【正文】 專 題： 錨桿控制巷道圍巖機(jī)理研究 指導(dǎo)教師： 許興亮 職 稱： 講師 2021 年 6 月 徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 2中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院: 礦業(yè)學(xué)院 專業(yè)年級(jí): 采礦工程 04 級(jí) 學(xué)生姓名:段 偉任務(wù)下達(dá)期： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 年 月 日至 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 楊柳礦 Mt 新井設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 3中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 4中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；④工作量的大?。虎萑〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn)；⑥寫作的規(guī)范程度；⑦總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑧存在問題；⑨是否同意答辯等）：成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 5中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī)答 辯 情 況回 答 問 題提 出 問 題 正 確基 本正 確有 一般 性錯(cuò) 誤有 原則 性錯(cuò) 誤沒 有回 答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 1摘 要本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。表土層平均厚度 184 m；礦井正常涌水量為 436 m3/h，最大涌水量為 593 m3/h；煤層硬度系數(shù)f=，煤質(zhì)牌號(hào)為 QM 氣煤；礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為 436 m3/min，屬高瓦斯礦井。 of mining field。煤礦范圍：南部以楊柳斷層為界，與孫疃井田接壤；北部以小陳家、大辛家斷層為界，與臨渙煤礦毗鄰。223。192。208。199。208。233。206。196。185。218。199。185。186。207。188。澮河流經(jīng)井田南側(cè)，自西北流向東南。平均風(fēng)速為 3m/s，最大風(fēng)速可達(dá) 18m/s。農(nóng)業(yè)以種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)為主，農(nóng)作物主要有小麥、玉米、山芋、花生、棉花等，是糧食生產(chǎn)基地的一部分；養(yǎng)殖業(yè)(包括肉牛、肉豬、羊及漁) 生產(chǎn)基地也初具規(guī)模。表 12 斷層情況楊柳煤礦斷層情況一覽表斷 層 性質(zhì) 走 向 傾向 傾 角(176。（二）馬家背斜軸向北東，軸長(zhǎng)約 3km，背斜寬約 ，北翼陡，南翼緩，波幅大于250m，其南翼被大牛家斷層切割，保留形態(tài)不完整。與下伏奧陶系呈假整合接觸。（三）二疊系（P ）下統(tǒng)山西組（P 1S）下部以太原組頂部一灰之頂為界，上界為鋁質(zhì)泥巖之底，地層厚～，平均 。地層厚 ～，平均 。（四）上第三系（N）上第三系上新統(tǒng)（N 2）與下伏二疊系呈不整合接觸。頂部以淺黃色、淺棕紅色粘土及砂質(zhì)粘土組成，富含鈣質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核，為一沉積古剝蝕面，亦是第三系與第四系的分界線，厚度 ～ ，平均厚度14m。 水文地質(zhì)地表水：礦井內(nèi)地勢(shì)較平坦，地面標(biāo)高+～+ ，一般+27m 左右。上部近地表 左右為黑色耕植土壤，埋深 3～5m 處富含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳質(zhì)結(jié)核，主要巖性由淺黃色、淺灰色粉砂、細(xì)砂、粘土質(zhì)砂夾薄層粘土、砂質(zhì)粘土組成。隔水層有效厚度 ～，平均 12m。含水層主要由粘土質(zhì)砂、粉砂、砂礫等組成。由淮北各礦的生產(chǎn)實(shí)踐得知，太灰?guī)r溶裂隙水是本礦井開采 10 煤礦井充水的主要隱患之一，太灰水能否突破 10 煤底板隔水層對(duì)礦坑充水，取決于太灰原始導(dǎo)高、水頭壓力、隔水層厚度、隔水巖層的抗壓強(qiáng)度以及底板受構(gòu)造、開采等因素影響與破壞程度。10 煤開采時(shí)，可參考表 6106，對(duì)太灰水采取探水和降壓措施，把太灰水的 Ts 值降到安全突水系數(shù)以內(nèi)，以保證安全生產(chǎn)。可見奧灰富水性極不均一，差異很大，有時(shí)含水性、導(dǎo)水性極強(qiáng)，但在正常情況下，奧灰遠(yuǎn)離主采煤層，一般對(duì)煤層開采無直接充水影響。底部為深灰色、灰黑色泥巖或粉砂質(zhì)泥巖（海相泥巖） ，向上為粉砂巖、砂巖。通過對(duì)沉積構(gòu)造、礦體形態(tài)、古生物、地球化學(xué)、測(cè)井曲線（巖、煤層物性特征） 、煤巖特征、煤層頂?shù)装鍘r性等的綜合研究，對(duì)本礦二疊系含煤地層沉積環(huán)境進(jìn)行了綜合分析，初步得出如下結(jié)論：晚石炭世末期，兩淮地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的自北而南的海退，在此基礎(chǔ)上，二疊系沉積了一套以三角洲為主體的三角洲相與瀉湖海灣潮坪相互交替的地層。煤層原生結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基本不含夾矸。（三）自 燃根據(jù)煙煤部分燃點(diǎn)測(cè)試成果 10 煤層為不自燃～易自燃?；曳郑?）原煤灰分剔除因采樣原因使個(gè)別樣點(diǎn)原煤灰分超過 40%的異常值后，各可采煤層煙煤原煤灰分平均值在 ～%，其中 10 煤層最低。磷10 煤層磷含量平均值在 ～，屬特低磷分煤?！?0176。1)井田范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲(chǔ)量是由煤層面積、容重及厚度相乘所得，其公式一般為：Zg=SMR 21其中： Zg——礦井的工業(yè)儲(chǔ)量； S ——井田水平面積， M——煤層的厚度，； R ——煤的容重，；2)分塊計(jì)算工業(yè)儲(chǔ)量：表 21 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算表等級(jí)塊段標(biāo)號(hào)傾角(176。則：Zi=104 = (萬噸)3）總煤柱量 邊界煤柱： 萬噸。輔助運(yùn)輸采用罐籠，同時(shí)本設(shè)計(jì)的井底車場(chǎng)調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動(dòng)要求。則：T=（120） =（年）既本礦井的開采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。600 及以上 70 35300500 60 30120240 50 25 20 154590 40 20 15 15中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 194 井田開拓 井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。3）本礦地表地勢(shì)平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水體，地面平均標(biāo)高為+。由于本礦表土層較厚，水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，井筒需要才用特殊法施工，故第一水平采用立井開拓。 工業(yè)場(chǎng)地的位置工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田西翼中部。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 22 主要開拓巷道1）運(yùn)輸大巷的布置：運(yùn)輸大巷的布置考慮以下四種技術(shù)上可行的方案: 布置一條巖石集中大巷在 10 煤層底板巖石中布置一條煤層集中大巷在 10 煤層中下面對(duì)以上兩種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較:掘進(jìn)費(fèi)用：表 41 掘進(jìn)費(fèi)用方案一 方案二工程量(m) 單價(jià)( 元/m) 費(fèi)用(萬元) 工程量(m) 單價(jià)(元 /m) 費(fèi)用(萬元)6000(巖石大巷) 6000 2413 4400(石門) 3400 小計(jì) 表 42 維護(hù)費(fèi)用方案一 方案二工程量(m)單價(jià)(元/am) 費(fèi)用(萬元)工程量(m)單價(jià) (元/a一、二水平均采用上、下山開采。 12810790 81079070706570590610630650670690710730750570590610630650670690710730750圖 41 方案一、立井兩水平開拓 21810790 8107907070760570590610630650670690710730750570590610630650670690710730750圖 42 方案二、立井單水平加暗斜井延伸中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 2412810790 8107907070570590610630650670690710730750570590610630650670690710730750 圖 43 方案三、立井單水平開拓（井筒位于井田中央） 21810790 8107907070570590610630650670690710730750570590610630650670690710730750圖 44 方案四、立井單水平開拓（井筒位于井田下部）主井 副井開拓方案一二的的區(qū)別在于第二水平的延伸方式是立井延伸還是暗斜井延伸, 方案三四的區(qū)別在于井筒的位置的。余下的方案二、三在技術(shù)上可行。第二水平 3 個(gè)采區(qū),均為雙翼采區(qū)。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道、電纜道。根據(jù)底卸式礦車的運(yùn)行特點(diǎn)及要求，選用折反式井底車場(chǎng)，為里保證礦井生產(chǎn)及安全的需要，一般井底車場(chǎng)設(shè)有各種硐室。表 413 列車牽引的礦車數(shù)固定礦車(t) 底卸式礦車(t)機(jī)車粘重 7t 架線式 3035 14168t 蓄電池式 2025 1216 1410t 架線式 34 1719 1517單機(jī)14t 架線式 2934 26301215雙機(jī) 10t 架線式 2030 2022 主要開拓巷道主要開拓巷道如運(yùn)輸大巷，主石門（同運(yùn)輸大巷）均布置在底板砂巖中。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮 求實(shí) 奉獻(xiàn) 進(jìn)取 30 Lf 附加長(zhǎng)度一般取 10m。 井底車場(chǎng)從礦車在井底車場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)行特點(diǎn)看，井底車場(chǎng)有兩大類，即環(huán)形式和折反式。 （2）副井副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，凈斷面面積為，井筒內(nèi)裝備一對(duì) 噸礦車雙層四車加寬罐籠一對(duì)，井壁采用混凝土砌碹支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備、矸石等。但是由于煤層 為砂泥巖，方案 3 的較多石門均布置在煤層頂板中，所以巷道維護(hù)費(fèi)用將比方案2 多；綜上所述，方案 2 是最優(yōu)方案，即該設(shè)計(jì)選用立井開拓一水平，暗斜井延伸二水平的開拓方案。方案三、四的區(qū)別在于井筒的位置不同。單水平采用上、下山開采。如圖 41 所示。由于本礦井瓦斯及涌水比較大,所以否定了上下山的開采方案,考慮到階段垂高不能太大,所以本礦井最終采用兩水平的開采方式。風(fēng)井井筒位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個(gè)因素：1）本井田