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平煤十一矿15Mta吨新井设计

(毕业论文专题题目：瓦斯治理新技术探讨)设计说明书


摘  要

本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。
一般部分为平煤十一矿1.5Mt/a新井设计。平煤十一矿位于平顶山矿区的西南缘，交通便利。主采煤层为二1、四2、五21、五22煤，主要面对二1煤进行设计。煤层倾角为5.8~34.8 ，平均总厚度为4m。井田地质条件较为简单。
井田工业储量为16464万t，可采储量为9960万t。矿井设计生产能力为1.5Mt/a，矿井服务年限为50.1a。矿井正常涌水量为342m3/h，最大涌水量为462m3/h；矿井相对瓦斯涌出量为10.3m3/t，属高瓦斯矿井。
根据井田地质条件，本设计采用双立井单水平开拓方式，井田采用带区式加采区式布置方式，共划分为八个带区，两个采区，轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷，布置在二1#煤层底板岩层中。考虑到本矿井为高瓦斯矿井，矿井通风方式采用两翼对角式通风，并在开采前预掘底板瓦斯抽排巷进行瓦斯提前卸压抽放。
一般部分共包括10章：1、矿区概述与地质特征；2、井田境界和储量；3、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4、井田开拓；5、准备方式——带区巷道布置；6、采煤方法； 7、井下运输；8、矿井提升；9、矿井通风与安全；10、设计矿井基本技术经济指标。
专题部分题目是平煤十一矿瓦斯治理新技术，主要是从瓦斯的基本特征、瓦斯抽放技术及瓦斯监测技术三个方面简要论述了瓦斯治理新技术。
翻译部分主要内容是煤与瓦斯突出矿井无人工作面开采保护煤层的研究，通过理论分析和数值模拟，设计出瓦斯抽放的方案。

关键词：双立井；带区布置；综采大采高；两翼对角式；

 
ABSTRACT

This design includes three parts: the general part, the special subject part and the translation part.
The general design is about a 1.50 Mt/a new underground mine design of Mine Pingdingshan XI. The second, the forth and the fifth are the main coal seams, and its dip angle is 5.8~34.8 degree. The thickness of the mine is about 4m in all. The geologic structure of this coalfield is simple.
The proved reserves of this coal mine are 164.64 Mt and the minable reserves are 99.60Mt, with a mine life of 50.1 a. The normal mine inflow is 342 m3/h and the maximum mine inflow is 462 m3/h. The mine gas emission rate is 10.3 m3/t which can be recognized as high gas mine.
Based on the geological condition of the mine, this design uses a duel-vertical shaft single-level development method, and full strip preparation ,which divided into eight bands and two districts, and track roadway, belt conveyor roadway and return airway are all rock roadways, arranged in the floor rock of the second coal seam. Taking into account of the high gas emission, mine ventilation method use two diagonal wings ventilation, and excaves bottom gas drainage roadway before mining to relief gas pressure in advance.
This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Underground transportation of the mine; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms of the designed mine.
The topic of special subject parts is Pingdingshan Coal Mine Gas Control Technology, his paper discusses the application of future development and application. The main shaft skip install skip and the auxiliary shaft install cage. The two wings opposite angles ventilation system is used in the mine.
Translation part is aboat mining the protective seam with the manless working face. Stis shown that the decrease both in operation concentration and the share of pillar mining at deep mines is connected with increasing difficulties in development working support behind the face as well as prevention of roof caving in face area.
Keywords: double vertical shaft; band mode; full-height coal caving; two diagonal wings ventilation

目    录

一般部分
1 矿区概述及井田地质特征 1
1.1矿区概述 1
1.1.1地形 1
1.1.2气候 1
1.1.3水文 3
1.1.4地震 4
1.1.5区域经济概况 5
1.2井田地质特征 5
1.2.1地层 5
1.2.2水文地质特征 8
1.3煤层特征 12
1.3.1煤层 12
1.3.2煤质 15
1.3.3煤层开采技术条件 18
2 井田境界与储量 20
2.1 井田境界 20
2.2 矿井工业储量 20
2.3矿井地质储量 21
2.3.1储量计算基础 21
2.3.2矿井地质储量计算 21
2.3.3矿井工业储量计算 22
2.4 矿井可采储量 23
2.4.1井田边界保护煤柱 23
2.4.2工业广场保护煤柱 23
2.4.3断层保护煤柱 24
2.4.4风井保护煤柱 25
2.4.5大巷保护煤柱 25
2.4.6矿井可采储量 25
3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 26
3.1矿井工作制度 26
3.2矿井设计生产能力及服务年限 26
3.2.1确定依据 26
3.2.2矿井设计生产能力 26
3.2.3矿井服务年限 26
3.2.4井型校核 27
4 井田开拓 28
4.1井田开拓的基本问题 28
4.1.1确定井筒形式、数目、位置 28
4.1.2阶段划分和开采水平的确定 30
4.1.3主要开拓巷道 30
4.1.4开拓方案比较 30
4.2矿井基本巷道 39
4.2.1井筒 39
4.2.2井底车场及硐室 43
4.2.3大巷 44
4.2.4巷道支护 49
5 准备方式—带区巷道布置 50
5.1煤层地质特征 50
5.1.1带区位置 50
5.1.2带区煤层特征 50
5.1.3煤层顶底板岩石构造情况 50
5.1.4水文地质 50
5.1.5地质构造 50
5.1.6地表情况 50
5.2带区巷道布置及生产系统 50
5.2.1带区准备方式的确定 50
5.2.2带区巷道布置 50
5.2.3带区生产系统 51
5.2.4带区生产能力及采出率 54
5.3带区车场选型计算 55
5.3.1带区车场的形式 55
5.3.2带区车场的调车方式 55
5.3.3带区主要硐室布置 55
6 采煤方法 57
6.1采煤工艺方式 57
6.1.1 带区煤层特征及地质条件 57
6.1.2确定采煤工艺方式 57
6.1.3回采工作面参数 58
6.1.4回采工作面采煤机、刮板输送机选型 58
6.1.5采煤工作面支护方式 60
6.1.6端头支护及超前支护方式 62
6.1.7各工艺过程注意事项 63
6.1.8采煤工作面正规循环作业 65
6.2首采工作面回采巷道布置 67
6.2.1回采巷道布置方式 67
6.2.2回采巷道参数 67
7 井下运输 73
7.1概述 73
7.1.1井下运输设计的原始条件和数据 73
7.1.2运输距离和货载量 73
7.1.3矿井运输系统 73
7.2带区运输设备选择 74
7.2.1设备选型原则 74
7.2.2带区设备的选型 74
7.2.3带区运输能力验算 76
7.3大巷运输设备选择 77
8 矿井提升 79
8.1矿井提升概述 79
8.2主井提升 79
8.2.1箕斗 79
8.2.2提升机 79
8.2.3钢丝绳技术特征 80
8.2.4提升能力验算 80
8.3副井提升 81
9 矿井通风及安全 83
9.1矿井通风系统的选择 83
9.1.1矿井通风系统的基本要求 83
9.1.2矿井通风系统的确定 83
9.1.3带区通风系统的确定 84
9.2矿井风量计算 85
9.2.1通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定 85
9.2.2各用风地点的用风量和矿井总用风量 89
9.2.3风量分配及风速验算 92
9.2.4通风构筑物 93
9.3矿井通风阻力计算 93
9.3.1计算原则 93
9.3.2矿井最大阻力路线 94
9.3.3矿井通风阻力计算 94
9.4选择矿井通风设备 98
9.4.1选择主要通风机的基本原则 98
9.4.2通风机风压的确定 98
9.4.3主要通风机工况点 100
9.4.4 主要通风机的选择及风机性能曲线 100
9.4.5电动机选型 103
9.6安全灾害的预防措施 103
9.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 103
9.6.2预防井下火灾的措施 104
9.6.3防水措施 104
10 矿井基本技术经济指标 105
专题部分
瓦斯治理新技术 106
1 瓦斯基本特征 106
2 矿井瓦斯抽放的方法 108
3  矿井瓦斯检测及监测 122
4结论 125
翻译部分
英文原文 126
中文译文 136
参考文献 143
致  谢 145