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专题部分深埋高应力回采巷道变形破坏规律及支护对策研究第 11 页 共 143页深埋高应力回采巷道变形破坏规律及支护对策研究摘要：由于深部巷道应力构成复杂、环境影响加剧、围岩类型多变，深部巷道的破坏变形依然严重，对一深部复杂高应力条件下巷道围岩的变形破坏机理、支护对策等仍需深入研究。本文采用实验室研究、 理论分析、及现场观测等方法，对深部开采围岩的微观组成、力学特性、变形破坏机理、支护技术等进行了研究。从围岩对巷道工程支护对策选择及方案设计思路的影响出发，把深部围岩分为高应力完整围岩、高应力较完整层状围岩、高应力破碎围岩、高应力软弱围岩四种类型，并将深部复杂条件下的四类围岩归为离层断裂型和压力释放型工程软岩进行变形破坏特性、机理研究，进而提出支护对策及“刚柔互补、长短结合、及时主动、协调在控”支护原则。针对离层断裂型工程软岩巷道提出“及时抗压、一次到位”高强支护技术，并在现场应用，取得良好效果。关键词: 深部巷道支护；压力释放；协调在控Study on deformation and failure law of deep buried high stress mining roadway and its supporting measuresAbstract: The breakage and deformation of deep roadway still serious since stress forming complex, theconditions influencing on surrounding rock aggravating and the vary surrounding rock. So it is stillnecessary to research on deformation, damaging mechanism and supporting countermeasure for allkinds of surrounding rock in deep high complex stress conditions. In this dissertation, combined the ways such as laboratory research, model test, theoretical analysis, numerical calculation and situobservations etc，to research the micro-components, mechanical parameters; deformation and damaging mechanism, the using main construct model, supporting technology and optimizingscheme for the vary deep rock mass. Based on the influence of wall rock to supporting form and effect, it classified the deep wall rock to four kinds of high stress integral surrounding rock, more integral bedded surrounding rock, loosened surrounding rock, and soft surrounding rock. Based on the classified scheme, -compartmentalized the four kinds wall rock to apart bedding rupture and pressure releasing engineering soft rock, and research their deformation characteristic and destroy mechanism, and bring foreword the supporting countermeasure and the theory of firm and flexible coupling long and short supporting material integrating, active and in-time supporting corresponding and deformation controlling. The once in-time support resisting high strength supporting technology was advanced to deal with the apart bedding rupture engineerig soft rock. These technologies applied in represented mines and gained well effect.Key words: deep roadway supporting；pressure releasing；corresponding and deformation controlling1绪论本章主要论述了深部复杂条件下巷道围岩特性及支护技术研究的必要性，总结了国内外深部巷道支护工程的不同发展阶段开发研制的设备、材料、技术等，分析其能解决的问题及存在的缺陷。对国内外深部巷道支护技术、支护理论的适用条件及研究方向进行了分析，针对深部复杂高应力巷道支护存在的问题，确定了本文的研究内容、研究方法、技术路线及预期研究目标。1.1研究背景煤炭是目前我国国民经济赖以生存和发展的主要能源。随着国民经济的快速发展，我国经济进入重工业化阶段，处于工业化中期和新一轮经济周期的上升期。主要耗煤行业的一些基建项目也将陆续投产，将增加对煤炭的需求。虽然近年来国家能源结构正处调整时期，但是，受资源条件限制，我国以煤炭为主的能源格局较长期内不会有大的变化。由于深井开采引发的灾害日趋严重，对深部复杂高应力条件下巷道支护技术研究将是相当长时间内研究的重点。由原始沉积作用和后期构造作用造成的含煤岩系的非连续性和非均质性，随着煤炭开采深度的增加引起围岩自重压力的增大和构造应力的增强，表现为围岩发生剧烈变形、巷道和采场失稳，并易发生破坏性的冲击地压，给巷道支护和顶板管理带来许多困难。对全国重点煤矿的调查表明，近10年的支护费用增加了1.4倍，但一些矿井的翻修率仍超过40%甚至更高，深部巷道的支护将是影响深部开采的主要因素。深部围岩条件发生了很大的变化，高地应力与采动影响将更加显著，深部固有软岩特性将更加突出，即使坚硬岩石也会呈现明显的软化和弱化现象，即硬岩软化、围岩条件极破碎、强膨胀、流变时间效应的影响，呈现大面积冒落破坏特性等，巷道维护方面存在的困难将无疑要超过上部其他水平直接影响煤矿安全生产。显然，开采深度的增加必然导致开采成本的增加，因此，如何解决深部高地应力、强构造应力围岩巷道的支护问题就成为亟需研究的难题。本论文主要研究内容是深部复杂高应力条件下巷道变形破坏规律及支护对策研究。1.2国内外研究现状1）国外研究自20世纪80年代进入深部开采以后，德国、俄罗斯等对深部回采巷道围岩变形破坏进行了大量研究，获得成果颇丰。鲁尔矿区先后对260个工作面回 采巷道的矿压观测数据统计处理分析得到顶底板收敛量与开采深度、开采厚度、巷旁充填指数、底板岩性指数的多元回归公式，该回归公式的标准方差为03，实测巷道收敛量与平均值的偏差约为9：同时就巷道底鼓量与这四种因素影响之间关系进行了定性定量分析。前苏联对顿巴斯矿区的大量深部巷道矿压实测资料分析得出了巷道掘进期间顶板、两帮位移量的经验公式，与此同时前苏联的Ar普洛托谢尼雅等还采用理论分析计算深井巷道的变形量。除德国和俄罗斯外，国外其他主要采煤大国的开采深度远没达到我国中东部地区，随着我国深部开采工程量的逐年增加，深部开采回采巷道围岩变形破坏 机理研究成果渐多，总体可归为两大类：一类是开掘初期考虑损伤、扩容对深部回采巷道围岩稳定性的影响；另一类是回采期间支承压力对回采巷道围岩结构稳定性的影响分析。 国外己经历深部回采巷道工程并进行过深入研究的国家有前苏联、德国、波兰、日本、澳大利亚、美国、英国、加拿大、瑞典、意大利、南非等。研究的主要突破点是支护新材料支护设备方面，在支护材料方面主要研发了锚杆支护、喷射混凝土支护、钢结构支护等，在围岩变形及地质规律研究方面开展了软岩物理力学特性及微观结构的初步研究，但没有进入实质性应用阶段，研究进展不明显。在复杂高应力围岩变形破坏特性、地质规律等方而的研究只处于探索阶段。2）国内研究深部巷道应考虑(粘)弹塑性、损伤、扩容等影响。孙钧、陈宗基等从(粘)弹塑性角度分析围岩的变形、失稳问题，贺永年、蒋斌松、张强采用非关联法则对巷道受力变形进行弹塑性分析，获得了应力和变形的完整解，潘阳分析了基于MC准则的不同侧压系数对圆形巷道的变形影响，张小波基于DP准则分析了峰后应变软化与扩容对圆形巷道围岩弹塑性影响，董方庭提出巷道围岩松动圈失稳破坏规律，并针对深井巷道围岩松动圈开展预分类研究，李铀通过塑性力学求解新体系确定深部开采圆形巷道的塑性斟，于学馥认为巷道围岩破坏的原因是由于应力超过岩体弹性极限，轴比因塌落改变，从而导致应力的重新分布，在工作面回采期间，常布置于煤层巷道中的回采巷道因顶板、巷帮、底板的 岩性、结构及工程条件的差异影响，其围岩变形破坏的机理更加复杂。深部开采巷道支护而临两个方而的问题，一方面矿山压力及构造应力增大、影响烈度加大、作用方式更复杂，另一方而是深部围岩条件发生了变化，表现为泥岩、页岩、粉砂岩等软岩组成比例增加，深部巷道所处环境越来越对软岩及工程软岩不利。目前，国内对深部巷道工程软岩的研究进展主要体现在围岩变形特性及联合支护技术的研究。联合支护技术主要包括:锚杆+喷射混凝土(以下简称“锚喷”)，锚喷网，锚喷网+锚索，锚喷网+锚索+锚注，U型棚+锚索+锚注。围岩变形特性方面主要研究成果是:认为深部工程软岩及软岩巷道具有典型的流变特性，须采用因地制宜、联合多次支护、新奥法综合治理措施及施工技术。以上支护技术大部分是对软岩及工程软岩巷道支护技术做了定性研究，缺乏对深井巷道围岩进行分类、施工具体措施不明确。1.3研究的内容(1)围岩变形破坏机理对于深部复杂高应力岩体工程来说，单凭增强支护强度，而不注重围岩与支护体的变形协调和祸合难以达到理想的支护效果。(2)从围岩对巷道工程支护对策选择及方案设计思路的影响出发，对深部复杂高应力围岩进行分类;从巷道围岩变形破坏过程及机理出发，将深部巷道归为两类进行研究，即深部复杂高应力压力释放型工程软岩巷道、深部复杂高应力离层断裂型工程软岩巷道。(3)支护对策深部复杂高应力巷道所表现出的工程软岩特性与一般软岩巷道的不同在于应力场的大小、方向、组成不同，围岩的变形诱因及作用机理不同，围岩的变形、破坏形态不同。2深井巷道围岩应力分布规律及破裂范围分析2.1深井巷道围岩应力分布规律及破裂范围分析深部巷道开挖引起的围岩力学形态是复杂的过程，由于采深的增加引起的矿压显现也与浅部开采时有很大不同。在一定地质条件下，巷道的稳定性取决于采动引起的围岩应力的分布范围和集中程度，深井巷道原岩应力大，形成的支承应力增高，巷道的变形及破坏的程度增大，且在高地应力作用下，巷道变形要经历一个比较长的时间过程后逐渐趋于一个较稳定的变形速度，巷道围岩长期处于蠕变状态，因此应分析巷道在动压影响下其围岩的受力状态，计算巷道围岩的塑性区范围大小、周边位移及破裂范围，总结出围岩运动特点、应力分布规。从而得出煤层开采过程中采场前方的支承压力分布，应力增高系数大小及其采动状况与巷道围岩变形的关系。2.2未受采动影响的巷道围岩变形及应力分布规律未经采动的岩体，在巷道开掘以前通常处于弹性变形状态，岩体的原始铅直应力等于上部覆盖岩层的重量。巷道开掘后，巷道围岩应力要发生重新分布并同时作用于巷道围岩，巷道围岩内部出现应力集中。当集中应力小于围岩极限强度时，巷道围岩处于弹性状态；大于极限强度时，围岩处于塑性状态甚至破裂松动状态。2.3采动影响下巷道围岩应力分布规律煤层开采过程中，采场周围的岩体应力分布发生变化，围岩应力的动态变化导致采场围岩出现应力集中区与降低区，从而引起采场附近的巷道围岩发生不同程度的变形和应力再分布。煤层开采后，采空区上部岩层重量将向采空区周围新的支承点转移，从而在采空区四周形成支承压力带，分别为移动性支承压力或临时支承压力、固定支承压力或残余支承压力和采空区支承压力。采空区周围固定支撑压力影响范围随回采空间形状和面积而改变，并于距离空区边缘的远近有关，固定去承压力的影响宽度从几十米到上百米，围岩应力一般比自重应力高数倍。2.4上分层回采对下分层巷道围岩变形影响分析急倾斜煤层水平分层综放开采条件下，由于煤层结构的复杂性，工作面接替往往在上下分层段内进行。因此，在上分层采动过程中，下分层接替工作面的两巷正在掘进，即采、掘工作在上、下分段内同时进行，必然上分层开采动压在工作面前方引起应力增高，即超前支承压力对下分层掘进巷道产生严重影响。观测表明，工作面前方支承压力影响范围约 30m左右，支承压力峰值到煤壁的距离约1015m。其分布形态如图所示，由于煤体被采出，在工作面两个侧面的岩层上引起侧支承压力，其影响范围为 1020m，支承压力峰值距采空区边缘约58m。2.5巷道变形破坏影响因素巷道围岩的变形是矿山压力显现的综合反映，巷道围岩普遍处于破裂状态是深井巷道矿山压力的明显特征。巷道围岩破裂范围即破裂区厚度是围岩应力与围岩强度共同作用的结果可以作为评价深井巷道稳定性和支护难易程度的指标。并且，围岩破裂是深井巷道变形量大的根本原因，破裂区厚度是巷道变形量的主要决定因素。巷道围岩破裂区厚度是深井巷道矿压控制的一个重要的基础参数。I-松动圈（残余强度区）；II-松动圈（软化区）；III-塑性区；IV-弹性区图1 巷道围岩分区与岩石全应力应变曲线的对应关系根据巷道围岩分别处于弹塑性状态、应变软化状态和残余强度状态的特点，对于静水应力状态下的无限长圆形巷道，假设其围岩近似满足弹塑性理论的基本假设并且忽略围岩的自重，松动圈的半径可以用下式计算： 松动圈（破裂区）的厚度sL 为：LP=RP-ro3巷道综合控制方法与措施3.1巷道支护参数巷道断面形状为梯形，断面尺寸为4400mm X 3 600mm。支护参数为:顶部采用c=20mm，长2500mm螺纹钢筋树脂锚杆，间排距800 X 800mm;左帮采用-20mm，长1600mm螺纹钢筋树脂锚杆;右帮采用 -20mm，长度为2200mm玻璃钢锚杆;帮部锚杆间排距800X800mm;锚固剂型号为MSK23/35，梯形布置，全断面挂网。顶锚索采用c=15.24钢绞线(1X7股)，长度 SSOOmm，间排距2500mmX3000mm,锚固剂型号为MSK23/35。3.2巷道围岩稳定综合控制技术根据目前对深埋矿井动压现象与发生机理的认识，应当提高巷道围岩稳定性措施主要在从降低围岩应力，改善巷道围岩性质，合理选择支护形式，提高支护强度等相关技术措施和加强安全管理两方面入手来解决问题。本文提出以下提高巷道围岩稳定性措施。回风顺槽采用加长锚固锚杆组合支护系统，并用锚索进行补强，在巷道压力增大的地段，用“工”字钢梁配合单体液压支柱进行补强支护。(1)顶板支护锚杆形式和规格:杆体为22#。左旋无纵筋螺纹钢筋，长度为2500mm;北翼，杆体为22#左旋无纵筋螺纹钢筋，长度为2500mm。锚固方式:树脂加长锚固，采用两支锚固剂，一支规格为K2335，一支为22360,钻孔直径为28mm,锚固长度为1300mm。钢筋托梁规格:采用14的钢筋焊接而成，宽度为80mm，长度3000mm。托板:采用拱型高强度托盘。锚杆角度:靠近上沿帮的项板锚杆安装角度与竖直方向成300，靠近下沿帮的顶板锚杆安设角度与竖直方向成450，其它锚杆垂直顶板。网片规格:采用菱形金属网护顶。锚杆布置:锚杆排距750mm，每排5根，间距750mm。锚索规格和锚固形式:锚索材料为17.81mm, 1X7股高强度低松驰预应力钢绞线，长度9300mm，树脂加长锚固，采用一支K23 3 5和两支22360树脂药卷锚固，锚固长度1500mm。锚索布置:每隔1500mm打一根锚索，锚索安装在顶板中部;北翼，每隔750mm打一根锚索，并呈三花形布置;锚索托梁为高强度锚杆自制托梁，宽120mm，长360mm。(2)巷帮支护锚杆形式和规格:南翼，杆体为22#左旋无纵筋螺纹钢筋，长度为2400mm;北翼，杆体为22#左旋无纵筋螺纹钢筋，长度为2600mm。锚固方式:树脂端部锚固，采用一支锚固剂，规格为22360。钻孔直径为28mm,锚固长度900-950mm。钢筋托梁规格:采用中 14mm钢筋焊接而成，宽度80mm，长度2.6m。托板:采用拱型高强度托板。锚杆角度:巷道上、下角锚杆安设角度与水平线成10度，其它锚杆垂直煤壁。网片:采用菱形金属网护帮。锚杆枷置:锚杆排距750mm，每排5根，间距为600mm。锚杆角度:上、下角锚杆与水甲线呈1000，其它锚杆垂直煤帮。(3)补强支护在巷道上沿(煤壁侧)高1w-1.5米处，在每两排锚杆中问补打一根22*2600高强度螺纹钢锚杆，下沿(顶板侧)上角和高1.4w-1.8米处，在每两排锚杆中间补打一根X22*2600高强度螺纹钢锚杆，并呈三花形布置。3.3巷道围岩稳定综合控制措施(1)合理采掘布置，减小矿井开采强度在急倾斜煤层开采期间，将矿井年产量由4.5Mt减少到4Mt以下，将3个综采工作面减少为2个综采工作;两个综采工作面之间的水平距离由110350m增大到500m以上，使塌陷严重的顶板和采空区岩石在下一工作面开采时相对稳定，增加上覆岩层自稳时间，减小采煤工作面快速推进对本分段和下分段巷道的采动影响。(2)加强巷道支护强度从矿压监测结果和矿井实际支护情况看，采动影响大，矿压显现强度大，锚杆、锚索受力大，存在拉断现象;W钢带强度小，容易变形和拉裂，巷道变形量大，支护强度相对不足。因此，必须提高巷道支护强度，将锚杆直径由20mm增大到22mm，长度由2200mm增大到2600mm，采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆配套锚索进行锚网索联合支护。锚索直径由15.24mm增大到17.8mm，并减小间、排距。巷顶的W钢带改为钢筋托梁，钢筋托梁采用直径16mm的钢筋焊接，宽度100mm，长度根据巷道宽度和高度确定。(3)巷道单体支柱补强支护上下平巷超前工作面20m范围内，采用单体柱配合绞接梁进行超前支护。靠上帮一排20m，靠下帮一排l0m。超前支护柱距1.2m，相邻两柱之间用cp6mm钢丝绳联锁，防倒柱伤人，顶板破碎地段梁上铺设金属网。回风顺槽超前支护区支护方式:在以上支护方式的基础上，增加刚支架支护，棚距0.5米。煤层松软的巷道、全部北翼巷道和开切眼等高压力、强地压、矿压显现频繁的支护困难巷道，边掘进边采用单体液压支柱补强支护，单体支柱紧跟掘进机转载机布置，压力大时紧跟掘进机布置，支柱间距不大于1.5 m。对于压力大、煤层松软破碎、易变形巷道，要采用单体支柱1梁2柱棚式补强支护，并将支柱的柱头和工字钢梁用铁丝系在巷道顶部的金属网上，防止倒柱伤人。(4)上部采煤工作面推进到下分段掘进工作面时加强支护当掘进工作面上部两分段中任何一分段的综采面推进到距该掘进面200m处时，掘进面从距采煤工作面180m处开始采用每排两柱或每排1梁两柱、排间距不大于1.5m的支护方式加强支护(柱头和工字钢梁用铁丝系在巷道顶部的金属网上);当掘进工作面距离上部任一分段采煤工作面50m时，该掘进工作面停止掘进，直到上部采煤工作面推进跨过该掘进工作面80m时再开始掘进，掘进时加强支护，掘进20m后恢复正常支护。当巷道压力较大时，必须根据现场情况延长加强支护的巷道长度。4结论深部矿井回采巷道，一般位于煤层中且受到多次回采动压的影响，如何保证安全生产、防止事故发生、减少经济损失己成为重要的事情。本论文围绕深井回采巷道中存在的问题，确立了巷道围岩的变形机理及支护方式，提出了巷道支护的途径和方法，对深井回采巷道围岩破裂演化规律和破坏机理进行了探讨，获得了如下研究成果和结论:(1)深部回采巷道埋深大，地应力高，加上采动支承压力的影响，巷道变形极为严重。另外，在这样小的层间距和开采区域内，多层同采同掘必然造成采动影响相互作用，相互叠加，更加重了矿压的显现的激烈程度。 (2)深埋矿井采用合理开采布置与正确的开采方法对避免形成高度应力集中，防止积累大量能量，消除动压灾害的发生极为重要。调整开采部煤岩合理布置不同阶段回采工作面和掘进工作面之间在空间和时间上的关系，即在空间上两个工作面间相互应保持一定的距离，以免超前支承压力相互迭加，造成下方巷道应力的过度集中，使发生动压的危险性增大；在时间上，当上层工作面通过下层工作面上方时，下层工作面应停止一段时间当上层工作面推过后下层工作面再正常作业。(3)在进行锚网索+钢梁祸合支护以后，巷道四周围岩应力增加，起到联合加固作用;围岩破碎范围减小，说明锚网索+钢梁支护能很好的维护巷道的稳定。锚网索耦合支护中锚网初次祸合支护的作用是围岩应力集中区在协调变形过程中实现应力的转移和扩散从而在巷道周边形成一定厚度的承压拱锚索的作用是二次关键部位的加强支护实质是在充分发挥锚网支护强度的同时调动深部岩体的强度抑制关键部位的出现，最终达到支护的有效目的。参考文献1李全生.面向21世纪开采技术创新方向探讨.底下开采现代技术理论与实践.北京:煤炭工业出版社.2002.87-942钱七虎.非线性岩石力学的新进展一深部岩体力学的若干关键问题J.第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集.北京:科学出版社，2004:10-173陈庆敏、郭颂、张农.煤巷锚杆支护新理论与设计方法，矿山压力与顶板管理，2002.14董方庭.巷道围岩松动圈支护理论及应用技术，煤炭工业出版社，2001.105于学馥，郑颖人，刘怀桓，等.地下工程围岩稳定分析M.北京.煤炭工业出版社，19836杨志国，于润沧，郭然.深部高应力区采矿研究综述J.金属矿山，2007,396(3):697何满潮.深部开采岩石力学现状及其展望M.第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集.北京:科学出版社，20048陶振宇.岩石力学的理论与实践M北京:水利出版社，19819钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制M徐州:中国矿业大学出版社，200310何满潮.中国煤矿巷道支护理论与实践.徐州:中国矿业大学出版社，1996 届XXX学院本 科 毕 业 设 计 （论 文） 设计题目： 开滦集团范各庄东矿2.4Mt/a新井设计 专题题目：深埋高应力回采巷道变形破坏规律及支护对策研究姓 名： 学 号： 专业班级： 院 部： 安全工程学院 指导教师： 职 称： 20XX年06月10日开题报告论文题目： 开滦集团范各庄东矿2.4Mt/a新井设计 专题题目： 深埋高应力回采巷道变形破坏规律及支护对策研究 学生姓名： 学 号： 院 （部）： 安全工程学院 专 业： 班 级：: 指导教师： 20xx年 3月 28日开题报告填写要求1. 开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。在指导教师指导下，学生在毕业设计（论文）工作开始前完成，指导教师签署意见、系（教研室）审查后生效；2. 学生应按照统一要求（从教务处网站下载开题报告标准格式电子文档）填写开题报告，其中：字体小4号宋体，行距20磅，日期的填写一律用阿拉伯数字书写，如“20xx年1月17日”或“20xx-01-17”；3. 根据专业的具体情况，学生应查阅一定数量的参考文献（不包括辞典、手册）；4. 完成后及时交给指导教师签署意见。开题报告1. 设计背景或研究意义 （一）开滦范各庄东矿范各庄矿业分公司位于开平向斜之东南翼、河北省唐山市古冶区境内。井田南北走向长12.25公里，东西最大倾斜长3.92公里，井田面积32.33平方公里。井田地理位置优越，交通线四通八达。本毕业设计根据范各庄东矿地质条件和开采技术条件，设计完成年产2.4Mt/a新井设计。（二）研究意义毕业设计是采矿工程专业学生学习的最后一个实践教学环节。通过毕业设计，对所学的基础理论知识和专业理论知识进行一次系统性的总结，并结合实际条件加以综合利用，以巩固和扩大所学的知识，巩固和发展学生的运算和绘图的工程技能，培养和提高学生分析和解决实际问题的能力和素质，丰富学生的生产实际知识。在毕业设计中，通过对某一理论或生产实际问题的深入分析研究，培养、锻炼和提高学生的科技论文写作能力和科研能力。通过毕业设计，可以进一步培养和锻炼学生的动手能力，学会把理论与实践相结合，从多方面多角度去解决问题。 开题报告2.设计的主要环节或论文的基本内容 （一）设计主要环节 编写毕业设计说明书一份，说明书内容包括：封面，扉页，中英文摘要，目录，正文，外文翻译资料及参考文献。图纸部分包括：矿井开拓巷道布置平剖面图和采区（带区、盘区）巷道布置图及采煤工作面布置图等。 （二）论文基本内容（1）在了解矿区概况和井田地质特征的基础上，按照井田的境界和煤层的赋存条件，计算井田储量；（2）根据所要设计的矿井年产量和矿区煤层赋存概况，计算矿井服务年限，并进行井型校核；（3）确定矿井开拓方案。开拓系统的设计，包括井筒形式及井筒位置的确定、开采水平的设计、采（带）区划分及开采顺序、开采水平与回风水平、井底车场形式选择、开拓系统综述等；（4）采准巷道布置。根据采区（带区）的地质概况及煤层特征，确定采区形式、采区上（下）山或带区的数目、位置及用途，区段的划分、区段平巷（带区斜巷）的布置方式、层间或分层间的联系方式，井底车场及硐室，采准系统、通风系统、运输系统（矿物、料等）等；采区（带区）开采顺序，采区（带区）巷道断面尺寸、支护方式、准备工程量，采区（带区）的巷道掘进率、采区回采率；（5）依据主采煤层赋存条件、结构及围岩特性进行采矿方法及采煤工艺的设计，工作面长度的确定，采掘机械的选择及回采工艺方式的确定，循环方式的选择及循环图表的编制；并绘制采煤工作面布置图；（6）矿井通风系统、运输与提升系统的具体设计。风量、风阻、风压计算，通风网络优化、风机选型等；（7）全矿技术经济指标的确定。（三）专题内容（1）收集关于深埋高应力回采巷道变形破坏及支护的国内外研究现状，进行资料汇总、分析、总结。（2）归纳总结其规律，并对在生产中遇到的实际问题，提出改进的措施。（3）据现场实际经验进行理论分析，提出自己对专题探讨的观点及见解。3.进度安排 第1周 熟悉毕业实习收集的资料，熟悉矿井地质概况； 第2周 整理煤层底板等高线图，修改底图打印； 第3周 计算煤层倾角，储量，面积，服务年限，确定井型；专题部分写作； 第4周 进行开拓方案比较，需列出34个开拓方案，并进行技术经济比较； 第5周 进行矿井准备方式设计，采区（盘区、带区）巷道布置； 第6周 采煤方法，回采工艺设计（综采、综放）； 第7周 矿井通风系统设计：风量、风阻、风压计算，通风网络优化、风机选型等； 第8周 矿井风机性能曲线确定，容易与困难时期；专题部分撰写修改完善； 第9周 矿井提升与运输； 第10周 矿井生产安全技术措施； 第11周 主要经济技术指标； 第12周 透图：开拓平面图，其余图纸修改完毕； 第13周 说明书排版、修订、装订、上交； 第14周 准备毕业答辩。指导教师意见：（对本设计或论文的深度、广度及工作量的评价） 指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）审查意见： 系（教研室）主任（签字）： 年 月 日7一般部分开滦集团范各庄东矿2.4Mt/a新井设计设计总说明一般部分针对范各庄东矿进行了井型为2.4Mt/a的新井设计。范各庄东矿位于唐山市古冶区境内，面积约10.98km2。主采煤层为5#、17#煤层，5#煤层平均倾角13，平均厚度5.0m；7#煤层平均倾角13，平均厚度6.1m。井田工业储量为250.3Mt，可采储量188.5Mt，矿井服务年限为56.1a。矿井正常涌水量为39t/min，最大涌水量为3180t/min；矿井相对瓦斯涌出量为0.12m3/t，属5瓦斯矿井。根据井田地质条件，设计采用双立井两水平开拓方式，二水平采用暗斜井延伸，井田采用采区式布置方式，共划分为五个采区，运输大巷、轨道大巷都布置在岩层中。矿井通风方式采用中央边界式通风。 针对南一采区进行了采区准备方式设计，进行了运煤、通风、运料、排矸、供电系统设计。针对3101工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均厚度为5.00m，平均倾角13。工作面采用一次采全高综采采煤法。采用双滚筒采煤机割煤，往返一次割两刀。采用“四六制”工作制度，截深0.8m，每天六个循环，循环进尺4.8m，月推进度144m。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用矿车运输。专题部分题目深埋高应力回采巷道变形破坏规律及支护对策研究。The Brief Introduction Of The DesignThe design for the general part of Fangezhuang mine east were well is designed by Nii 2.4Mt/a. Fan Zhuang east mine is located in Guye District of Tangshan City, an area of about 10.98km2. The main mining coal seam is 5# and 17# coal seam, the average dip angle of 5# coal seam is 13 degrees, the average thickness is 5.0m; the average dip angle of 7# coal seam is 13 degrees, and the average thickness is 6.1m. Mine industrial reserves of 250.3Mt recoverable reserves 188.5Mt, the service life of the mine is 56.1a. The normal mine inflow 39t/min. The maximum inflow of 3180t/min; mine relative gas emission quantity for 0.12m3/t, genera and 5 gas mine.Based on the geological conditions of the mine, the design adopts the double shaft two level to open up the way, two levels of the dark shaft extends, mine adopts mining arrangement is divided for five mining area, roadway and track big lane are arranged in the rocks. Central boundary ventilation for mine ventilation.For a mining area south of mining area design preparation, the coal, ventilation, and transport material, gangue, power supply system design.Coal mining technology design was carried out for 3101 working face. The average thickness of the coal seam is 5.00m, with an average dip angle of 13 degrees. A fully mechanized coal mining face by the. Double drum shearer cutting coal, and from a cutting two knives. The four six working system, cutting depth 0.8m, six cycles per day, round 4.8m month to push the progress of 144m. Roadway by belt conveyor to transport coal auxiliary transport tramcar transport.Study on the deformation and failure law and the supporting measures of the deep buried high stress mining roadway in the special subject part.目录1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1交通位置11.1.2自然地理11.2 井田地质特征31.2.1地层31.2.2构造31.2.3井田内水文地质情况41.2.4 沼气，煤尘及煤的自燃性61.2.5顶地板岩石力学性质61.2.7煤层地层81.2.8煤层赋存情况及可采煤层特征91.2.9 煤层赋存状况及可采煤层特征131.3.0勘探程度及可靠性132 井田境界和储量142.1井田境界142.1.1 井田划分的依据142.1.2开采界限142.1.3井田尺寸152.2矿井工业储量162.2.1勘探类型及储量等级的圈定162.2.2储量等级的圈定162.2.3煤层最小可采厚度162.2.4矿井工业储量的计算162.3矿井可采储量172.3.1保护煤柱储量计算172.3.2可采储量计算212.3.3井田储量汇总表213 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限233.1矿井工作制度233.2 矿井设计生产能力及服务年限233.2.1矿井生产能力的确定233.2.2矿井及第一水平服务年限的核算234 井田开拓254.1 井田开拓的基本问题254.1.1 井筒形式及数目264.1.2 工业广场及井口位置的确定274.1.3 开采