1、目 录一般部分1 矿井概况与地质特征11.1 矿井概况11.2 井田地质特征31.3 煤层特征62 井田境界和储量92.1 井田境界92.2 井田工业储量93 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限143.1 矿井工作制度143.2 矿井设计生产能力及服务年限144 井田开拓164.1 井田开拓的基本问题164.2 方案比较194.3 矿井基本巷道235 准备方式采区准备方式345.1 煤层地质特征345.2 采区巷道布置及生产系统355.3 采区车场选型设计396 采煤方法426.1采煤工艺方式426.2回采巷道布置527 井下运输557.1概述557.2采区运输设备选择567.3大巷运输设备
2、选588 矿井提升618.1矿井提升概述618.2主副井提升619 矿井通风安全659.1 选择矿井通风系统659.2采区及全矿所需风量699.3矿井通风总阻力计算729.4选择矿井通风设备799.5防止特殊灾害的安全措施8210 设计矿井基本技术经济指标85参考文献86专题部分松软顶板稳定原理分析871 软岩巷道围岩控制原则871.1对症下药原则871.2塑性圈原则871.3 提高围岩自稳能力原则871.4 联合支护原则871.5大断面及避开最大水平应力原则872 软岩巷道支护实例882.1巷道地质条件与原有支护882.2巷道破坏原因分析882. 3巷道支护措施改进882. 4巷道支护措施改
3、进后的效果893 支护技术913.1支护方式的选择913.2锚网带支护加固原理913.3锚固形式选择913.4合理锚杆参数的确定914 深部沿空留巷的数值模拟分析934.1 模型建立934.2 巷道围岩变形与应力分布特征分析945 深部沿空留巷支护井下试验965.1 沿空留巷支护设计965.2 井下监测与支护效果分析996 深部沿空留巷的支护原则与建议1056.1 深部沿空留巷的支护原则1056.2 存在的问题与改进建议1057 结 论1077. 1 合理确定开拓布局1077. 2 优化支护设计1077. 3 优化巷道断面形状1077. 4开拓巷道围岩控制主要途径107翻译部分英文原文109N
4、UMERICAL SIMULATION OF COAL FLOOR FAULT ACTIVATION INFLUENCED BY MINING109中文译文116采矿对煤层底板断层活化影响的数值模拟1161简介1162数值计算模型的形成1163数值模拟结果与分析1174结论119致 谢1221361 矿井概况与地质特征1.1 矿井概况1.1.1 地理位置与交通新庄矿位于豫、皖两省交接的永城市东部，行政区划分苗桥、茴村两乡管辖，主管部门为河南省神火集团，井田东部及北部以人为边界与安徽皖北矿务局刘桥二矿分界，西以王庄断层（F21)与葛店煤矿毗邻，南至煤层露头线。矿井范围由11个边界拐点连线圈定，其
5、边界拐点坐标见表1.11。南北长约7.5 Km东西宽约3 Km，面积约22.5 Km2。地理位置为东经1163715，北纬335525。表1.11 新庄煤矿边界拐点坐标一览表拐点直 角 坐 标拐点直 角 坐 标经 距（Y）纬 距（X）经 距（Y）纬 距（X）139465400376196073946640037526802394658403761920839464240375382033946670037612509394632803752800439466984376020010394631603753830539466220375360011394637003755470639466640
6、3753110该矿西至永城市24Km，东距安徽省淮北市19 Km，西北120 Km可达京九、陇海西两主干铁路的交通枢纽-商丘车站，东北94 Km到津浦、陇海两铁路之枢纽-徐州车站，矿区内部有专用运煤铁路与陇海铁路相连，省道永淮公路从矿区穿过，矿区内公路、铁路纵横交错，四通八达，交通十分便利。优越的地理位置为煤炭市场的开发创造了得天独厚的条件。交通位置图见图111。 图1.1.1 矿井交通位置图1.1.2 地形地貌本区属于黄淮冲积平原，区内地势平坦，地面标高+30.3m左右，井田南约6 Km有沱河向东注入安徽省的新汴河，中南部有王引河，最大排洪量12.278 S/m3。1973年7月14日最高水
7、位：王引河+30.63m，水深2.7m左右；曹沟+30.42m，水深1.96m。王引河、曹沟均属人工渠道，水位随季节变化，冬季有干涸现象。工业广场的附近一带历史最高水位标高不大于+31.69m。矿区开发建设的过程中逐步完善排涝工程，内涝基本解除，地表水对矿井开采及矿区建设没有危害。 1.1.3 水系水源条件本区属淮河水系，区内无地表水体，自北而南有曹沟，王引河、运粮河等三条季节性小河，自西北向东南流入安徽省境内汇于淮河。因地势平坦，一般河谷宽缓，河床较浅，水流坡度很小。雨季洪水期，近河低洼地段常积水内涝成灾；据永城市水利局资料，1963年汛期，在二牛、黄饭棚、大小新庄一带积水深0.51.0m。
8、最高洪水位31.79m。干旱季节，河水位一般低于地下水位，成为排泄地下水的渠道。矿井用水主要分为地面用水和井下用水。地面用水主要是由二眼水源井及一座水厂来供应；井下降尘用水采用井下排水经处理后再返回井下。1.1.4 气象及地震本矿区属半干燥大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季干燥寒冷，四季气候变化分明。据永城市气象站资料，年平均气温14.2，绝对最高气温41.5(1966年7月18日)，最低气温23.4(1969年2月5日)；年平均降雨量847.66mm，年最大降雨量1518.6mm（1963年），年最小降雨量537.7mm（1966年），降雨量多集中于68月份，占全年降雨量的50%；年平均蒸发量1
9、807.4mm，年最大蒸发量2290.4mm（1966年），结冰期一般在11月翌年3月，最大冻土深度为21cm（1977年）；夏季多东南南风，冬季多西北北风，年平均风速3.4m/s；最大风速20m/s。冬季12月至翌年3月为降雪期，11月至翌年4月为冻土期，最大冻土厚度为19cm。据中国地震目录第二集（1960年版）记载，自公元925年以来，安徽省肖县、宿县一带微震频繁，强震不断，曾发生强烈地震38次，其中1668年郯城发生8.5级强烈地震。本区位于郯（城）庐（江）地震影响带，根据国家质量技术监督局发布的“中华人民共和国国家标准GB183062001中国地震动参数区划图（河南省部分）”本区地震
10、动峰值加速度为0.05g，地震烈度为度。1.1.5 矿区电源条件及通讯条件 永城市工业较为发达，电源条件好，矿区有多座电厂和变电站，可满足矿井用电。矿井采用双回路供电，一路来自永城电厂，另一路来自淮北渠沟变电站。原设计矿井工业场地及北风井场地的35kV变电所3路进线电源分别为沱新线、葛新线和渠新线；渠新线来自淮北渠沟变电所，距离新庄矿30km；沱新线来自永城沱滨变电所，距离新庄矿24km。葛新线为新庄矿与葛店矿的互备用电源架空线，长度5km。矿井35kV架空电源线皆为LGS-120型。技改工程实施时，矿井工业场地的35kV变电所3路进线电源分别改为来自沱新线、新双线、新风线；沱新线来自永城沱滨
11、变电所，距离新庄煤矿24km；新双线为新庄煤矿与葛店煤矿双庙站的互备电源架空线路，长度为1.8km；新风线为新庄煤矿与北风井场地的互备用电架空电源线路，长度为4.6km。北风井场地35kV变电所2路进线电源分别改为来自光新风线和新风线；光新风线来自神火光明变电所，距离北风井11.2km。矿井架空电源线沱新线为LGJ-185型，光新风线、新双线为LGJX-240型，新风线为LGJ-120型。1.1.6 主要建筑材料供应条件矿区位于豫东大平原上的人口稠密区，劳动力资源比较丰富。土产建筑材料砖、瓦、石子和料石均可就地供应，钢材、木材和水泥等物资可经公路及铁路直接运至矿井工业广场。1.1.7 工农业情
12、况永城市现有耕地面积160104亩，多属粘沙两合土。主要粮食作物有小麦、玉米、大豆、高粱、谷子等，主要经济作物有棉花、花生、芝麻、油菜和蔬菜等，是优质小麦生产基地，全国粮棉油百强县。永城市形成了建材、冶金、化工、机电、煤炭、电力、轻纺、造纸、食品、酿酒、电解铝等工业体系和优势产业；矿产资源丰富，为全国六大无烟煤生产基地，主要矿产有煤、铁、花岗岩、膨润土、高岭土、大理石、矿泉水等23种。1.1.8 地区经济概况 新庄矿位于河南省永城市，河南省重点建设的区域性中心城市。地处东经1155811639，北纬33423418之间，平均海拔33米。市境的北、东、南及西南部分别与安徽省的砀山县、萧县、濉溪县
13、、涡阳县、亳州市毗邻，西部和西北部与河南省的夏邑县缘连。沱河穿过西城区的北部和东城区的南部，芒砀山位于北部的芒山镇境内，主峰海拔高度159米。311国道从中部东西贯穿境内，连霍高速公路、永登高速公路东西贯穿境内。规划中的济祁高速公路邢商永地方铁路已经招标。沱浍河复航工程12.5期间争取开工。全境近似椭圆，地势由西北向东南微倾，平均海拔31.9米，除东北有方圆16平方公里的芒砀山群外，大部分为平原地区，属暖温带季风性半湿润气候区，年平均气温14.3。现辖18个镇、11个乡，744个行政村，3706个自然村。所属乡镇有：城关镇、演集镇、酂城镇、十八里镇、高庄镇、芒山镇、薛湖镇、马桥镇、裴桥镇、陈集
14、镇、蒋口镇、太丘镇、李寨镇、顺和镇、苗桥镇、茴村镇、卧龙镇、侯岭镇；酂阳乡、王集乡、马牧乡、双桥乡、龙岗乡、刘河乡、条河乡、陈官庄乡、城厢乡、黄口乡、新桥乡。是全国六大无烟煤基地之一，华东工业的能源后方。境内有200多家面粉企业，也是国家唯一授予“中国面粉城”称号的城市，永城拥有两家中国500强企业-永城煤电控股集团和神火集团、是河南省最大的煤化工基地。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质概况 新庄煤矿属于华北地层区鲁西分区徐州小区，矿区内无基岩出露，全被新生界所覆盖。根据钻孔揭露，区内地层由老到新依次发育有奥陶系中统马家沟组；石炭系中统本溪组，上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组和新生界第三系、第四系。其中石炭二叠系为主要含煤地层。1.2.2 地层 井田含煤层由下至上有太原群、山西组、下石盒子组、上石盒子组。太原群（C3t）厚134m149m，平均138m。岩性主要由隐晶质灰岩、泥岩组成，其次为砂质泥岩及砂岩。顶部灰岩稳定，厚2m左右，为K3标志层；底部灰岩厚13m17m，一般15m，以含燧石结核为主要特征， 为K2标志层。山西组（P1S）厚110m，由灰至灰黑色泥岩、砂质泥岩及白色细致粗粒砂岩组成。下石盒子组（P1XS）厚73m113m，平均108m。由砂岩、砂质泥岩组成。底部为鲕状铝质泥岩，为K4标
