矿井通风设备1009.5.1选择主要通风机1009.5.2电动机选型1029.6安全灾害的预防措施1039.6.1预防瓦斯爆炸的措施1039.6.2煤尘的防治措施1039.6.3火灾的预防措施1049.6.4水灾的预防措施1049.6.5其他安全措施10410 设计矿井基本技术经济指标105专题部分浅析深井巷道支护技术108参考文献130翻译部分英文原文132中文译文137致 谢142一般部分中国矿业大学2012届本科毕
19、业论文 第58页1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区地理位置金乡煤田花园井田位于山东省济宁市金乡县,井田范围以东径1161415至1162200,北纬350200至350445为界,面积53.7km2东西长约6.7 km,南北宽约4.5 km,有效面积30 km2。井田内交通方便,济宁金乡、徐州金乡、商丘金乡公路均经过井田;北部有兖州新乡铁路经济宁站中转与京沪、京广铁路相通;除以上陆路交通外,航运有金乡码头经万福河通往南阳湖与京杭大运河相连。花园井田距济宁市48km,各村镇间均有简易公路,可通汽车。交通较为方便,见交通位置图1-1。图1-1 交通位置图1.1.2矿区气候条件井
20、田位于鲁西南,属温带季风区,气温变化显著,四季分明,夏季炎热,冬季寒冷。全年以东南风为主,冬季多为北风或西北风,年平均风速2.6m/s,最大风速25m/s(1985年8月)。根据金乡县气象站1959年建站以来的统计资料,年最大降雨量为1060mm(1964年),年最小降雨量为547.5mm(1963年),年平均降雨量为654.6mm。月最大降雨量为460.10mm(1963年8月),日最大降雨量为194mm(1965年7月9日)。雨季多集中在6、7、8、9四个月。年平均蒸发量为1619.6mm,最大蒸发时间为48月份,占全年蒸发量的63.9%。1.1.3矿区的水文情况本区地处黄河多次迁移泛滥的
21、黄泛平原,沉积了较厚的松散地层,地势平坦。本区西北部羊山镇、嘉祥县一带裸露有寒武系、奥陶系残丘,大气降水为其补给来源,因出露面积有限(约30km2)无植被覆盖,地面迳流条件较好,使地下水的补给条件较差。在构造上受着北部菏泽支断层、东部嘉祥断层、南部凫山断层所控制,形成半封闭状态。在井田西北部,由于断层存在,使奥灰上升到与煤系地层同一水平,使得奥灰水侧向补给各含水层。另外,区内隐伏3煤顶板砂岩及三灰条带状露头,被含水层段直接覆盖其上,形成了3煤顶板砂岩、三灰水的补给来源。但由于段富水性差,其补给有限。从18-1、15-4、9-7孔奥灰地下水水位长期观测资料看,奥灰水位年变化幅度只有0.010.8
22、1m,说明奥灰水补给途径不良,从奥陶系石灰岩地下水水化学资料看,氯离子的含量175.63629.07mg/L,钠离子含量407.63520.70mg/L,总硬度107.03112.44度,矿化度3.654.05g/L,说明地下水交替作用缓慢,迳流条件差。总之,由于本区受北、东、南构造控制,地下水形成半封闭状态,加之区内构造复杂,断层导水性较差,补给与排泄条件均不良。井田所在区域主要为农业区,工业以乡镇工业为主,没有大的工业区,生活饮用水及农田浇灌用水为第四系潜水。井田内取第四系潜水的水井、机井星罗棋布,是主要生活饮用水及农田浇灌的水源,从分析成果看,其水质变化较大,PH值6.97.8,总硬度1
23、7.6567.2德国度,矿化度0.661.38克/升,氯化物102.8691.2毫克/升,氟化物0.41.20毫克/升,从水井的长观资料看,其水位标高在+32.2935.94m,年变化幅度在1m左右。井田西部奥灰隐伏于松散层之下,水量较丰富,单位涌水量0.5730.938升/秒m,水质类型为S-CN型,经处理可以作为供水水源。另一方面三灰水水质较好,根据9-7、11-4及金桥煤矿井检-1孔的抽水资料,除氟化物含量较高,为3.5毫克/升,其余均达到饮用水标准,水化学类型为H-N或H-MC型。总之,第四系潜水及奥陶系灰岩含水层均可作为供水水源,三灰水经处理可解决部分用水。1.2井田地质特征1.2.
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