1、目 录一般部分11矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1井田位置、范围和交通位置11.1.2地形地貌11.1.3河流水系21.1.4矿区的气候条件21.1.5水源、电源21.1.6工农业生产和原料21.2井田地质特征21.2.1煤系地层概述、勘探程度21.2.2井田地质构造41.2.3井田水文地质特征41.2.4地温41.3煤层特征41.3.1煤层特征41.3.2可采煤层特征41.3.3煤层围岩性质51.3.4煤的特征52.1井田境界92.1.1井田边界92.1.2井田范围92.2矿井工业储量92.2.1钻探工程量102.2.2矿井地质储量计算102.2.3矿井工业储量计算112.
2、3矿井可采储量122.3.1煤柱的留设123矿井工作制度、设计生产能力及服务年限153.1矿井工作制度153.1.1矿井工作制度的确定153.1.2矿井每昼夜净提升小时数的确定153.2矿井设计生产能力及服务年限153.2.1确定依据153.2.2矿井生产能力的确定153.2.3矿井及第一水平服务年限的核算154井田开拓174.1井田开拓的基本问题174.1.1井筒形式及数目的确定174.1.2井筒位置的确定174.1.3工业场地位置、形式和面积184.1.4开采水平的确定184.2矿井基本巷道314.2.1井筒314.2.2井底车场314.3主要开拓巷道324.3.1主要开拓巷道324.3.
3、2巷道的支护方式335准备方式-采区巷道布置415.1煤层的地质特征415.1.1煤层埋藏条件415.1.2煤质与地质情况415.2采区巷道布置及生产系统425.2.1采区数目及位置425.2.2采区走向长度的确定425.2.3煤柱尺寸的确定425.2.4采区上山布置435.2.5区段平巷的布置435.2.6采区内工作面的接替顺序435.2.7采区生产系统435.2.8巷道掘进445.2.9采区生产能力445.2.10采区采出率445.3采区车场选型455.3.1采区上部车场选型455.3.2采区中部车场选型455.3.3采区下部车场选型455.3.4采区主要硐室476采煤方法496.1采煤工
4、艺方式496.1.1采煤工艺的确定496.1.2机械化程度496.1.3确定回采工作面长度、工作面推进方向和推进度506.1.4采煤工艺及设备506.1.5端头支护及超前支护方式526.1.6采煤工艺536.1.7各工艺过程安全注意事项566.1.8工作面劳动组织和作业循环图表576.1.9主要技术经济指标586.2回采巷道布置596.2.1确定回采巷道布置形式596.2.2回采巷道支护597井下运输617.1概述617.1.1井下运输设计的原始条件和数据617.1.2井下运输系统617.2采区运输设备选择617.2.1设备选型原则：617.2.2运输设备的运输能力验算637.3采区绞车的运输
5、能力验算647.3.1绞车运输能力验算647.4大巷运输设备选择677.5辅助运输大巷设备选择678矿井提升698.1概述698.2主副井提升699矿井通风及安全719.1矿井通风系统选择719.1.1矿井概况719.1.2选择矿井通风系统原则719.1.3确定矿井的通风方式729.1.4通风方法的确定759.1.5采区通风759.1.6工作面通风系统769.1.7矿井通风网络789.1.8通风系统立体图与网络图789.2矿井风量计算829.2.1回采面所需风量的计算839.2.2掘进工作面需风量849.2.3硐室需风量859.2.4其它巷道所需风量Qd859.2.5矿井总风量及其分配869.
6、3矿井通风阻力计算869.3.1矿井通风阻力879.3.2矿井总风阻、等级孔计算909.4矿井主要通风机选型919.4.1矿井自然风压919.4.2主要通风机选型929.4.3电动机选型939.4.4矿井主要通风设备的配置及要求949.5防止特殊灾害时期的安全措施969.5.1瓦斯管理措施969.5.2煤尘的防治969.5.3预防井下火灾的措施969.5.4预防井下水灾的措施9610矿井基本技术经济指标97参考文献99专题部分100浅析综放沿空掘巷围岩稳定性及其控制101摘要101关键词：1010 引言1011 国内外研究现状1021.1沿空掘巷矿压显现规律研究现状1021.2沿空掘巷围岩控制
7、与支护技术研究现状1022 沿空掘巷围岩控制理论研究1052.1沿空掘巷围岩变形破坏机理分析1052.1.1煤层巷道失稳力学机理1052.1.2 综放沿空巷道破坏形式1062.2 沿空掘巷合理位置的选择1072.3 煤柱宽度理论分析1082.3.1煤柱极限强度计算1082.3.2煤柱承受荷载的计算1092.3.3 合理煤柱宽度的弹塑性力学分析1092.4本章小结1103 倾斜煤层沿空掘巷围岩控制及支护技术数值模拟研究1113.1数值模拟方法概述及 FLAC 有限差分程序简介1113.2沿空巷道围岩稳定性数值模拟研究1113.2.1数值模型的建立1113.2.2采空区侧向支撑压力分布规律研究11
8、13.2.3沿空巷道围岩稳定性研究1123.3 沿空掘巷围岩控制技术数值模拟研究1143.3.1 模拟方案确定1143.3.2数值模拟结果分析1143.4 本章小结115结论116参考文献117翻译部分118英文原文:119中文译文126致 谢131一般部分一般部分1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1井田位置、范围和交通位置范各庄井田位于开平向斜东南翼，东部煤层潜伏露头线为界，西及西南部与钱家营矿业分公司相邻，北部与吕家坨为界，西部以-800m等高线与吕家坨为界，井田南北走向长度6.87 km,东西最大倾斜长3.62 km，全井田总面积为20.79 km2。开采深度标高为-100
9、m-800 m。图1-1范各庄矿交通位置图范各庄矿业分公司坐落在华北著名工业重镇唐山市的古冶区境内，位于燕山南麓、渤海之滨的京津唐经济圈，地理坐标为东径11328，北纬3933。东有最大能源港-秦皇岛港，西有塘沽新港，南有京唐港及正在施工建设的中国最大的内陆深水港曹妃甸港，海运极为便利；北距京山铁路古冶火车站10.2公里，并有专用铁路衔接。与吕家坨矿业分公司、林西矿业分公司、钱家营矿业分公司、唐家庄矿业分公司、赵各庄矿业分公司、铁拓集团、热电公司均有铁路连接。区内有古倴公路横贯东西，向南至唐港高速公路，向北12公里至205国道并与京沈高速公路相连。见范各庄矿交通位置图1-1。1.1.2地形地貌
10、范各庄井田为广阔的第四系冲积层所覆盖，地貌简单，地表平坦，地势呈现北高南低，地表坡度12，地表标高海拨+25+33 m。1.1.3河流水系井田西部有沙河流过，流向大致与地层走向平行。沙河为季节性河流，冬季河水近似干枯，只有林西、唐家庄等矿排放水流过。夏季流量显著增加，1965年测得沙河洪峰流量为142.8 m3/s，流速1.69 m/s。历史最高洪水位29.5 m。1.1.4矿区的气候条件唐山地区气候属半大陆性，夏季炎热多雨，冬季严寒凛烈，气温变化较大。根据唐山市气象局19591999年气象资料，历年平均气温17.9，最高气温40.3，最低气温-18.3。历年平均降水量为708.14mm，年最
11、大降水量为1263.8 mm。区内冬季多北风，夏季多南风，最大风速16 m/s。冰冻期为十一月至次年三月，最大冻土深度0.27 m。1.1.5水源、电源1、根据地质资料及现场实际，本矿区以裂隙含水层及孔隙含水层为主，岩溶裂隙含水层局部发育。矿井充水因素除砂岩裂隙含水层外，奥陶岩溶水亦为本矿永久水源，但奥陶水水质有待化验分析。沙河水为本区农业灌溉河居民生活用水的主要来源，可做为矿井临时生活用水水源。2、本矿的主供电电源取自华北电网吕家坨变电站35kV输电线和林西发电厂35kV输电线。1.1.6工农业生产和原料矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、水稻、花生，间杂有果园、菜园和苗圃等，以奶
12、牛为主的畜牧业也较发达。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。1.2井田地质特征1.2.1煤系地层概述、勘探程度开平煤田位于燕山南麓，煤系地层为石炭二迭系。开平主向斜是煤田的主要构造骨架，呈复式向斜构造。向斜的总体轴向为NE向，自古冶以北主向斜轴逐渐转为东西向。向斜两翼不对称，西北翼地层倾角比较大，局部地层倒转，发育落差及走向长度较大的逆断层或逆掩断层；东南翼地层倾角比较平缓，由北往南发育两组轴向与主向斜轴斜交或直交的短轴倾伏褶皱构造：一组由杜军庄背斜、黑鸭子向斜、吕家坨背斜、塔坨向斜、毕各庄向斜及南阳庄
13、背斜等组成；另一组出现在宋家营以南，由李新庄向斜、刘唐堡背斜组成，其规模不如前者。东南翼断层不很发育，规模亦较小，多见于褶皱构造的轴部，正断层较多，逆断层较少。全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，施工地面地质孔5个，进尺2737.35 m，井下地质孔201个，进尺13237.17 m；地面水文地质探查孔13个，进尺8055.14 m，井下水文孔210个，进尺22496 m。煤系地层为石炭系、二叠系组成，总厚度500 m左右。煤系基底为奥陶系石灰岩，上部为第四系冲积层，北部大约50 m，向南逐步加厚至毕各庄，厚约500 m。井田主要可采煤层为：11s、12s、半共计2个煤
14、层。单一煤层有：11s、12s煤层。范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二迭统的大苗庄组、唐家庄组。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二迭统古冶组陆相碎屑岩。含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。1、唐山组属石炭系中统。直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接触，平均厚度约56米。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为鲕状铝土质泥岩（G层），含K1、K2、K3三层灰岩，以K3灰岩发育较好，层位稳定，厚度一般为2.53.2米，称为唐山灰岩。含13层不稳定的薄煤线。2、开平组属石炭系上统。上部止于赵各庄灰岩（K6）顶板，下起唐山灰岩顶板，本组厚度约52米。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之，含K4、K5、K6三层质地不匀的薄层灰岩和一层局部可采的14煤层。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著减少，含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结核均较发育。3、赵各庄组属石炭系上统。上部以11煤层顶板为界，下伏开平组，厚度约86米，为主要含煤地层之一。岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。含一层可采煤层
