1、目 录 一般部分一般部分 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征.1 1.1 矿区概述.1 1.1.1 矿区地理位置.1 1.1.2 矿区气候条件.1 1.1.3 矿区水文条件.1 1.2 井田地质特征.4 1.2.1 井田地形及勘探程度.4 1.2.2 井田煤系地层.4 1.2.3 井田地质构造.7 1.2.4 井田水文地质特征.9 1.3 煤层特征.10 1.3.1 煤层埋藏条件.10 1.3.2 煤层围岩性质.10 1.3.3 煤的特征.13 1.3.4 瓦斯、煤尘和煤的自燃.14 2 井田境界和储量井田境界和储量.18 2.1 井田境界.18 2.1.1 井田范围.18 2.
2、1.2 开采界限.18 2.1.3 井田尺寸.18 2.2 矿井工业资源储量.18 2.2.1 储量计算基础.18 2.2.2 井田地质勘探.19 2.2.3 工业储量计算.19 2.3 矿井可采储量.21 2.3.1 安全煤柱留设原则.21 2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量.21 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.23 3.1 矿井工作制度.23 3.2 矿井设计生产能力及服务年限.23 3.2.1 确定依据.23 3.2.2 矿井设计生产能力.23 3.2.3 矿井服务年限.23 3.2.4 井型校核.24 4 井田开拓井田开拓.25 4.1
3、井田开拓的基本问题.25 4.1.1 井筒的确定.25 4.1.2 工业广场的位置.27 4.1.3 开采水平的确定及采盘区划分.27 4.1.4 主要开拓巷道.27 4.1.5 方案比较.28 4.2 矿井基本巷道.35 4.2.1 井筒.35 4.2.2 井底车场.38 4.2.3 矿井主要开拓巷道.40 5 准备方式准备方式带区巷道布置带区巷道布置.43 5.1 煤层地质特征.43 5.1.1 带区位置.43 5.1.2 带区煤层特征.43 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况.43 5.1.4 水文地质.43 5.1.5 地质构造.43 5.1.6 地表情况.44 5.2 带区巷道布置及
4、生产系统.44 5.2.1 带区准备方式的确定.44 5.2.2 带区巷道布置.44 5.2.3 带区生产系统.45 5.2.4 带区内巷道掘进方法.49 5.2.5 带区生产能力及采区采出率.49 5.3 带区车场选型设计.50 6 采煤方法采煤方法.51 6.1 采煤工艺方式.51 6.1.1 带区煤层特征及地质条件.51 6.1.2 确定采煤工艺方式.51 6.1.3 回采工作面参数.52 6.1.4 采煤工作面破煤、装煤方式.53 6.1.5 采煤工作面支护方式.56 6.1.6 端头支护及超前支护方式.59 6.1.7 各工艺过程注意事项.60 6.1.8 回采工作面正规循环作业.6
5、1 6.2 回采巷道布置.63 6.2.1 回采巷道布置方式.63 6.2.2 回采工作面支护参数.63 7 井下运输井下运输.66 7.1 概述.66 7.1.1 井下运输原始数据.66 7.1.2 井下运输系统.66 7.2 煤炭运输方式和设备的选择.68 7.2.1 煤炭运输方式的选择.68 7.2.2 带区煤炭运输设备选型及验算.68 7.2.3 运输大巷设备选择.68 7.3 辅助运输方式和设备选择.70 7.3.1 辅助运输方式选择.70 7.3.2 辅助运输设备选择.70 8 矿井提升矿井提升.73 8.1 矿井提升概述.73 8.2 主副井提升.73 8.2.1 主井提升.73
6、 8.2.2 副井提升.74 9 矿井通风与安全矿井通风与安全.76 9.1 矿井概况、开拓方式及开采方法.76 9.1.1 矿井地质概况.76 9.1.2 开拓方式.76 9.1.3 开采方法.76 9.1.4 变电所、充电硐室、火药库.76 9.1.5 工作制、人数.76 9.2 矿井通风系统的确定.77 9.2.1 矿井通风系统的基本要求.77 9.2.2 矿井通风方式的选择.77 9.2.3 矿井主要通风机工作方式的选择.77 9.2.4 带区通风系统的要求.78 9.2.5 工作面通风方式的选择.79 9.3 矿井风量计算.80 9.3.1 工作面所需风量的计算.80 9.3.2 备
7、用面需风量的计算.81 9.3.3 掘进工作面需风量.81 9.3.4 硐室需风量.83 9.3.5 其它巷道所需风量.83 9.3.6 矿井总风量计算.83 9.3.7 风量分配.83 9.4 矿井通风阻力计算.84 9.4.1 容易和困难时期矿井最大阻力路线确定.84 9.4.2 矿井通风阻力计算.85 9.4.3 矿井通风总阻力.90 9.4.4 矿井总风阻和总等积孔计算.90 9.5 选择矿井通风设备.91 9.5.1 选择主要通风机.91 9.5.2 电动机选型.94 9.6 防止特殊灾害的安全措施.94 9.6.1 瓦斯管理措施.94 9.6.2 煤尘的防治.95 9.6.3 预防
8、井下火灾的措施.95 9.6.4 防水措施.95 10 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标.96 参考文献参考文献.98 专题部分专题部分 底板突水注浆改造技术的研究底板突水注浆改造技术的研究.99 参考文献参考文献.113 翻译部分翻译部分 英文原文英文原文.114 中文译文中文译文.123 致致 谢谢.130 1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述 1.1.1 矿区地理位置矿区地理位置 阳泉煤业（集团）有限责任公司三矿位于阳泉市西部，行政区划分隶属阳泉市管辖。距阳泉市中心 7.5km，东部以蒙村河为界与四矿井田相邻，西部与新景矿井田相邻，北部与一矿井田相邻。南部以桃河洪水
9、位线为界与二矿井田隔河相望。井田地理坐标为：东经11324121133029，北纬 375221375540。井田位于太行山北段西侧的刘备山的南麓低中山区。井田地形复杂，沟谷纵横。矿区内地势为西北高、东部及南部低，最高点为井田西北部山顶，海拔 1238.2m，最低点为井田东南部桃河河床，海拔 751.0m，相对高差 487.2m。本矿区交通便利，发达。石（家庄）太（原）铁路和太（原）阳（泉）公路位于井田南部沿桃河横穿阳泉矿区，石太铁路西至太原与南北同浦铁路接轨，东达石家庄与京广铁路接轨。三矿有铁路专用线在石卜咀编组站与石太铁路接轨。煤炭可运销全国各地。区内的各主要河谷，如芦湖沟、马家坡沟、蒙村
10、沟等均有简易公路通行，交通甚为方便。见交通位置图 1-1。1.1.2 矿区气候条件矿区气候条件 本区属大陆性半干旱气候，根据阳泉市多年来的气象资料，基本情况如下：1 降水量:历年平均为 590mm，最大为 866.4mm（1983 年）年，最小为 590.4mm（1972年）。降雨主要集中在七、八、九三个月，占全年总降水量的 7191%。1961 年的 8 月 23日年降水量高达 261.5mm，为本区最大降水日。2蒸发量：全年平均 1885.9mm，最大可达 2381.99mm，最小为 1319.1mm。蒸发量为降水量的 34 倍，属于大陆性半干旱气候。3气温：年平均气温 10.7，一月份最
11、低平均为-4，极端最低气温为-19.1，7 月份最高平均气温 24.3，极端最高气温为-40.2。4风速流向：风向冬春多西北风，夏多东南风，秋季多西风。年平均风速 4-17m/s，最大风速 24m/s。5其它：历年平均绝对气温湿度为 8.9 豪巴，最高可达 23.3 豪巴，最低为 1 豪巴。每年的 11 月地面开始上冻，翌年的 3 月开始解冻。冻土最大可达深度 600mm。1.1.3 矿区水文条件矿区水文条件 井田属海河流域滹沱河水系，桃河是区内最大的河流，发源于西部的寿阳高原的落摩寺和界石一带，由西往东流经本区南部。流域面积 490km2，全长 76 km。河床坡度平均1%。流量根据阳泉市水
12、文资料，平均为 0.33 m2/s，夏秋季节，图 1-1 阳泉三矿交通位置图 一般可达 28 m2/s。最大是 1956 年 8 月一次的洪水流量达 2200 m2/s。区内次一级河谷有芦湖沟、马家坡沟、蒙村河沟等，它们大体为南北向。河流流量均受季节影响。春冬季节水量小，旱季有时干涸，主要水源为沟谷之泉水。夏季水量较大，雨后常至山洪暴发，流量激增。1蒙村河：位于井田东部边界，发源于北部的刘备山的南麓，由北向南流经本井田东部边界，在赛鱼村汇入桃河。全长 8.2km。流域面积 24km2，最大流量 133 m2/s（1983年 5 月 12 日）。2马家坡河：位于井田中部，发源于北部的吴家掌和双窑
13、沟一带，由北往南贯穿井田中部，全长 7.7km，流域面积 16km2，最大流量 38.4 m2/s（1975 年 8 月 11 日）。3芦湖沟河：位于井田西部，发源于北部的绿烟脑山和石家山一带，由北往南贯穿井田西部，全长 12km，流域面积 23km2，最大流量 2.8 m2/s（1976 年 7 月 26 日）。本区主要水源的水质特征如下：1深层的奥灰水：东部地区一般水化特点，矿化度一般小于 0.8，总硬度为 1225，水温为 1218，水质较好可供饮用。但是在矿区的西部，呈中性，总硬度均在 4565之间，碱度多在 4.3 左右，从上述各指标来看，西部地区水的质量较差，只能供生产使用不能进行
14、饮用。2矿坑水的水质：PH 一般在 78 之间，总硬度多在 24 左右，总碱度多在 20 以上。3潜水：由于埋藏浅水的交替条件好，在天然条件下水质较好，合乎饮用标准，但常常受到人为的污染，水质发生变异。本区潜水的一般化学特征，PH 为 7.187.88，总碱度 1146.67，以碳酸氢钙型水为主，含铁，锌等多种元素。本区桃河潜水，按水化特征大致可分为两个地段，从旧街官沟口，矿化度较低350mg/L，电导率 360440 微欧姆/厘米，总硬度 9.815 度，属微硬水，水质较好，可作酿造和饮用。官沟口至桃河大桥，矿化度明显增高，为 5501140mg/L，局部已成微碱水，电导率为 8601580
15、 微欧/厘米，总硬度为 20.8 47.2，绝大部分属于极硬水，已不易饮用，水型也多样化。构成两段水质差异的主要原因是东段的人为污染。本区污染源分布广泛，污染物种类繁多，排污设施不健全，管理不善，污水不加任何处理就向桃河排泄，加之各单位在桃河滩上盲目打井，如辛兴至蒙村河口，群井林立，其密度高达 15.62 眼每平方公里，严重的造成补给源的不足，含水层的储存量减小，这一切给污水的下渗创造了良好的条件，致使潜水遭到相当程度的污染，根据化验，氨，氮为 0.59，超标达 35 倍，COD 为 2.00，总硬度 21.29，细菌 70.82，大肠杆菌 13.86，均大大超标。阳泉矿区各厂矿之工业用水及饮
16、用水目前主要的有五个供水水源：1娘子关泉域提水供水水源：阳泉市从七五年开始，为解决本市的供水问题，经国务院批准，从娘子关修建提水工程，将娘子关泉域的 1.5m3/s 流量的水，提高标高（水位）自流引入阳泉，供阳泉市区的工业用水和民用水。目前供矿务局生产及生活用水 2.52.8万 m3/d 左右，称这 1.5m3/s 流量提水供水系统。另外由平定县在娘子关泉域修建一条 1.0m3/s流量的提水工程，由娘子关直接提高标高引入平定县内进行工业及民用的供水，可解决阳泉市南部平定县内的供水不足问题，同时也解决了矿区南部五矿的生产及生活供水。目前的供水量已达到 0.9m3/s，南线供水还待试供。2河流水及桃河潜水供水水源：阳泉矿务局与一九七七年从西部寿阳的山南水库安设管路，将山南水库 35km3/d 的水量自流引入矿区，后又与阳泉市桃河供水管路并联，归阳泉市自来水公司统一管理，称这条供水系统为西线供水系统，目前西线供水系统，根据自来水公司资料，每天可供一万立方水，其中供矿务局 7500-8000m3/d3奥灰的深层水：阳泉矿务局从一九七四年开始对本区深层的奥灰水进行勘探并建井取水，目前已施工钻孔
