张双楼煤矿1.5 Mta新井设计.docx

1、摘 要本设计为张双楼矿1.5 Mt/a的矿井设计。井田走向（东西）长平均约10.47km，倾向（南北）长平均约2.90km，井田水平面积为30.35km2。主采煤层一层，即7号煤层，平均倾角28，厚约4.0m。井田工业储量为186.97 Mt，可采储量121.0Mt，矿井服务年限为57.96a。矿井正常涌水量为270m3/h，最大涌水量为307 m3/h；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。开拓方案为立井两水平开拓，直接延深，第二水平上下山开采。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用1.0 t固定箱式矿车。设计首采区采

2、用采区准备方式，采用一次采全高采煤法，全部跨落法处理采空区。矿井采用中央分列式通风。通风容易时期矿井总需风量3597.89 m3/min，矿井通风总阻力1218 Pa，风阻0.339 Ns2/m8，等积孔2.05m2，矿井通风容易。矿井通风困难时期矿井总风量4197.89 m3/min，矿井通风总阻力1655.28 Pa，风阻0.338Ns2/m8，等积孔2.05m2，矿井通风容易。专题部分题目是关键层对采动应力影响的研究。采用udec软件来进行模型的处理。翻译部分是一篇关于长壁采煤法回采巷道三向交叉点的三维有限元分析方法的论文，英文原文题目为：Finite element analysis

3、of three-way roadway junctions in longwall mining。关键词：立井；上山开采；采全高；中央分列目录第1章 矿区概述及井田地质特征71.1 矿区概述71.1.1交通地理位置71.1.2地形地貌和水文情况71.1.3矿区经济状况71.1.4矿区电力供应71.1.5矿区的气候条件81.1.6地震91.2 井田地质特征91.2.1井田的地形，井田的勘探程度91.2.2井田的地质构造、最主要的地质变动101.2.3井田的水文地质特征111.3 煤层特征111.3.1煤层埋藏条件111.3.2煤层群的层数111.3.3煤层的围岩性质111.3.4煤的特征11第

4、2章 井田境界和储量142.1 井田境界142.1.1井田范围142.1.2井田尺寸152.2 井田工业储量172.2.1井田地质勘探172.2.2工业储量计算172.3 井田可采储量192.3.1安全煤柱留设原则192.3.2矿井永久保护煤柱损失量19第3章 矿井生产能力、服务年限及工作制度213.1 矿井设计生产能力及服务年限213.1.1矿井设计生产能力213.1.2矿井服务年限213.1.3井型校核21第4章 井田开拓234.1 概述234.2 井田开拓的基本问题234.2.1确定井筒形式、数目、位置及坐标234.2.2工业场地的位置244.2.3 开采水平的设计及划分244.2.4

5、主要开拓巷道244.2.5开拓方案比较244.3 矿井基本巷道304.3.1井筒304.3.2 井底车场344.3.3 主要开拓巷道36第5章 准备方式采区巷道布置395.1 煤层地质特征395.1.1采区位置395.1.2采区煤层特征395.1.3煤层顶底板岩石构造情况395.1.4水文地质395.1.5主要地质构造395.1.6地表情况395.2 采区巷道布置及生产系统395.2.1采区范围及区段划分395.2.2煤柱尺寸的确定395.2.3采煤方法及首采工作面工作面长度的确定405.2.4确定采区各种巷道的尺寸、支护方式405.2.5采区巷道的联络方式445.2.6采区接替顺序445.2

6、.7采区生产系统445.2.8采区内巷道掘进方法455.2.9采区生产能力及采出率455.3 采区车场选型设计465.3.1上部车场465.3.2中部车场475.3.3下部车场47第6章 采煤方法506.1 采煤工艺506.1.1确定采煤工艺方式506.1.2工作面设备配套506.1.3进刀方式516.1.4设备技术特征516.1.5巷道及工作面支护536.1.6端头支护及超前支护方式566.1.7回采工作面正规循环作业576.2回采巷道布置596.2.1回采巷道布置方式596.2.2回采巷道参数59第7章 井下运输637.1概述637.1.1井下运输设计的原始条件和数据637.1.2运输距离

7、和货载量637.1.3矿井运输系统637.2采区运输设备选择647.2.1设备选型原则647.2.2采区运输设备的选型647.3大巷运输设备选择667.3.1运输大巷设备选择667.3.2辅助运输大巷设备选择66第8章 矿井提升688.1概述688.2主副井提升688.2.1主井提升688.2.2副井提升70第9章 矿井通风及安全729.1矿井地质、开拓、开采概况729.1.1矿井地质概况729.1.2开拓方式729.1.3开采方法729.1.4变电所、充电硐室、火药库729.1.5工作制、人数729.2矿井通风系统的确定729.2.1矿井通风系统的基本要求729.2.2矿井通风方式的选择73

8、9.2.3矿井通风方法的选择739.2.4采区通风系统的要求749.2.5工作面通风方式的确定749.2.6回采工作面进回风巷道的布置759.3矿井风量计算759.3.1矿井风量计算方法概述759.3.2回采工作面风量计算769.3.3掘进工作面风量计算789.3.4硐室需要风量的计算789.3.5其他巷道所需风量789.3.6矿井总风量计算799.3.7风量分配799.4矿井通风阻力809.4.1确定矿井通风容易时期和困难时期809.4.2矿井通风容易时期和困难时期的最大阻力路线829.4.3矿井通风阻力计算849.4.4矿井通风总阻力849.4.5矿井总风阻及总等积孔859.5矿井通风设备

9、选型869.5.1通风机选择的基本原则869.5.2通风机风压的确定869.5.3电动机选型899.5.4矿井主要通风设备的要求909.5.5对反风装置及风硐的要求909.6特殊灾害的预防措施919.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施919.6.2预防井下火灾的措施919.6.3防水措施91第10章 设计矿井基本技术经济指标92专题关键层对采动应力影响的研究80不同关键层位置与厚度对采动应力演化的数值模拟研究801.工作面概况802.模型建立803.数值模拟过程与结果分析823.1不同关键层位置823.2不同关键层厚度894.结论96参考文献97英文原文97Finite element analy

10、sis of three-way roadway junctions in longwall mining97ABSTRACT:971. Introduction972. Stability analysis of three-way intersections using three-dimensional finite element models983. Pillar behaviour at three-way intersection1004. Roof behaviour at three-way intersection1015. Case history of three-wa

11、y intersections1035.1. Site location and the description of the site-specific Model1045.2. Rib behaviour1075.3. Floor behaviour1076. Guidelines for designing the support system at three-way intersections1087. General discussion and conclusions110ACKNOWLEDGEMENTS111REFERENCES112中文译文113长壁采煤法回采巷道三向交叉点的

12、三维有限元分析1131前言1132应用三维有限元模型的交叉巷道的稳定性分析1133三相交叉点处煤柱的矿压显现1154三向交叉点处顶板的矿压显现1155三向交叉点巷道实例1185.1实测位置以及实测位置描述1185.2两帮矿压显现1215.3底板矿压显现1216对于三向交叉点支护系统设计的指导建议1217一般讨论和结论123谢 辞1268一般部分6第1章 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1交通地理位置张双楼煤矿位于徐州市西北，距徐州市约79km，在江苏沛县安国镇境内，东距大屯煤电公司6.5km，南距沛县城16.5km，东有沛屯铁路和陇海线相连，矿区的徐沛公路北上山东，南达上海，交通

13、甚为便利。图1-1 张双楼矿井交通位置图矿区（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本井田地表属黄泛冲积平原，地面平坦，地面标高+35+39m，地势西高东低，地表水系不发育，区内东缘微山湖，有徐沛河，南有丰沛河经京杭大运河注入微山湖。1.1.3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、机械制造四大主导产业。矿区农副产品资源丰富，有优质小麦、“无公害水

14、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矿区电力供应矿井110kV主电源引自沛县220kV变电站，备用电源引自大屯110kV变电站，由110kV线路送至距矿井110kV变电站。1.1.5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，气候温和。降水量：年平均降水量811.7mm，最大年降水量1178.9mm，最小年降水量550mm，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1873.5mm，年最小蒸发量1273.9mm。气 温：年平均气温13.8 ，最高气温40.7 ，最低气温-21.3 。1.1.6地震自公元462年以来，根据不完全统