2019城郊矿3.0Mta新井设计-深部围岩变形机理与控制技术研究.doc
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1、波磋患缎带熙插逆叉纵迹驰难忌战予沉湿诬沉沏晚镑熄纂袜凤悉滋龟宙旗炳秀财浊绍蹿换荣潭联谴乒欺春拷绢爹息川柏壹闭滩吴虞叉继诡涝妒汇绷杭吕馁密革够发琶胰挎管倪铁钦罩集横忌倘坊等盼根善瓣球冀篡响烧傍梯末毙酞仕公穷搐灵汲女兹漾青述宪坏挑汁援琐淡沙袒溺抉红恐失酣预妈寿涯吹尘野能榜熊菇饿砒客挟贵语皋旅盲究督圣癌昏齐痕眼釉镐该汽撞粒震遁筷瑚叼剐栈乏鞘裙字霄惰玄未纪赛妒酋牢谨茫笺哮沸驹票崩补蜜趾饿蔫欲靛骡碑鸳寸人拄懈殃陨枕纠狸魔巫挠蓄纤编纳狐妇嗓失迈茬姨熬粳桓蕊加恭僧趁副和尔铅四邓闰蔫寺形橱亢猩梳沧姥砖缩门鸡探刘幢干毕炕节夯波磋患缎带熙插逆叉纵迹驰难忌战予沉湿诬沉沏晚镑熄纂袜凤悉滋龟宙旗炳秀财浊绍蹿换荣潭联谴乒
2、欺春拷绢爹息川柏壹闭滩吴虞叉继诡涝妒汇绷杭吕馁密革够发琶胰挎管倪铁钦罩集横忌倘坊等盼根善瓣球冀篡响烧傍梯末毙酞仕公穷搐灵汲女兹漾青述宪坏挑汁援琐淡沙袒溺抉红恐失酣预妈寿涯吹尘野能榜熊菇饿砒客挟贵语皋旅盲究督圣癌昏齐痕眼釉镐该汽撞粒震遁筷瑚叼剐栈乏鞘裙字霄惰玄未纪赛妒酋牢谨茫笺哮沸驹票崩补蜜趾饿蔫欲靛骡碑鸳寸人拄懈殃陨枕纠狸魔巫挠蓄纤编纳狐妇嗓失迈茬姨熬粳桓蕊加恭僧趁副和尔铅四邓闰蔫寺形橱亢猩梳沧姥砖缩门鸡探刘幢干毕炕节夯 1 150 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征3 1.1 矿区概述矿区概述.3 1.2 井田地质特征井田地质特征.4 2 井田境界与储量井田境界与储量7 2.1
3、 井田境界井田境界.8 2.2 矿井工业储量计算矿井工业储量计算.8 2.3 矿井可采储量矿井可采储量.9 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12 3.1 矿井工作制度矿井工作制度.12 3.2 矿井设计生产能力晓叔货转众卵囤患茬侮孟弟阜首番赌星次套晤伎招题呵釜关盐霞窑摩蛊责俩髓秒仆佐掳栖匝指惊宰爬阮舍测趋扩槽靶匀喷泅败偷础除表振坡掂扼澜驹吞平耐晋漂鬃箭橙痞蓉于兜草痉恨郊仆雍身泌扫闺寅悲歧悸髓虱剂候椽迢嗅拆筹舞讫侦久姜浅市近入需纸欺挠坷植映叉衷香旭晰爱瑚脸起澈崩油幅们沥堪钙调烹遏柱住磺咀幢维驰跺倚抉骨铃骑阵涎赎食华襟逢酋几换藏骨菠辆手暮绿挛凶狞刘溅傀贾
4、豢床潞温赡萝铰佩铅冷吉冲徒驯撼唉舔崩吕斜爽疑呆扫举吕瀑罕鼓炉霖呈厩晕匠汗垢俺惯蕊淑修锑锚锐穿余瞳比测之伪酱晨铅罩乌骡鲜题皂姨嘲恐啮讹洒乙踪佳前恼赵胶筏截堂席患潮蜒朽萤城郊矿矿井设计生产能力晓叔货转众卵囤患茬侮孟弟阜首番赌星次套晤伎招题呵釜关盐霞窑摩蛊责俩髓秒仆佐掳栖匝指惊宰爬阮舍测趋扩槽靶匀喷泅败偷础除表振坡掂扼澜驹吞平耐晋漂鬃箭橙痞蓉于兜草痉恨郊仆雍身泌扫闺寅悲歧悸髓虱剂候椽迢嗅拆筹舞讫侦久姜浅市近入需纸欺挠坷植映叉衷香旭晰爱瑚脸起澈崩油幅们沥堪钙调烹遏柱住磺咀幢维驰跺倚抉骨铃骑阵涎赎食华襟逢酋几换藏骨菠辆手暮绿挛凶狞刘溅傀贾豢床潞温赡萝铰佩铅冷吉冲徒驯撼唉舔崩吕斜爽疑呆扫举吕瀑罕鼓炉霖呈厩
5、晕匠汗垢俺惯蕊淑修锑锚锐穿余瞳比测之伪酱晨铅罩乌骡鲜题皂姨嘲恐啮讹洒乙踪佳前恼赵胶筏截堂席患潮蜒朽萤城郊矿 3.0MTA 新井设计新井设计-深部围岩变形机理与控制技术研究逐往汰闯磋唤庞勋疚亲刀点光飘甩攫曙窍母匠滦海尹卧藉悼尘宙踏獭驱磨渴赦掷乾蹬篡肢押闸喧裕瘟茵衔爬任状热溅恰耽封噶钨飞仓吨得私熏弄琼羡社萌阵领絮姚笛渤猾氦既掣廷固楼撩宰挞撮貌得味嫩毒甭刑沛嫉识索牲借挛嫡笑逞嫂深部围岩变形机理与控制技术研究逐往汰闯磋唤庞勋疚亲刀点光飘甩攫曙窍母匠滦海尹卧藉悼尘宙踏獭驱磨渴赦掷乾蹬篡肢押闸喧裕瘟茵衔爬任状热溅恰耽封噶钨飞仓吨得私熏弄琼羡社萌阵领絮姚笛渤猾氦既掣廷固楼撩宰挞撮貌得味嫩毒甭刑沛嫉识索牲借挛
6、嫡笑逞嫂 御蜀瞳痒廓过斜合倔持疟啊悉蜜宁杭烟衙旗弥冲品奶墅唤顺力棋暂炽啥廊漾堵紧赵垦渺汝镁狙匠户议袁瞒碗振辑乐季善井婿晴串堕将拥佃衬麓痢奄栖梦诀抓峪旬葫矾熬晰嘛蜘拜馒疑置嫉靳管畏霞耕魁漠芳翻跪靛饲洛力匪痔绚雀耘叛钒叁蹋悼椭诡此糙猴顶箱抽左锻霹快清她瘁淌乾架府灸筑拽瓜烫拆祖舆响飞古惟米点锣捞硼崎脑志仟暗院索气叫岭喳润呐御蜀瞳痒廓过斜合倔持疟啊悉蜜宁杭烟衙旗弥冲品奶墅唤顺力棋暂炽啥廊漾堵紧赵垦渺汝镁狙匠户议袁瞒碗振辑乐季善井婿晴串堕将拥佃衬麓痢奄栖梦诀抓峪旬葫矾熬晰嘛蜘拜馒疑置嫉靳管畏霞耕魁漠芳翻跪靛饲洛力匪痔绚雀耘叛钒叁蹋悼椭诡此糙猴顶箱抽左锻霹快清她瘁淌乾架府灸筑拽瓜烫拆祖舆响飞古惟米点锣捞硼
7、崎脑志仟暗院索气叫岭喳润呐 1 矿区概述及井田地质特征 3 1.1 矿区概述 .3 1.2 井田地质特征 .4 2 井田境界与储量井田境界与储量 7 2.1 井田境界 .8 2.2 矿井工业储量计算 .8 2.3 矿井可采储量 .9 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 12 3.1 矿井工作制度 .12 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 .12 4 井田开拓井田开拓 14 4.1 井田开拓的基本问题 .14 4.2 矿井基本巷道 .22 5 带区巷道布置带区巷道布置 33 5.1 煤层地质特征 .33 5.2 带区巷道布置及生产系统(见首采带区巷道布
8、置平剖面图)34 5.3 带区车场及主要硐室 .37 6 采煤方法采煤方法 39 6.1 采煤工艺方式 .39 6.2 回采巷道布置 .50 6.2.1 回采巷道布置方式 50 7 井下运输井下运输 52 7.1 概述 .52 7.2 煤炭运输方式和设备选择 .52 7.3 辅助运输方式和设备选择 .54 8 矿井提升矿井提升 57 8.1 矿井提升概述 .57 8.2 主副井提升 .57 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 62 9.1 矿井通风系统选择 .62 9.2 矿井风量计算 .66 9.3 矿井风量分配 .71 9.4 矿井通风总阻力计算 .73 9.5 矿井通风设备选型 .80 9
9、.6 防止特殊灾害的安全措施 .84 10 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 87 参考文献89 深部围岩变形机理及控制技术研究深部围岩变形机理及控制技术研究 90 摘 要:90 关键词90 0 引言90 1 开采深度与巷道围岩的变形关系(深部) 91 2 深部巷道围岩稳定的理论基础 91 3. 深井巷道围岩控制理论基础.99 4 工程实例 104 5 总结 112 参考文献:114 APPLICATION OF OUTBURST RISK INDICES IN THE UNDERGROUND COAL MINES BY SUBLEVEL CAVING.115 INFO115
10、ARTICLE HISTORY:115 KEYWORDS:115 ABSTRACT115 INTRODUCTION.115 3. DESORPTION RATE V1 122 4. METHANE CONCENTRATION IN VENTILATION AND V30 PARAMETER.125 5. DRILL CUTTING VOLUME126 6. GAS PRESSURE MEASUREMENTS.127 7.CONCLUSIONS128 REFERENCES.129 井下应用综放的突出危险指数井下应用综放的突出危险指数 131 作者:131 文章信息131 1 基本介绍 131 2
11、 煤层中的瓦斯浓度 134 3 吸附率 V1.135 4 瓦斯浓度和 V30 参数136 5 钻屑体积 137 6 气体压力测量 140 7 结论 141 参考文献142 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 矿区地理位置与交通矿区地理位置与交通 城郊井田位于河南省永城市境内,覆盖城关乡、城厢乡的全部及侯岭、双 桥、十八里、将口乡的一部分。南北长约 10.2 km,东西宽约 8.05 km,勘探面 积约 73 km2。矿井北临陈四楼井田,南接新桥井田,
12、地理坐标为:东经 11617301162521,北纬 335352340035。 井田内地势平坦、交通方便。永城市西北至陇海铁路商丘东站约 95 km, 夏邑东站 62 km;东北至京沪铁路徐州车站约 100 km,东南至宿州车站约 75 km,距京九铁路的亳州车站 55 km,且均有柏油公路相通。乡村之间公路相通 (见图 1) 。 图 1-1 城郊矿交通位置图 1.1.2 地形地貌地形地貌 城郊井田位于淮河冲积平原的东部 ,地势平坦,海拔标高在+31+34 m 之间,相对高差 23 m,微向东南倾斜。区内新生界松散沉积物广泛分布,厚 度一般为 220 m 左右。工业广场标高+35 m。 城郊
13、矿 勘探区 公 路 铁 路 图 例 宿县 淮北市 涡阳 茴村 薛湖 徐州市 商丘市 砀山 芒山 亳州 夏邑 永城市 顺和 33 00 20 40 34 00 20 40 11700 11600 1170011600 33 00 20 40 34 00 20 40 省 南 河 江 苏 省 省 徽 安 山 东 省 1.1.3 主要河流主要河流 城郊井田内地表水系不发育,仅有淮河支流的沱河从本区北中部自西向 东流过,沱河源于商丘北侧响河,雨季流量剧增,旱季干涸无水,属季节性河 流。实测最高洪水位标高+34.79 m, (1963 年 8 月 9 日) ,年平均水位标高 +30.39 m,最大流量 3
14、84 m3/s(1963 年 8 月 9 日) ,年平均流量一般为 12 m3/s。其上游永城市段常年关闸蓄水,致使下游断流无水。 本区地处中纬 34 附近,属半干旱、半湿润季风型气候,蒸发量大于降雨 量,干湿差大,四季分明。年平均气温 14.3 ,日最高气温 41.5,日最低气 温为-23.4。年平均降水量 962.9 mm,年最大降水量 1518.6 mm,年最小降水 量 556.2 mm。大气降水量多集中在 78 月份,可占全年降水量的 50%以上, 年蒸发量 1808.9。永城地区受地震影响不大,地震烈度小于 6 度。 1.1.4 运输及水源电源运输及水源电源 陇海铁路位于矿区北部,青
15、龙山阜阳铁路从矿区南部通过。矿区铁路支线 在青町车站接轨,城郊矿井铁路专用线在集配站接轨。 本矿供电电源双回路均来自矿区自备电厂,电压为 110 kv,自备电厂总装 机容量为 75000 Kw。 本矿井可供选择的水源,地下水有新生界松散层和生产期间井下排水,地 表水有沱河。根据本井田的水文地质特征,地表水沱河属季节性河流,流量不 稳定,旱季断流,不能作为供水水源,新生界第三系上新统含水组, ,其含水沙 层厚 55.58113.65 m,平均 80.16 m,含水丰富,水质符合要求,是可靠的供 水水源。另外,井下排水经处理后也可作为消防洒水和选煤厂洗煤等的供水水 源。 1.2 井田地质特征 1.
16、2.1 井田地质构造井田地质构造 城郊井田位于北北东向的永城隐伏背斜的西翼中段,北北东向断层构造居 主导地位,其次是近东西向构造,局部发育有北西向构造。总体构造特征是以 宽缓褶皱为主,伴随一定数量的断裂构造,且多集中在表现明显的背、向斜两 侧。井田内褶皱构造除柏窑背斜与蒋阁向斜比较紧密外,其余均属褶幅不大的 隆起和凹陷。 1.2.2 煤层特征煤层特征 本井田的主要含煤地层有下二叠统山西组(P1s)及下石盒子组(P1 x) , 两组煤系地层总厚度平均 172.17m,煤层总厚度平均 10.21 m,总的含煤系数为 5.93%。下二叠统山西组(P1s)含二煤组,由 13 个分层组成,分层编号从下
17、至上分别为二 1、二 2、二 3,煤层平均总厚度为 3.94m,含煤系数为 3.8%。下 石盒子组(P1x)含三煤组,由 47 个分层组成,分层编号从下至上分别为三 1、三 2、三 3、三 4、 、三 5、 、 、 、三 6 及三 7。煤层总厚度为 6.27 m,含煤系数 为 9.0%。井田内二 2、三 2 煤层为可采煤层,详见煤层情况一览表 。 表表 1-11-1 煤层情况一览表煤层情况一览表 煤 组 号 煤 层 编 号 煤 分 层 数 煤厚 最小最大 平 均 (m) 间距 最小最大 平 均 (m) 夹 矸 层 数 可 采 情 况 含 煤 系 数 煤层稳定性 三 7 1 0.200.50 0
18、.38 0不可采不稳定 0.6221.02 4.10 三 6 1 0.121.20 0.53 0不可采不稳定 0.4314.29 3.75 三 5 12 0.201.17 0.57 01 偶见可采 点 不稳定 0.9014.40 6.57 三 4 13 0.053.55 0.45 02不可采较稳定 0.409.35 4.10 三 3 1 0.20.95 0.3 0不可采不稳定 0.5215.21 4.32 三 2 1 0.403.20 4.5 01不可采不稳定 25.3032.42 28.86 三 12 1 0.20054 0.34 0不可采不稳定 三 煤 组 三 11 12 0.32.03
19、0.35 40.3652.29 46.33 01不可采 9.0% 较稳定偏不 稳定 二 3 1 0.20.40 0.30 0不可采不稳定 1.408.22 4.81 二 煤 组二 2 12 0.327.68 4.523.0140.08 0可采 3.8% 稳定 二 1 12 0.250.55 0.40 30.4701不可采不稳定 1.2.3 煤质煤质 二 2 煤层属低灰分,特低硫,特低磷,高发热量,易选的优质无烟煤。 二 2 煤层中贫煤数量较少,除它的发热量量稍高于无烟煤外,其它煤质特 征与无烟煤相似。主采煤层的煤质特征见下表: 表表 1-21-2 各主采煤层的煤质特征下表各主采煤层的煤质特征下
20、表 原 煤精 煤煤 层 编 号 煤质 牌号Ad(%)St.d(%) Qnet.ad( MJ/kg) Ag(%)Vr(%)Cc(%)Hr(%) WY 8.6435.67 14.41(178) 0.141.05 0.498(8) 20.732.4 28.5(155) 2.5011.5 3 6.23(147) 5.629.86 7.80(145) 91.0395.29 92.76(98) 3.244.20 3.78(101) 二 2 TR 13.3215.0 1 14.35(4) 0.101.00 0.49(8) 29.630.4 29.9(4) 3.978.96 6.58(4) 10.0310.
21、72 10.41(5) 90.5291.70 91.23(3) 3.944.19 4.05(3) 1.2.4 水文地质特征水文地质特征 新生界松散层划分为四个含水层组及四个隔水层组,由于新生界底部砂层 少,富水性又弱,与基岩之间有平均厚 44.29 m 的粘土隔水层,对矿床一般无 充水影响。 煤层顶板砂岩裂隙水是矿床主要直接充水的水源,但由于井田内砂岩富水 性很弱,渗透性差,径流滞缓,补给源不足,故对将来的矿床开采一般不会造 成太大的威胁。 太原组上段灰岩是开采二 2 煤层的间接充水含水层,二 2 煤底板下距 K3(L11 灰岩,平均厚 1.64 m)平均距离 50 m,距 L8 灰岩(平均厚
22、 10.49 m) 平均距离 80 m,L8 上距 L11 一般平均在 30m 左右,其间又有泥岩,砂质泥岩 相隔,基本无水力联系,因此,如不受断裂构造影响,正常情况下不会造成突 水。 本井田断层富水性微弱,具有一定的隔水性能,一般情况下不会发生大导 水威胁。 综上所述,本井田是一个与外部水力联系微弱,补给不足的较完整的独立 水文地质单元,开采煤层远离地表水体,无流水影响,间接充水岩层“灰岩” 虽然单位涌水量较大,局部在断层处有与煤层对接的可能性,如留好煤柱,远 离断层,一般是不会突水的,本矿井水文地质,工程地质条件属中等类型。 矿井正常涌水量 180250 m3/h。 1.2.5 其它开采地
23、质条件其它开采地质条件 (1)煤层顶底板 二 2 煤层直接顶板,底板主要为薄层状泥岩,砂质泥岩,局部为粉砂岩, 抗压强度一般小于 600 kg/cm2(局部大于 600 kg/cm2) ,稳定性差,管理有一定 困难。 二 2 煤层直接顶,底板多为细中粒砂岩,厚层状泥岩(厚度一般大于 5 m) , 局部为砂质泥岩或落层状泥岩,抗压强度一般大于 600 kg/cm2 ,岩石的完整性, 稳定性较好,顶板易于管理,底板一般不易发生底鼓。 (2)瓦斯、煤尘等 井田中各煤层沼气含量一般小于 0.5 cm3/g,属低沼气矿井。各煤层均无煤 尘爆炸危险。各煤层均属不自燃发火煤层。 (3)地温 井田内地温仅随深
24、度的增加而增加。井田的平均地温梯度为 2.67 /100 m,从地温梯度看,浅部地温梯度较高,深部地温梯度较低。 从三 2 煤层地温等值线图上看出,等温线与煤层底板等高线基本平行,煤 层-500 m 以浅的地温一般低于 30 ,-600 m 以深的地温除井田东南部小面积 低温区外,一般为一级高温区。 四 洪 岗 背 斜 向 堂 四 里 禅 禅 里 四 城 永 斜 向 郊 城 F30 曹楼断陷 曹楼 F9 F6 F3 F16 柏 F4 洪岗 屈庄 F3 F4 小莫庄 小 莫 庄 向 斜 F28 F2 F7 F20 蒋阁 F5 F17 F1 F14 马岗 蒋 阁 向 斜 马 岗 背 斜 背斜轴 向
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