【正文】 好，對能源需求大，很有必要建設(shè)大中型礦井來滿足本地區(qū)的需要。（四）風(fēng)向春夏雨季以東南、東風(fēng)為主，冬季多北風(fēng)。土壤凍結(jié)一般出現(xiàn)在 12 月至次年 2 月 14 日，凍土厚度一般在 100～150 毫米，最大厚度可達(dá) 300 毫米。年平均無霜期 203 天。氣壓以 12 月最高，為 780 毫米汞柱。楊莊煤礦地震烈度為 6 度，按 7 度設(shè)防。自公元前 179 年以來，在淮北地區(qū)這塊土地內(nèi)發(fā)生的地震以及鄰省波及的中強(qiáng)地震 40 余次。兩河流河床下切不深，侵蝕基準(zhǔn)面于地表僅差 2～3 米；但側(cè)蝕作用顯著，河面寬約 50～150 米；河谷標(biāo)高為+ 米左右。流經(jīng)該井田的河流皆南北走向，西部有岱河，東部有龍河，閘河，南部有龍岱河，均注入濉河，屬淮河水系。其中雷河最高洪水位為+，西流河最高洪水位為+ ，濉河最高洪水位為 +?；此?、淮徐公路以及徐合、連霍高速公路等可通全國各地。54′28″。53′32″3～33176。關(guān)鍵詞：工業(yè)儲量，工作制度，礦井通風(fēng)，采煤方法。礦井布置一個工作面生產(chǎn)，一個工作面?zhèn)溆?，年生產(chǎn)能力為 120 萬t/a。井田為雙立井兩水平開拓。楊莊礦設(shè)計年生產(chǎn)能力為 120 萬 t/a，位于安徽省淮北市，井田走向（東西）長約 ，傾向（南北）長約 ，井田總面積為 。中 國 礦 業(yè) 大 學(xué)本 科 生 畢 業(yè) 論 文姓 名： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 采礦工程 論文題目： 楊莊煤礦 專 題： 堅硬頂板型工作面支護(hù)設(shè)計研究淺析 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師 2020 年 6 月 徐州中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級 采礦工程 學(xué)生姓名 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 ： 2020 年 3 月 8 日畢業(yè)論文日期： 2020 年 3 月 9 日 至 2020 年 6 月 5 日畢業(yè)論文題目：楊莊煤礦 畢業(yè)論文專題題目：堅硬頂板型工作面支護(hù)設(shè)計研究淺析畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：按照采礦工程畢業(yè)設(shè)計大綱的要求，完成楊莊煤礦 新井設(shè)計，專題為堅硬頂板型工作面支護(hù)設(shè)計研究淺析，翻譯為礦業(yè)有關(guān)的英譯漢文章。全篇共分為十章：礦井概述及井田地質(zhì)特征、井田境界和儲量、礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限、井田開拓、準(zhǔn)備方式－采區(qū)巷道布置、采煤方法、井下運(yùn)輸、礦井提升與運(yùn)輸、礦井通風(fēng)與安全和礦井主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。礦井正常涌水量為 190m3/h，礦井屬于低瓦斯礦井。礦井的采煤方法主要為走向長壁綜合機(jī)械化一次采全高。翻譯部分題目：錨桿的力學(xué)分析及工程應(yīng)用。51′51″2，北緯 33176。48′9″，北緯33176。楊莊礦交通便利，礦區(qū)鐵路專用線在青龍山站與符夾線、濉阜線接軌，可北通徐州，南至符離集，西達(dá)阜陽、亳州，與隴海、京滬、京九鐵路干線聯(lián)網(wǎng)。區(qū)內(nèi)流經(jīng)的地表水系自東向西分別有閘河、岱河、雷河、西流河、濉河等。 河流及水體礦區(qū)內(nèi)地勢平坦。兩河流于本井田東南邊緣雙莊處匯合。 地震淮北礦區(qū)位于蘇魯豫皖交界地區(qū)，東有郯廬大斷裂，西有阜陽麻城斷裂，北有秦嶺緯向構(gòu)造帶，南有宿南斷裂（五河～利辛斷裂） 。 據(jù)全國地震烈度區(qū)域報告，淮北礦區(qū)大部分在 6 度范圍內(nèi)，東部少數(shù)地區(qū)在 7 度范圍內(nèi)。一年之中 7～8 月天氣最熱，最高溫度一般為 35～39℃ ，極端最高氣溫 ℃，出現(xiàn)在 1972 年 6 月 11 日；12 月至第二年 2 月最冷，最低溫度一般為零下 12～15℃，極端最低氣溫零下 23℃，出現(xiàn)在 1955 年 1 月 7 日。年平均蒸發(fā)量 1300～900 毫米。最大積雪深度 350 毫米。自 1966 年以來，偏旱年份較之雨澇年份有增加的趨勢。春末夏初常有干熱風(fēng)，最大風(fēng)速為 20 米/秒；夏季時有暴風(fēng)，最大風(fēng)力 9 級，冬季風(fēng)可達(dá) 6 級。褶曲有洪莊向斜、濉溪向斜、李樓向斜、陸莊背斜等。本區(qū)煤田勘探自 1956 年始，由華東地質(zhì)局 325 隊進(jìn)行詳查，以后又由原淮北礦務(wù)局勘探隊進(jìn)行大量補(bǔ)勘工作，直到礦井投產(chǎn)后的 1977 年，該期間先后完成和提交《一、二、三井田詳勘報告》 ， 《四、五、六井田詳勘報告》 ， 《二水平延深勘探報告》 。區(qū)域地層由老至新為遠(yuǎn)古界的清白口系、震旦系，古生界的寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，新生界第三系、第四系。13 灰的頂面為與太原組的分界面。該組含薄煤層 11 層（井田內(nèi) 11 個孔接露） ，個別煤層局部厚達(dá)，其余均為不穩(wěn)定、不可采煤層。其上為細(xì)～中粒砂巖，泥鈣中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 質(zhì)膠結(jié)，見斜層理；中部以灰～深灰色砂質(zhì)泥巖夾條帶砂巖及泥巖，泥巖中常見雜色團(tuán)塊及菱鐵質(zhì)鮞粒，富含植物化石；上部發(fā)育一層灰白色中～粗粒含碩石英砂巖，鈣質(zhì)膠結(jié)。泥巖、粉砂巖為主，砂巖次之。該組含煤 4 層，自上而下依次為 5 煤層。該組含煤一層，編號為 1 煤層，為不穩(wěn)定的局部可采薄煤層。E，長約 。E，延展長度約 。E。 。如表 。W EW 正F52 斷層 15 45 N10176。W NW～SW 正F54 斷層 25 65 N40176。W NW～SW 正 井田水文地質(zhì)（一） 含 水 層 第四系孔隙含水組普遍存在于井田范圍內(nèi)，厚度 40～80m，一般 60m，井田兩翼厚，中間薄，含水段為流砂層，其厚度變化較大，一般 6～11m ，大部分呈透鏡體狀分布，分叉合并現(xiàn)象普遍，自上而下共四層：一、二分層較穩(wěn)定，呈連續(xù)分布，厚度較大，而三、四分層不連續(xù)，尤其第四層僅個別鉆孔見到，上部具潛力性質(zhì)，中下部具承壓性質(zhì)，水位埋深 ～ ，季節(jié)波動較大，水質(zhì)類型以碳酸鹽為主，硫酸鹽次之，礦化度 4g/l，滲透系數(shù)～，賦水性較強(qiáng)。太原組巖溶裂隙含水組本組自 K1 鋁質(zhì)泥巖下至本溪組，總厚度 171～203m，平均 180m，以薄層泥巖和砂巖互層為主，各段相對獨(dú)立，水力聯(lián)系不暢，僅在構(gòu)造或沉積變薄處發(fā)生補(bǔ)給關(guān)系，中、下段因距可采煤層較遠(yuǎn)，故影響不大，未作詳細(xì)水文地質(zhì)工作，僅觀測其水位動態(tài)。在煤系以外的隱伏區(qū)含水量大，是工礦企業(yè)和城市供水的主要水源。本溪組隔水層在太灰與奧灰之間，本溪組底部有一厚約 22m 的鐵鋁質(zhì)泥巖，是太灰與奧灰的良好隔水層。其中下石盒子組含主要可采煤層 5 煤層，山西組含主要可采煤層6 煤層。6 煤層之上局部含 1～3 層 ～ 的薄煤層， 5 煤層，位于下石盒子組下部，為井田內(nèi)主要可采煤層之一。距 5中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 煤層 0～16m，平均為 10m。20 線以西 2～3 個分層為主，局部有 1 個或 2 個分層；20 線以東 2 個分層為主，局部為 1 個或3 個分層。有巖漿巖侵入，煤層被吞蝕，多不可采；C．33 分層，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，僅有零星可采點，為不穩(wěn)定不可采薄煤層。粉砂巖與砂巖互層狀。（二）4 煤層頂板（1）直接頂：灰～深灰色，致密塊狀泥巖，含植物化石，或深灰色、塊狀粉砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，厚 ～。（2）老頂：為細(xì)粒砂巖：淺灰色，塊狀，少含菱鐵質(zhì)，硅質(zhì)膠結(jié)，性硬，平均厚度 。底板中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 （1）直接底：一般為灰色、塊狀泥巖，下部含鋁質(zhì)或菱鐵質(zhì)，含植物化石，厚 1～15m，平均 ；偶見灰色、塊狀、細(xì)粒石英砂巖。（四）6 煤層頂板（1）直接頂：灰黑色泥巖，致密、塊狀，底部呈薄層狀，含植物化石，厚 0～。上部有時夾薄層深灰色塊狀泥巖，厚 0～。煤種的分布與巖漿巖體的厚度分布呈相關(guān)關(guān)系，具有一定的規(guī)律性。影響較嚴(yán)重的侵入巖漿巖體較薄，以巖漿熱力作用為主，煤的變質(zhì)程度增高，主要中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 為貧煤、無煙煤。煤層原始結(jié)構(gòu)幾乎全部消失，呈鋼灰色，致密塊狀，堅硬、比重大，垂直柱狀節(jié)理發(fā)育，參差狀斷口。貧煤：Ad=～％，平均％。無煙煤灰分 Ad=～ ％，平均 ％。平均灰分瘦煤 ％；焦煤 ％；貧煤 ％。平均灰分瘦煤和焦煤均為％。煤種從焦煤、瘦煤、貧煤次之。洗精煤可作為較好煉焦配煤，中煤可以直接用于發(fā)電。在生產(chǎn)過程中，1995 年由煤科院重慶分院鑒定部分樣品，其結(jié)果如下：（一）煤層爆炸性：煤塵爆炸性指數(shù)為 ～％，主要可采煤層的煤塵具有爆炸性，可定為具有煤塵爆炸性危險的礦井。煤系地層總厚 997m，含煤 20 層，平均煤厚 ，其中下石盒子組含主要可采煤層五煤層，山西組含主要可采煤層六煤層。開采下限：6 號煤層下有十幾層煤線，故 6 號煤層為下部邊界。最小為 5176。第二部分的水平面積由 autoCAD 工具中的查詢面積可得：S2=（km 2） ，則第二部分的實際井田面積為：S2=176。中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 第四部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S4=（km 2） ，則第四部分的實際井田面積為；S4=176。所以井田的總面積 S 為：S= S1+S2+ S3+ S4+ S5=（km 2） 。（六）煤層容重：5 號煤層容重為 ，6 號煤層容重為 井田地質(zhì)勘探本區(qū)煤田勘探自 1956 年始，由華東地質(zhì)局 325 隊進(jìn)行詳查，以后又由原淮北礦務(wù)局勘探隊進(jìn)行大量補(bǔ)勘工作，直到礦井投產(chǎn)后的 1977 年，該期間先后完成和提交《一、二、三井田詳勘報告》 ， 《四、五、六井田詳勘報告》 ， 《二水平延深勘探報告》 。并且， 《三水平延深補(bǔ)充勘探地質(zhì)報告》確定本井田的勘探類型為構(gòu)造中等，煤層較為穩(wěn)定的“ 二類二型 ”，并經(jīng)淮煤地字（ 90）第 912 號文批復(fù)同意。工業(yè)場地占地面積指標(biāo)見表 。保護(hù)煤柱按垂直剖面法作圖確定。、δ75176。表 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井型（萬 t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃/10 萬 t）240 及以上 120180 4590 930 （二）斷層保護(hù)煤柱斷層按其落差大小不同，根據(jù)《煤礦設(shè)計手冊》規(guī)定：落差50m 的斷層，兩側(cè)各留 50m 的煤柱；落差20m ～ ≤50m 的斷層，兩側(cè)各留 30m煤柱；落差10m ～ ≤20m 的斷層，兩側(cè)各留 20m 煤柱；落差10m 的斷層不留設(shè)斷層煤柱。（二）斷層保護(hù)煤柱斷層煤柱留設(shè) 30m 寬，則斷層保護(hù)煤柱損失量為： 萬 t。 （六）防水煤柱由于松散層第四系含水層直接覆蓋煤系地層上,礦井在淺部開采時,必須留設(shè)合適的防水煤柱,防止礦井突水。 取防水煤柱垂直高度為 45m，其傾斜長度平均為 235m，則防水煤柱損失量為： 萬噸。按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間 16 小時。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：（一）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力楊莊井田儲量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層少，傾角變化大，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術(shù)裝備先進(jìn)，煤質(zhì)為貧煤、瘦煤，且位于交通運(yùn)輸便利的華東地區(qū)，市場需求量大，經(jīng)濟(jì)效益好，宜建大型礦井，綜合以上因素確定楊莊礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 Mt/a。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面， ”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采工作面保產(chǎn)。大巷輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸，運(yùn)輸方便靈活，能滿足要求。我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計服務(wù)年限見表 。煤層傾角45176。（一）井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認(rèn)真研究。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。其使用條件和優(yōu)缺點比較如表 。盡量不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，做到不壓煤或少壓煤。（3）為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動影響的地區(qū)。為考慮長期運(yùn)輸?shù)男熊嚢踩凸芾恚M量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點位于編組站配線一側(cè)。根據(jù)以上確定原則，結(jié)合井下開拓布置及地面要求，本著盡可能節(jié)省建中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 設(shè)投資，縮短建井工期，為礦井提供最有利的生產(chǎn)條件，以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，特別是初期經(jīng)濟(jì)效益，把主副井井筒設(shè)在井田中央靠近煤層的上部。由此確定工業(yè)廣場占地面積為 公頃。要保證采區(qū)內(nèi)的工作面的正常接替，區(qū)段數(shù)目多一些比較有利，但是這樣斜長過大，對輔助運(yùn)輸和煤炭的運(yùn)輸以及行人等都有不利的影響。要保證開采水平要有足夠的儲量和合理的服務(wù)年限 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 這是水平劃分的最重要的部分，對于年設(shè)計產(chǎn)量 120 萬 t/a 的礦井來說，第一水平服務(wù)年限應(yīng)不少于 25 年。平均為 11176。 方案比較（一）提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下：方案一：立井兩水平、上下山開采，一水平標(biāo)高300m，二水平標(biāo)高500m。中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 圖 立井兩水平加暗斜井 上山開采平剖面示意圖方案三：立井單水平加暗斜井、上下山開采、一水平標(biāo)高300m；二水平標(biāo)高500m。圖 立井三水平上山開采（二）經(jīng)濟(jì)比較鑒于方案一和方案三是兩水平開拓，方案二和方案四是三水平