永城矿区陈四楼120万吨新井设计.docx

1、目录一般设计部分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自然地理概况11.1.3矿区开发历史及生产建设规划11.1.4矿井建设的外部条件11.2 井田地质特征31.2.1地层31.2.2地质构造31.2.3水文地质52 井田境界与储量82.1井田境界82.2 矿井工业储量82.2.1构造类型82.2.2 矿井工业储量的计算及等级圈定82. 3 矿井可采储量102.3.1各种煤柱损失计算102.3.2矿井可采储量计算113 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限123.1矿井工作制度123.2矿井设计生产能力及服务年限123.2.1矿井设计生产能力确定依据12

2、3.2.2矿井设计生产能力133.2.3矿井的服务年限133.3井型校核144 井田开拓144.1井田开拓的基本问题144.1.1井筒形式的确定154.1.2 开采水平的确定、采（带）区划分164.1.3方案比较174.2矿井基本巷道204.2.1井筒204.2.2井底车场及硐室214.2.3主要开拓巷道305 准备方式带区巷道布置305.1煤层地质特征305.1.1带区位置305.1.2带区煤层特征305.1.3煤层顶底板岩石构造情况315.1.4水文地质315.1.5地质构造315.1.6地表情况315.2 带区巷道布置及生产系统315.2.1带区准备方式的确定325.2.2带区巷道布置3

3、25.2.3带区生产系统335.2.4带区内巷道掘进方法345.2.5带区生产能力及采出率346 采煤方法356.1采煤工艺方式366.1.1带区煤层特征及地质条件366.1.2 采煤工艺方式选择366.1.3回采工作面参数366.1.4回采工作面采煤机、刮板输送机选型376.1.5采煤工作面支护方式396.1.6端头支护及超前支护方式416.1.7各工艺过程注意事项426.1.8采煤工作面正规循环作业436.2 2106首采工作面回采巷道布置456.2.1回采巷道布置方式456.2.2回采巷道参数457 井下运输507.1概述507.1.1矿井设计生产能力及工作制度517.1.2煤层及煤质5

4、17.1.3运输距离和货载量517.1.4矿井运输系统517.2带区运输设备选择527.2.1设备选型原则527.2.2带区设备的选型527.2.3带区运输能力验算547.3大巷运输设备选择548 矿井提升558.1矿井提升概述558.2主井提升568.2.1箕斗568.2.2提升机568.2.3钢丝绳技术特征568.2.4提升能力验算578.3副井提升589 矿井通风及安全599.1矿井地质、开拓、开采概况599.1.1矿井地质概况599.1.2开拓方式609.2矿井通风系统的确定609.2.1矿井通风系统的基本要求609.2.2矿井通风方式的选择609.2.3矿井通风方法的选择619.2.

5、4带区通风系统的要求619.2.5带区通风方式的确定629.3矿井风量计算629.3.1通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定629.3.2各用风地点的用风量和矿井总用风量639.3.3风量分配669.4矿井阻力计算679.4.1计算原则679.4.2矿井最大阻力路线679.4.3计算矿井摩擦阻力和总阻力：689.4.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔689.5选择矿井通风设备729.5.1选择主要通风机729.5.2电动机选型759.6安全灾害的预防措施759.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施759.6.2预防井下火灾的措施769.6.3防水措施7610 设计矿井基本技术经济指标76参考文献7

6、8专题设计部分深井开采冲击矿压发生机理及预测与防治791 问题的提出792 国内外冲击矿压现状792.1国外现状792.1.1前苏联792.1.2波兰802.1.3德国802.2国内现状803 冲击矿压现象、特征及其分类813.1现象及特征813.2分类813.2.1根据原岩(煤)体应力状态不同，冲击矿压可分为三类823.2.2 根据冲击的显现强度，可分为四类：823.2.3根据震级温度和考虑抛出的煤量，可将冲击矿压，分为三级：823.2.4根据发生的地点和位置冲击矿压可分为两大类824 冲击矿压的影响因素824.1开采深度824.2煤岩的力学特征844.3项板岩层的结构特点844.4煤层厚度

7、及其变化844.5煤层分叉的影响854.6断层的影响854.7褶曲的影响864.8开采设计和开采顺序864.9上覆煤层工作面停采线的影响874.10上覆煤层残采区的影响874.11采空区的影响874.12老巷的影响884.13开采区域的影响885 深井开采冲击矿压发生机理分析895.1强度理论895.2刚度理论895.3能量理论895.4冲击倾向性理论905.5稳定性理论905.6目前研究现状906 冲击矿压的监测916.1煤岩冲击破坏的监测原理916.2冲击矿压分级预测技术926.2.1时空预测926.2.2冲击矿压危险性的分级预测936.2.3危险分级预测实施方案947 冲击矿压危险性的解

8、除措施957.1煤层注水957.2爆破卸压957.3钻孔卸压957.4定向爆破裂缝法957.5卸压巷卸压968 结论97参考文献：98翻译部分英文原文99中文译文106致谢112第145页1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区地理位置永城矿区陈四楼井田位于河南省永城市境内，为城厢、陈集、顺和乡所辖。井田中心南距永城老县城8 km；地理坐标：东经1162220，北纬300035。矿区北靠陇海铁路，东临京沪铁路，青（龙山) 阜（阳）铁路从矿区东南约20 km处穿过，西有京九铁路商阜段。永城老县城距商丘车站95 km，至徐州车站97 km，宿州车站74 km，其间均有柏油公路相连。区

9、内主要村镇之间亦有简易公路相通，交通运输堪称方便。详见矿区交通位置图1-1。1.1.2自然地理概况井田位于黄淮冲积平原东部，地势低洼平坦，自西北向东南微微倾斜，地面标高+32.49 m 至+36.50 m，一般在+32 m至+35 m之间，相对高差3 m左右。地表广为巨厚的新生界松散冲积物所覆盖。区内地表水系不甚发育，最大的河流沱河在井田南部2 km处流过。井田内用于灌溉的沟渠纵横交错。沱河属淮河水系，发源于商丘市东北之响河，向东南流入安徽省的新汴河，全长120 km，其流量受大气降水控制，年平均流量12 m3/s，有记载的最大流量384 m3/s（1963年）。本区属半湿润、半干旱的大陆性气

10、候，冬春干早，夏秋多雨，四季分明。据永城县气象站资料：气温：19741984年观测，月平均最高气温26.89 （7月份），最低-0.32 ，年平均卫14.3 。日最高气温41 (1959年7月30日)，最低-19 (1957年2月21日)。降雨量：最大降雨量1022.5 mm（1977年），最小为630.4 mm，年平均813.6 mm；日最大降雨量207 mm(1957年7月I4日)，一次最大降雨量为443.4 mm ( 1965年7月5日18日)。蒸发量：历年最大蒸发量1985.7 mm（1978年），最小1603.2 mm，(1975年)，平均1745.4 mm。相对湿度平均68%73.

11、16%。冬春季多西北风，夏季多东北风偶有东南风，最大风速183 m/s(1982年4月21日)。每年12月至翌年3月为降雪和冰冻期，最大冻土深度19 cm。据中国地震烈度表载，本区属六度地震区.河南省地震局受永城煤炭工业联合公司委托，提出“永城县地震基本烈度鉴定意见书” （84）豫震烈字第002号文)，该文在分析了地质构造及本区地震史之后，认为.“本区不可能发生六级左右地震，主要是受邻区强震影响，其地震基本烈度六度是最适宜的。”又提出“鉴于永城煤炭储量丰富，现已投入建井，将来发展远景可观，据此建议，对特别重要的工程和建筑物，可提高1度设防。”煤炭部基建司对陈四楼矿井方案设计审查意见明确：“建筑

12、物地震烈度均按6度设防，但对六大要害系统按7度的构造措施设计。”1.1.3矿区开发历史及生产建设规划矿区现有生产矿井葛店煤矿、新庄煤矿、车集煤矿等8处。另外，矿区已经逐步形成了煤矿产业链，除部分大件煤矿机械外，基本可以满足煤矿建设需要。1.1.4矿井建设的外部条件矿井工业场地至矿区集配站的铁路专用线正线里程15.86 km。新、老两条永砀公路，分别自工业场地两侧经过，将矿井工业场地与铁路干线和土产材料产地连通，交通条件较好。矿井永久电源由永城220 kV变电站供给。地方集资兴建的永城110 kV变电站，可作为本矿井建井期的施工电源。为确保施工安全，另一回电源可取自新庄矿井。矿区热电站应尽快建设

13、。经初步勘探证实，上第三系孔隙承压水，无论其水量和水质均可满足本矿井永久水源的要求。矿区北部的芒山生产白灰、石子、料石等土产材料。水泥、钢材木材等建材亦可通过公路运至本矿。矿井建设的外部条件比较优越、可靠。1.2 井田地质特征1.2.1地层永城煤田为华北型沉积，地层分区属华北区、鲁西分区、徐州小区的范畴。本井田无基岩出露，全都被新生界冲积层所覆盖，缺失上奥陶统至下石炭统、三迭系至第三系古新统两段。钻探揭露的基岩地层上至石千峰组（平顶山砂岩)，下至中奥陶统马家沟灰岩，厚度约1100 m。自下而上叙述如下:1、中奥陶统马家沟组(O2m)，由白云质灰岩、灰岩组成，井田内揭露厚度3045.20 m。2

14、、石炭系(C23)，假整合于中奥陶统之上；中统本溪组（C2b)，由铝质泥岩及山西式铁矿组成，厚度222 m，平均8.78 m；上统太原组（C3t），由911层薄至中厚层状灰岩和泥岩、砂质泥岩及粉、砂岩组成，间夹不可采煤层35层，厚度93164 m，平均133 m；3、二迭系(P)，揭露厚度961.2 m，下统齐全，上统K6标志层以上多被剥蚀；下石盒子组（P1x），厚度48.63112.27 m，平均74.92 m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及三煤组组成，以K5砂岩标志层底界与上石盒子分界；山西组（P1S），厚度89.94131.78 m，平均106.43 m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。二2煤层赋存于中部，下以K3灰岩标志层顶界与石炭系分界，上以K4鲕状铝质泥岩底界与下石盒子组分界；上石盒子组（P2s），钻孔穿见厚度728.98 m，共分四段，每段底部都以一层稳定的砂岩标志层相分界（K5K9），其基岩组成也是以泥岩、