学海网

毕业设计-济宁三号煤矿8.0Mt/a新井设计-综采工作面沿空掘巷技术浅析，共221页，144681字，附cad设计图纸。
摘要
本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。
一般部分为济宁三号煤矿8.0Mt/a新井设计，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。
济宁三号煤矿位于山东省济宁市境内，交通便利。井田走向（南北）长约9.5km，倾向（东西）长约10.5km，总面积为100km2。可采煤层为三上、三下、16上和17煤层，主采三下煤层，煤层倾角为3~8 ，可采范围内平均厚度为5.26m。井田地质条件较为简单。
井田工业储量为1265.80Mt，可采储量为854.12Mt。矿井设计生产能力为8.0Mt/a。矿井服务年限为82.0a，涌水量不大，矿井正常涌水量为303m3/h，最大涌水量为478m3/h。矿井瓦斯涌出量低，为低瓦斯矿井，煤层易自燃，煤尘易爆炸。
根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓，通过技术经济比较，选择立井两水平分区域开拓作为井田的开拓方式。矿井东区和西区布置两个4.0Mt/a的采煤工作面。
设计首采区采用盘区准备方式，工作面长度250m，采用综合机械化一次采全高采煤法，全部跨落法处理采空区。矿井年工作日为330d，每天净提升时间为16h，工作制度为“三八”制，两班生产，一班检修，生产班每班4个循环，日进8个循环，矿井日产煤23676.64t。
采用胶带输送机运煤，无轨脚轮车辅助运输。主井装备两套带平衡锤的25t双箕斗提煤，副井装备一个双层四车罐笼和双层带平衡锤宽罐笼担负辅助运输任务。矿井通风方式为分区式通风，矿井通风容易。
专题部分题目是综采工作面沿空掘巷技术浅析，主要研究分析了国内外沿空掘巷技术的研究现状，基于沿空掘巷矿压显现及覆岩移动规律和巷道锚网支护机理提出了合理的沿空掘巷围岩控制原则及沿空掘巷围岩控制的大小结构模型，对综采工作面沿空留巷技术做了全面的陈述。
翻译部分主要内容是关于煤矿瓦斯管理的模拟气体回收试验方面的研究，英文题目为：Simulation of an enhanced gas recovery field trial for coal mine gas management。
关键词：立井；两水平；分区域开拓；盘区；分区式通风

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地理位置 1
1.1.2地形特点 1
1.1.3交通条件 1
1.1.4气候条件 2
1.1.5水文情况 2
1.2井田地质特征 2
1.2.1井田地形 2
1.2.2煤系地层 2
1.2.2井田地质构造 4
1.2.3井田水文地质特征 6
1.3煤层 7
1.3.1煤层特征 7
1.3.2煤层围岩性质 7
1.3.3煤的物理性质 8
1.3.4宏观煤特性 8
1.3.5煤的元素分析和工艺性能 8
1.3.6瓦斯、煤尘及自燃 9
2 井田边界和储量 10
2.1井田境界 10
2.1.1井田范围 10
2.1.2开采界限 10
2.1.3井田尺寸 10
2.2井田工业储量 11
2.2.1储量计算基础 11
2.2.2井田勘探程度 11
2.2.3矿井工业储量计算 11
2.3矿井可采储量 13
2.3.1安全煤柱留设原则 13
2.3.2矿井永久保护煤柱损失 13
2.3.3矿井设计储量 17
2.3.4井筒和工业场地保护煤柱损失 18
2.3.5主要井巷煤柱损失 19
2.3.6矿井可采储量 19
3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 21
3.1矿井工作制度 21
3.2矿井设计生产能力及服务年限 21
3.2.1确定依据 21
3.2.2矿井设计生产能力 21
3.2.3矿井服务年限 22
3.2.4井型校核 22
4 井田开拓 24
4.1 井田开拓的基本问题 24
4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 24
4.1.2工业场地的位置 26
4.1.3开采水平的确定及采区划分 27
4.1.4主要开拓巷道 27
4.1.5方案比较 27
4.2矿井基本巷道 36
4.2.1井筒 36
4.2.2井底车场及硐室 43
4.2.3主要开拓巷道 46
5 准备方式—盘区巷道布置 50
5.1煤层地质特征 50
5.1.1盘区位置 50
5.1.2盘区煤层特征 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 51
5.2 盘区巷道布置及生产系统 51
5.2.1 盘区准备方式的确定 51
5.2.2 盘区巷道布置 51
5.2.3 带区生产系统 53
5.2.4 盘区内巷道掘进方法 55
5.3盘区车场选型设计 57
6 采煤方法 58
6.1采煤工艺方式 58
6.1.1盘区煤层特征及地质条件 58
6.1.2确定采煤工艺方式 58
6.1.3回采工作面参数 59
6.1.4回采工作面破煤、装煤方式 61
6.1.5回采工作面支护方式 64
6.1.6端头支护及超前支护方式 65
6.1.7各工艺过程注意事项 67
6.1.8回采工作面正规循环作业 68
6.2回采巷道布置 70
6.2.1回采巷道布置方式 70
6.2.2回采巷道参数 71
6.3工作面控制措施 73
6.3.1工作面防滑措施 73
6.3.2工作面防窜矸措施 73
6.3.3工作面防片帮措施 74
7 井下运输 75
7.1 概述 75
7.1.1矿井设计生产能力及工作制度 75
7.1.2煤层及煤质 75
7.1.3运输距离 75
7.1.4矿井运输系统 76
7.2盘区运输设备选择 78
7.2.1设备选型原则： 78
7.2.2 盘区煤炭运输设备选型及验算 78
7.3大巷运输设备选择 80
7.3.1主运输大巷设备选择 80
7.3.2辅助运输大巷设备选择 80
8 矿井提升 84
8.1矿井提升概述 84
8.2主副井提升 84
8.2.1主井提升 84
8.2.2副井提升设备选型 88
9 矿井通风及安全技术 90
9.1矿井概况、开拓方式及开采方法 90
9.1.1矿井地质概况 90
9.1.2开拓方式 90
9.1.3开采方法 90
9.1.4 变电所、充电硐室、火药库 91
9.1.5 工作制、人数 91
9.2矿井通风系统的确定 91
9.2.1矿井通风系统的基本要求 91
9.2.2、矿井通风方式的选择 91
9.2.3、矿井主要通风机工作方式选择 93
9.2.4、盘区通风系统的要求 93
9.2.5、上下山通风方式的选择 94
9.2.6、工作面通风方式的选择 94
9.3矿井风量计算 95
9.3.1工作面所需风量的计算 95
9.3.2备用面需风量的计算 97
9.3.3掘进工作面需风量 97
9.3.4硐室需风量 100
9.3.5稀释无轨胶轮车（柴油机车）废气需风量 100
9.3.5其它巷道所需风量 100
9.3.6矿井总风量 101
9.3.7风量分配 102
9.4矿井阻力计算 102
9.4.1矿井最大阻力路线 102
9.4.2矿井通风阻力计算 104
9.4.3矿井通风总阻力 104
9.4.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔 111
9.5选择矿井通风设备 112
9.5.1选择主扇 112
9.5.2电动机选型 117
9.5.3主要通风机附属装置 117
9.6安全灾害的预防措施 118
9.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 118
9.6.2预防井下火灾的措施 120
9.6.3防水措施 122
9.6.5其他安全措施 123
10 设计矿井基本技术经济指标 124
专题部分
综采工作面沿空掘巷技术浅析 127
1前言 127
2国门内外研究现状综述 128
2.1工程实践研究综述 128
2.2理论研究综述 129
3沿空掘巷巷道围岩变形的影响因素 130
3.1围岩岩性和顶底板条件 130
3.2采深和应力环境 130
3.3结构面 131
3.4煤柱 131
4.沿空掘巷岩体结构及其稳定性研究 131
4.1巷道围岩力学环境 131
4.2沿空掘巷的矿压显现 132
4.2.1沿空掘巷的围岩应力和围岩变形 132
4.2.2窄煤柱巷道的围岩应力和围岩变形 132
4.2.3沿空掘巷的三种方式 133
4.3沿空掘巷围岩破断的基本规律 134
4.3.1沿空掘巷老顶破断的基本规律 134
4.3.2沿空掘巷的围岩变形破坏特征 135
4.4巷道压缩下沉与底板鼓起之间的关系 136
4.5沿空掘巷上覆岩体结构稳定性分析 136
4.5.1沿空掘巷顶板关键层 136
4.5.2采空区上覆岩层结构与沿空巷道的关系 137
4.5.3掘进前上覆岩体结构稳定性分析 137
4.5.4掘进时上覆岩体结构稳定性分析 138
4.5.5掘巷后上覆岩体结构稳定性分析 139
4.5.6采动影响下沿空掘巷围岩变形分析 139
4.6沿空掘巷的围岩稳定基本原理 140
4.6.1沿空掘巷的围岩力学环境 140
4.6.2沿空掘巷上覆岩体大结构稳定性分析 140
4.6.3沿空掘巷围岩锚固小结构稳定性分析 141
5.沿空掘巷窄煤柱巷道围岩控制理论 142
5.1护巷窄煤柱力学条件分析 143
5.2沿空掘巷窄煤柱巷道支护原理 143
5.2.1悬吊理论 143
5.2.2组合梁理论 144
5.2.3组合拱理论 144
5.2.4最大水平应力理论 144
5.2.5松动圈理论 144
5.2.6锚杆支护巷道围岩强度强化理论 145
5.3沿空掘巷窄煤柱巷道锚杆与围岩相互作用机理 145
5.3.1高强度锚杆支护强化巷道围岩强度理论和锚固平衡拱理论 145
5.3.2保持窄煤柱稳定是控制围岩稳定的关键 145
5.3.3高阻让压支护控制围岩变形 145
5.3.4应用加强支护小孔径锚索防止锚固区外围岩离层和塑性区的扩展 146
5.4沿空掘巷围岩控制的关键技术 146
5.4.1锚杆的预紧力 146
5.4.2锚杆的支护强度 147
5.4.3合理加强支护 147
5.5沿空窄煤柱巷道支护的关健问题 148
5.6沿空窄煤柱巷道变形特点及支护要点 149
6.沿空掘巷合理位确定 150
6.1沿空掘巷窄煤柱的基本特征 150
6.2沿空煤体边缘力学状态分析 151
6.2.1沿空煤体边缘应力分布 151
6.3沿空掘巷窄煤柱应力分析及变形破坏机理 151
6.3.1沿空掘巷窄煤柱应力分布 151
6.3.2沿空掘巷位置分析 152
6.3.3沿空掘巷窄煤柱变形破坏机理 153
6.4合理煤柱宽度设计原则 153
6.5窄煤柱宽度计算 154
6.5.1巷道塑性区理论计算法 154
6.5.2数值模拟分析法 155
6.5.3工程实践分析法 156
6.5.4窄煤柱的最终确定 156
7.沿空掘巷的主要经验 157
8.工程应用 157
8.1工程概况 157
8.2巷道围岩控制的关键技术 157
8.2.1顶板支护技术 157
8.2.2两帮支护技术 158
8.2.3卸压技术 158
8.3巷道具体支护设计方案 158
8.3.1巷道断面设计 158
8.3.2支护参数设计 159
8.3.3卸压槽参数 159
8.4矿压监测及分析 160
8.5结论 160
9总结 160
参考文献 161
翻译部分
英文原文 163
中文译文 186
感谢 202
致 谢 203