沁新矿400万吨新井设计.docx

1、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矿区自然地理概况21.1.3矿区外部条件21.1.4邻近矿井及小窑破坏情况21.2 井田地质特征31.2.1地层31.2.2地质构造41.2.3水文地质71.2.4环境地质81.3 煤层特征91.3.1煤层91.3.2 煤质101.3.3 开采技术条件122 井田境界和储量142.1井田边界142.1.1 井田范围142.1.2 井田界限142.2井田地质勘探142.3 矿井工业储量142.3.1 构造类型142.3.2煤层稳定类型142.3.3 矿井工业储量142.4 矿井可采储量162.4.1 工

2、业广场保护煤柱172.4.2 井田边界保护煤柱182.4.3大巷保护煤柱192.4.4井筒保护煤柱192.4.5矿井设计可采储量193 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限213.1 矿井工作制度213.2矿井设计生产能力及服务年限213.2.1确定依据213.2.2矿井设计生产能力213.2.3矿井服务年限214 井田开拓234.1 井田开拓的基本问题234.1.1井筒形式的确定234.1.2 井筒数目、位置244.1.3 工业场地的位置244.1.4开采水平的确定及带（采）区划分244.1.5 主要开拓巷道244.1.6方案对比264.2矿井基本巷道314.2.1 井筒314.2.2井底车

3、场及硐室324.2.3主要开拓巷道335 准备方式盘区巷道布置395.1煤层地质特征395.1.1盘区位置395.1.2 盘区煤层特征395.1.3 煤层顶底板岩层构造情况395.1.4 水文地质395.1.5地质构造395.1.6地表情况395.2 盘区巷道布置及生产系统395.2.1盘区准备方式的确定395.2.2盘区巷道布置405.2.3盘区生产系统415.2.4盘区巷道掘进415.2.5盘区生产能力及采出率425.3 盘区车场436采煤方法446.1采煤工艺方式446.1.1盘区煤层特征及地质条件446.1.2确定采煤工艺方式446.1.3回采工作面参数456.1.4综采放顶煤工作面设

4、备选型及配套456.1.5工作面端头支护和超前支护506.1.6各工艺过程注意事项526.1.7循环图表、劳动组织、主要技术经济指标536.1.8 综合机械化采煤过程中应注意事项566.2回采巷道布置576.2.1回采巷道布置方式576.2.2回采巷道参数577 井下运输597.1概述597.1.1 井下运输原始数据597.1.2 井下运输系统597.2 煤炭运输方式和设备的选择597.2.1 煤炭运输方式的选择597.2.2盘区煤炭运输设备选型及验算607.2.3 运输大巷设备选择627.3 辅助运输方式和设备选择627.3.1 辅助运输方式选择627.3.2 辅助运输设备选择628 矿井提

5、升668.1矿井提升概述668.2主副井提升668.2.1主斜井提升668.2.2副斜井提升设备选型678.2.3井上下人员运送689 矿井通风与安全709.1 矿井概况、开拓方式及开采方法709.1.1 矿井地质概况709.1.2 开拓方式709.1.3 开采方法709.1.4 变电所、充电硐室、火药库709.1.5 工作制、人数709.2 矿井通风系统的确定709.2.1 矿井通风系统的基本要求709.2.2矿井通风方式的选择719.2.3矿井主要通风机工作方式的选择719.2.4盘区通风系统的要求729.2.5工作面通风方式的选择729.3矿井风量计算739.3.1 工作面所需风量的计算

6、739.3.2 备用面需风量的计算759.3.3 掘进工作面需风量759.3.4 硐室需风量769.3.5 其它巷道所需风量769.3.6 矿井总风量计算769.3.7 风量分配779.3.8通风构筑物789.4 矿井通风阻力计算789.4.1 容易和困难时期矿井最大阻力路线确定789.4.2 矿井通风阻力计算829.4.3 矿井通风总阻力计算839.4.4 矿井总风阻和等积孔计算839.5 选择矿井通风设备839.5.1 选择主要通风机839.5.2 电动机选型859.6安全灾害的预防措施879.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施879.6.2预防井下火灾的措施879.6.3防水措施8710 矿

7、井基本技术经济指标88参考文献89专题部分锚杆锚索预紧力在巷道支护中的作用900 引言901 锚杆预紧力的作用机理902岩土工程数值模拟的分类及其计算原理912.1 ANSYS912.2 FLAC/FLAC3D912.3 UDEC923 锚杆-锚索联合支护预应力场扩散规律数值模拟933.1模型建立933.2模型边界条件及模拟方案953.3预应力场分布特征及规律954 预紧力在巷道支护中的作用效果模拟1014.1模型的建立1014.2模型边界条件及模拟方案1024.3 不同预紧力条件下支护效果分析1025 结语103附录1 预应力场分布研究FLAC3D源代码（以A1方案为例）104附录2 Tec

8、plot软件对FLAC3D结果后处理步骤106附录3 快速应力边界法（S-B法）地应力的生成FLAC3D源代码107附录4 原岩应力下巷道模型计算FLAC3D源代码（以B1方案为例）109翻译部分英文原文113中文译文119孤岛工作面沿空巷道围岩变形与控制技术1191 引言1192 孤岛工作面沿空巷道围岩变形机理1194 工程案例1205 结论122致 谢1241 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区地理位置沁新煤矿位于山西省沁源县西部西部李元乡境内，东距沁源县城17km。其地理坐标为东经11210101121225，北纬363235363445。沁（源）洪（洞）公路从矿区北部通

9、过，向东17km至沁源县城接汾（阳）屯（留）二级公路及沁（沁源）沁（沁县）铁路，距太焦线沁县火车站76km，距309国道张店镇54km，距南同蒲铁路介休市100km、平遥县城105km，交通极为便利。图1.1交通位置图1.1.2矿区自然地理概况1、地形、地貌、河流本井田位于太岳山东源，属中、低山区。本区基本为基岩裸露区，但地层多被植被覆盖。区内山高沟深，地形复杂，最高点在井田中部摇岭湾，高程1423.6m，最低点位于井田东北部河床，高程1152.0m，相对高差271.60m。井田内沟谷发育，并呈放射状展布。本区属沁河水系，井田内无大的河流通过，东北部沟谷水流入狼尾河，西南部沟谷水流入柏子河，均

10、为季节性河流。井田内历年最高洪水位线1149.5m，井口均位于洪水位线以上。2、气象与地震本区属大陆性气候，四季分明，昼夜温差较大。据沁源县19881997年观测资料，年平均气温 8.6，最高气温可达35.6（1995年7月5日），最低气温-25.8（1990年2 月1 日）。年平均降水量 634.0mm，年平均蒸发量为1547.2mm，蒸发量大于降水量。结冰期为10月下旬至次年3月中旬，最大冻土深度为800mm（1993年）。夏、秋季多东南风，冬、春季多西北风，最大风速14m/s。根据山西省地震基本烈度区划图，本区地震烈度为7度。3、自然灾害本地区主要的自然灾害有大风天气、强降水、地震、山体

11、滑坡等，矿方应根据实际情况采取相应的预防治理措施。1.1.3矿区外部条件1、水源条件本矿现有深井一座，水量丰富，能够满足矿井用水需要。另外井下排水经地面井下水处理站处理后，可作为井下消防洒水及地面防尘洒水用水水源，矿井水源可靠。在井田北部沟谷开采砂砾石层潜水，仅能解决小部分民用水，浅部砂岩裂隙水水源量有限，可以满足部分矿井生产用水，理想供水可选可选择奥灰岩溶水作为永久供水水源，如114队施工的奥灰水源孔，水位降深1.90m时,单井涌水量达1236m3/d,含水丰富,水量是有保证的,水质经沁源县卫生防疫站检验科化验，除肉眼可见物、大肠杆菌超标外，其它指标皆符合生活饮用水标准，因此，以奥灰岩溶水作

12、为矿井供水水源是有可靠保证的。2、电源条件本矿井供电电源丰富，距矿井4.5km有南山35kV变电站，在公司内部还建有沁新公司35kV变电站和公司矸石发电厂，沁新公司35kV变电所主要服务于公司及沁新煤矿用电，矿井供电电源可靠。1.1.4邻近矿井及小窑破坏情况本井田北部为山西通州集团留神峪煤业有限公司，西部为五一煤矿，南部为太岳煤矿，东部为山西沁新能源集团股份有限公司新源煤矿，井田四邻各煤矿均未发现越界开采现象。邻近矿井开采情况分述如下：山西通州集团留神峪煤业有限公司：采用3对斜井开拓2号煤层。现生产能力1.50Mt/a。1号井1971年10月建井，1982年投产，主斜井采用串车提升，辅助运输采

13、用无极绳绞车运输，水平巷为胶带输送机运煤，工作面采用刮板输送机运煤，采煤方法为长壁综采，采用单体液压支柱和金属摩擦支柱支护。瓦斯相对涌出量12.5317.04m3/t，属高瓦斯矿井。新源煤矿：开采山西组2号煤层，斜井开拓，现生产能力1.20Mt/a，已开采范围主要集中在井田西部，采煤方法为综采，井下煤炭运输采用可伸缩胶带输送机，大巷辅助运输采用无极绳绞车牵引矿车运输。太岳煤矿：设计生产能力1.50Mt/a，长壁综采采煤方法，井筒和井下巷道均采用胶带输送机运煤。五一煤矿：生产规模较小，井田边界与矿井西采区接壤。1.2 井田地质特征1.2.1地层本矿区位于沁水煤田的西部边缘，霍山隆起的东侧。矿区内

14、地层出露较好，区内出露的地层由西北向东南依次为下石盒子组上段，上石盒子组下段、中段，第四系更新统及全新统地层以角度不整合零星覆盖于区内各时代地层之上。现结合矿区内及附近钻孔揭露资料，对矿区内的地层自下而上分述如下：1、奥陶系(O)1)奥陶系中统峰峰组(O2f)为煤系地层的沉积基底。岩性主要为深灰色石灰岩、角砾状泥灰岩及泥质白云岩，下部夹似层状石膏，上部方解石细脉发育，具铁质浸染现象。2、石炭系(C)1)中统本溪组(C2b)与下伏峰峰组呈平行不整合接触。该组厚度12.23-25.70m，平均19.19m，岩性以灰、灰白色铝质泥岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩为主夹石灰岩及薄煤层，底部多为以结核状黄铁矿为主的铁铝质岩。本组含植物化石鳞木、芦木及动物化石蜓科。2)上统太原组(C3t)为主要含煤地层之一，与下伏本溪组呈整合接触。厚度101.79-119.10m，平均111.51m。由泥岩、粉砂岩、砂岩及石灰岩和煤层组成。按岩性组合可将本组分为上、中、下三段，各段特征详见本节含煤地层部分。3、二叠系(P)1)下统山西组(P1s)为主要含煤地层之一，与下伏太原组呈整合接触，厚度44.50-54.38m，平