1、 目 录第一部分 王楼煤矿16上煤开拓设计1矿井概述11.1矿井概况11.2 井田地质及煤层特征41.3井田开拓方式111.4 矿井开拓延深的必要性202 开采范围与生产能力232.1 开采范围与储量232.2 生产能力与服务年限233 井田开拓253.1 水平延深方案的选择253.2 井筒及井底车场403.3 水平接续时的技术措施464 采区设计474.1 采区地质特征474.2 采区生产能力及服务年限524.3 采煤方法及采区参数524.4 采区巷道布置574.5采区车场及硐室684.6采煤工作面配备和生产能力验算694.7采掘工作705通风与安全855.1矿井通风855.2井下灾害预防9
2、16主要生产系统设备选型1006.1提升设备1006.2通风设备1026.3排水与供电设备1036.4压风与通信设备1047 劳动定员及主要技术经济指标1067.1劳动定员1067.2主要技术经济指标107第二部分 大采高工作面顶板破断结构与支护方法研究1 绪论109 1.1课题来源及研究意义109 1.2 国内外研究现状1102大采高工作面顶板破断结构与模拟研究113 2.1 模型建立113 2.2 数值模拟结果分析1133 大采高工作面支护方法研究117 3.1 大采高工作面支架受力力学模型117 3.2 大采高工作面支架选型安全性119 3.3 大采高工作面压架防治措施1244 结论12
3、6参考文献128致谢131附录132第一部分王楼煤矿16上煤开拓设计摘要王楼煤矿是临矿集团在济宁开发建设的现代化矿井，位于山东省济宁市南部。矿井主要可采煤层为3煤、10煤、12煤、16煤、17煤，主采3煤层。随着主采煤层的资源枯竭，为了保证煤矿的正常生产，延长矿井服务年限，取得最佳经济效益，决定进行上、下组煤的合理配采，开采二水平16煤，对16煤东南区域进行开拓设计。本设计通过对王楼煤矿井田地质及煤层特征的分析，依据现行井田开采方法及煤层顶低底板地质条件，根据16煤的开采范围，计算出16煤的可采储量为5802.4万t，生产能力90万ta和服务年限46.1 a，并对16煤的井田开拓提出方案三个开
4、拓方案。方案一：新开东部主副井至-450m水平，布置东翼、西翼轨道和运输大巷进行开采，同时利用原有主副井对-700m水平进行开采；方案二：新开东部进风回风井至-450m水平，开拓巷道对-700m和-450m水平进行开采，进风井辅助运输；方案三：在原主副井的基础上，布置巷道对-700m进行开采，开拓4对暗斜井对-450m水平进行开采。经过技术经济比较，采用方案一作为最终开拓方案。根据16煤的实际情况，本设计对16煤东南区域进行设计，分析采区地质条件，对采区提出三个合理的巷道布置方案。方案一：单翼开采布置；方案二：双翼开采布置；方案三：两组单翼开采布置。经过技术经济比较，采用方案二作为最终布置方案
5、，并对其进行工作面布置。此外，根据通风条件，提出切实可行的技术安全措施，并对主要生产系统进行选型计算。关键词：开拓设计；储量计算；生产能力；采区设计；矿井通风 ABSTRACTWanglou Coal Mine is the modern medium mine of LinYi Mining Group， which completes in the JiNing area goes into production，located in the south of Jining of Shandong Province. The main coal seam of the shaft is 3
6、 coal， 10 coal，12 coal，16 coal and 17 coal. It mine the third coal seam at first. As the main resource exhaustion, coal mine，in order to guarantee the normal production and extend the service life of mine，obtain the best value for money， so we decided to exploit the second level 16 coal，and carried
7、out the 16 east and south wings area coal headquarters area developing Design. The design through constructs the coal mine field geology and the coal bed characteristic analysis of Wang lou，the basis present well field method of exploitation and the coal bed goes against the low ledger wall geologic
8、al condition，according to under group coal mining scope，calculates under the group coal reserves is 5802.4 million tons，productivity is 90million tons every year and the service life is 46.1 year.And proposes the three method to under group coal well field development.The first method: new Eastern m
9、ain shaft to - 450m level, layout, east wing, west wing rail and transportation roadway mining, at the same time using the original main shaft mining on the level of -700m; the second method: new into eastern wind return air shaft to the - 450m level and development roadway of -700m and - 450m level
10、 mining, downcast shaft assistance transportation; the third method: on the basis of the owner of the auxiliary shaft, roadway layout of -700m for mining, development of 4 subinclined shaft of - 450m level mining. After comparison of technology and economy, The first method is adopted as the final d
11、evelopment scheme. According to the actual situation of the 16 coal，this design for the next group of coal mining area east and south wings of the design，Analysis of the geological conditions of mining area，Put forward three reasonable roadway layout of mining area. Scheme one: one side mining layou
12、t; Scheme two: two wings mining layout; Scheme three: two group wing mining layout. After comparison of technology and economy, scheme two is used as the final layout, and the layout of its working surface is carried out. In addition，under the ventilation conditions， the technical and practical safe
13、ty measures,and the main production system selection calculation.Key words: Development design；Reserve calculation；Production capacity； Mining area design；Mine ventilation. 1矿井概述1.1矿井概况1.1.1 矿井位置及交通1）矿井地理位置王楼煤矿位于济宁煤田的南部，济宁市南郊，行政区划属山东省济宁市任城区管辖。地理坐标为东经1163011640，北纬35073515。2）交通状况王楼煤矿中心距济宁市25km，交通方便，铁路
14、、公路及水路运输均图1.1 交通位置图很发达。自济宁向东距京沪铁路兖州站32km，再往东经临沂可至日照港。由济宁至菏泽与京九铁路接轨。区内公路四通八达，济宁鱼台公路自井田西部穿过，区内乡村级公路成网；兖(州)新(乡)铁路及日(日照)东(东明)高速公路从本井田北部的济宁市通过。京杭运河自北而南从王楼井田东部穿过，是水上运输要道。著名的京杭大运河由北向南流经济宁市构成重要的水上运输要道，河宽6080m，平均水深2m ，全年除一、二月份因水浅不能通航外，其余时间均可通航。根据水利交通部门规划，京杭运河将建成为南北水上运输的主要航道。经疏通后年通过能力为2500万t。交通位置见图1.1所示。1.1.2
15、 自然地理1）地形地貌本矿井内由滨湖平原及湖区构成。滨湖平原地形平坦，地势西高东低，地面标高为33.2034.90m，平均高程为34.01m，自然地形坡度为0.03%；湖区标高为31.5033.50m，局部高度达35.80m。2）河流水系本区水系发育，大部分为南阳湖覆盖，湖区面积约占全井田面积的55%，是附近地表水系的汇聚地。历年最低湖水位32.32m(1962年6月17日)，最高湖水位36.89m(1964年9月15日)，防洪水位36.00m。湖西坝顶最低高程39.00m，坝顶宽约6m。1957年最高洪水位36.54m，根据文献记载分析，1957年洪水位重现期已接近百年一遇。井田内主要河流自南而北有新万福河、蔡河、洙赵新河等，它们以湖盆为中心，汇入南阳湖，均为引湖、排涝为目的的人工河渠。洙赵新河位于井田北部，自北西向南东穿过初期采区经候楼村南侧流入南阳湖，河床宽约200m，汛期最大流量1584m3/s，最小至断流。3）气候状况本矿区气候温和，属温带季风区海洋大陆性气候。据济宁气象站1959年1月到1998年11月的观测资料：气温：历年平均气温13.5，月平均最高气温34.3（1
