1、 目目 录录 一般部分一般部分 1 矿井概况与地质特征矿井概况与地质特征.1 1.1 矿井概况.1 1.1.1 地理位置与交通.1 1.1.2 地形地貌.2 1.1.3 水系水源条件.2 1.1.4 气象及地震.2 1.1.5 矿区电源条件及通讯条件.2 1.1.6 主要建筑材料供应条件.3 1.1.7 井田邻近煤矿概况及评述.3 1.1.8 地区经济概况.3 1.2 井田地质特征.3 1.2.1 井田地质概况.3 1.2.2 地层.4 1.2.3 褶皱、断层及陷落柱.5 1.2.4 水文地质特征.6 1.3 煤层特征.8 1.3.1 煤层.8 1.3.2 主采煤层的围岩性质.9 1.3.3
2、煤的特性.9 1.3.4 瓦斯、煤尘爆炸及煤的自燃.11 2 井田境界和储量井田境界和储量.13 2.1 井田境界.13 2.2 矿井工业储量.13 2.2.1 储量计算基础.13 2.2.2 矿井地质勘探.13 2.2.3 矿井工业储量计算.13 2.3 矿井可采储量.15 2.3.1 井田边界保护煤柱.15 2.3.2 工业广场保护煤柱.15 2.3.3 断层和井筒保护煤柱.16 2.3.4 矿井可采储量.17 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.18 3.1 矿井工作制度.18 3.2 矿井设计生产能力及服务年限.18 3.2.1 确定依据.18
3、 3.2.2 矿井设计生产能力.18 3.2.3 矿井服务年限.18 3.2.4 井型校核.19 4 井田开拓井田开拓.20 4.1 井田开拓的基本问题.20 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标.20 4.1.2 工业场地的位置.21 4.1.3 开采水平的确定及带区的划分.22 4.1.4 主要开拓巷道.22 4.1.5 开拓方案比较.22 4.2 矿井基本巷道.31 4.2.1 井筒.31 4.2.2 井底车场.34 4.2.3 盘区主要开拓巷道.35 4.2.4 巷道支护.39 5 准备方式准备方式盘区准备方式盘区准备方式.40 5.1 煤层地质特征.40 5.1.1 盘区位置.
4、40 5.1.2 盘区煤层特征.40 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况.40 5.1.4 水文地质.40 5.1.5 地质构造.40 5.1.6 地表情况.40 5.2 盘区巷道布置及生产系统.41 5.2.1 盘区准备方式的确定.41 5.2.2 盘区位置及范围.41 5.2.3 采煤方法及工作面长度的确定.41 5.2.4 确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风、运输方式.41 5.2.5 煤柱尺寸的确定.41 5.2.6 盘区巷道的联络方式.42 5.2.7 区段接替顺序.42 5.2.8 盘区生产系统.42 5.2.9 盘区内巷道掘进方法.43 5.2.10 盘区生产能力及采出率.4
5、3 5.3 盘区车场选型设计.44 5.3.1 确定盘区车场形式.44 5.3.2 盘区主要硐室布置.45 6 采煤方法采煤方法.47 6.1 采煤工艺方式.47 6.1.1 盘区煤层特征及地质条件.47 6.1.2 确定采煤工艺方式.47 6.1.3 回采工作面参数.48 6.1.4 采煤工作面破煤、装煤方式.48 6.1.5 采煤工作面支护方式.51 6.1.6 工作面端头支护及超前支护方式.53 6.1.7 各工艺过程注意事项.55 6.1.8 回采工作面正规循环作业.56 6.2 回采巷道布置.58 6.2.1 回采巷道布置方式.58 6.2.2 回采巷道支护参数.59 7 井下运输井
6、下运输.61 7.1 概述.61 7.1.1 井下运输原始数据.61 7.1.2 井下运输系统.61 7.2 煤炭运输方式和设备的选择.61 7.2.1 煤炭运输方式的选择.61 7.2.2 带区煤炭运输设备选型及验算.62 7.2.3 运输大巷设备选择.64 7.3 辅助运输方式和设备选择.64 7.3.1 辅助运输方式选择.64 7.3.2 辅助运输设备选择.64 8 矿井提升矿井提升.67 8.1 矿井提升概述.67 8.2 主副井提升.67 8.2.1 主井提升.67 8.2.2 副井提升.70 9 矿井通风与安矿井通风与安全全.72 9.1 矿井概况、开拓方式及开采方法.72 9.1
7、.1 矿井地质概况.72 9.1.2 开拓方式.72 9.1.3 开采方法.72 9.1.4 变电所、充电硐室、火药库.72 9.1.5 工作制、人数.72 9.2 矿井通风系统的确定.72 9.2.1 矿井通风系统的基本要求.72 9.2.2 矿井通风方式的选择.73 9.2.3 矿井主要通风机工作方式的选择.73 9.2.4 盘区通风系统的要求.74 9.2.5 工作面通风方式的选择.75 9.3 矿井风量计算.75 9.3.1 工作面所需风量的计算.76 9.3.2 备用面需风量的计算.77 9.3.3 掘进工作面需风量.77 9.3.4 硐室需风量.78 9.3.5 其它巷道所需风量.
8、78 9.3.6 矿井总风量计算.78 9.3.7 风量分配.78 9.4 矿井通风阻力计算.79 9.4.1 容易和困难时期矿井最大阻力路线确定.80 9.4.2 矿井通风阻力计算.83 9.4.3 矿井通风总阻力计算.84 9.4.4 矿井总风阻和等积孔计算.84 9.5 选择矿井通风设备.84 9.5.1 选择主要通风机.84 9.5.2 电动机选型.87 9.6 安全灾害的预防措施.87 9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施.87 9.6.2 预防井下火灾的措施.88 9.6.3 防水措施.88 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.89 参参 考考 文文 献献.90
9、 专题部分专题部分 深部回采巷道围岩稳定机理分析及控制技术深部回采巷道围岩稳定机理分析及控制技术.91 0 引言引言.91 1 深部开采深度与巷道围岩的变形关系深部开采深度与巷道围岩的变形关系.91 1.1 中国的研究.91 1.2 德国的研究.92 1.3 前苏联的研究.92 2 深部回采巷道围岩稳定的关键理论深部回采巷道围岩稳定的关键理论.93 2.1 围岩稳定理论.93 2.2 深部围岩岩爆理论.94 2.3 深部软岩非线性大变形理论.94 3 深部回采巷道围岩稳定控制技术深部回采巷道围岩稳定控制技术.95 3.1 深井巷道锚杆支护理论基础.95 3.2 深部巷道锚杆支护作用机理.96
10、3.2.1 锚杆锚固力.96 3.2.2 径向锚固力的作用机理.97 3.2.3 切向锚固力的作用机理.98 4 工程实例工程实例.99 4.1 工程地质条件.999 4.2 围岩力学性能测试.100 4.2.1 泥岩单轴抗压强度.100 4.2.2 泥岩的抗拉强度.102 4.3 巷道围岩稳定性分类.103 4.4 巷道锚杆支护参数的确定.103 4.4.1 锚杆直径确定.103 4.4.2 锚杆长度确定.104 4.4.3 锚杆间排距确定.105 4.5 支护质量监测.110 4.5.1 测站布置.110 4.5.2 巷道围岩位移量.110 4.5.3 经济效益分析.111 5 结论结论.
11、112 主要参考文献主要参考文献.112 翻译部分翻译部分 英文原文英文原文.113 中文译文中文译文.120 致致 谢谢.126 附附 录录 一 般 部 分 1 矿井概况与地质特征 1.1 矿井概况 1.1.1 地理位置与交通地理位置与交通 西南呈井田位于长治市西南 20km，井田地跨长子县南漳乡、郭村乡和长治县北呈乡。其地理位置为东经 11257061130028、北纬 360230360450。太（原）焦（作）铁路、太（原）洛（阳）公路均从本井田穿过，太焦铁路等级为干线二级，最大输送能力 4000 万 t。1999 年，邯郸到济南的铁路邯济线开通，为华晟荣矿井的煤炭外运提供了另一条通道，
12、由邯长线、邯济线和胶济线组成的东西方向铁路横跨京九线、京广线和京沪线这三条铁路大动脉，直达青岛前湾港和日照港。华晟荣矿井铁路专用线拟接轨站为太焦铁路的西南呈火车站，距工业广场仅 1km左右，正线长仅 1.6km。另外，华晟荣矿井还有公路通往太原、临汾、洛阳和长治等市。交通十分方便。矿井交通位置如图 1.1 所示 长治县壶关县长子县平顺县长治市华晟荣矿业公司S228S227S226S225S327S225S225S325G207 图图 1.1 矿井交通位置图矿井交通位置图 长晋二级公路从井田东 3km处经过，该公路为长治至晋城的交通干线，路面宽 12m，混合车道，运输繁忙；太焦铁路也从井田西边界
13、外通过，是“晋煤外运”的东南部出口（铁路、公路交通情况见表 1.1），此外，长治市北郊的长治飞机场是晋东南地区唯一的航空港口，每周有航班可直达北京、太原等地。表表 1.1 铁路、公路交通情况表铁路、公路交通情况表 铁路 公路 线名 起止站 里程（km）线名 起止站 里程（km）太焦线 长治太原 280 太洛线 西南呈长治 20 太焦线 长治新乡 217 太洛线 长治太原 250 邯长线 长治邯郸 220 长临线 长治临汾 171 长邯线 长治邯郸 185 1.1.2 地形地貌地形地貌 长治地区位于山西省东南部，我国第二级地理台阶的东缘，属黄土高原的一部分。本井田位于太行山中段西侧的山前地带，上
14、党盆地南部。井田内地势平坦，地面标高一般在+925+960m之间，总体上地势为中部和西南部高，西部、北部低，井田内最高点为南部的南岭头，标高为+963.45m，最低位于西部 600m处的陶清河桥，桥面标高为+933.6m，桥下河床标高为+928.5m，为高原沉陷盆地和丘陵区。1.1.3 水系水源条件水系水源条件 本区为海河流域卫河水系之浊漳河及南源陶清河支流。陶清河为区内唯一河流，由南部北岭头流入井田，往北西经西南呈流出井田。因该河上游已兴修水库，除雨季稍有积水外，几乎常年无水。该区地下水含量较丰富，当地村民生活、农田灌溉用水取之第四纪含水层。据长治市南寨井田 2 号孔抽水资料，单位涌水量 0
15、.0440.051L/m.s，渗透系数0.0620.067m/d。第四纪冲积层在本区厚度 122.67m，水量直接受大气降水补给，水位变化幅度 0.82m，奥陶统含水层水量丰富，水位标高+660m。另外，矿井以西 l4km 有一申村水库，库容 2565 万 m3，也可作为矿井永久水源。由于奥陶系灰岩埋藏深 400600m，申村水库较远，用其作为矿井永久水源则工程投资大，因此，本矿可考虑以第四纪含水层作为生活用水水源，矿井排水经处理后作为生产用水。1.1.4 气象及地震气象及地震 本区属典型大陆性气候，夏季午间较热，早晚凉爽，昼夜温差较大。春、冬季多风，雨量小、气候干燥。据长子县气象站 1980
16、1986 年资料统计，年最大蒸发量为 1986 年的2002.9 毫米，最小为 1984 年的 1230.6 毫米，年平均蒸发量为 1554.1 毫米。年最大降雨量为 1980 年的 634.1 毫米，最小为 1983 年的 449.9 毫米，年平均降雨量为 516.74 毫米。蒸发量为降雨量的三倍。雨季多集中在 7、8、9 三个月，日最大降雨量为 88.7 毫米。年平均温度最高为 10.3，最低为 9.3，日最高温度为 37.2。最低温度为-19.8。年最多风向为西北风，最大风速为 1416m/s，冻结期为 10 月至次年 4 月，冻土深度一般为 0.60m。据 1990 年国家地震局对长治、高平、晋城、沁水地区地震基本烈度的划分意见，本区基本烈度划为 6 度。1.1.5 矿区电源矿区电源条件及通讯条件条件及通讯条件 本地区现有三座 110kV 变电站。长子 110kV 变电站位于长子县城西关，双电源均引自长治 220kV 变电站，主电源导线型号为 LGJ-150，线路长度 22.7km；备用电源导线型号为 LGJ-240，线路长度 20.1km。备用电源与东牵 110kV 变电站共
