采矿工程毕业设计（论文）-平朔井工一矿0.9Mta新井设计（全套图纸）.pdf

一般部分一般部分 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 . 1 1.1 矿区概述 . 1 1.2 井田地质特征 . 2 1.3 煤层特征 . 4 2 井田境界与储量井田境界与储量 . 8 2.1 井田境界 . 8 2.2 矿井工业资源储量 . 8 2.3 矿井可采储量 . 10 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 . 13 3.1 矿井工作制度 . 13 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 . 13 4 井田开拓井田开拓 . 15 4.1 井田开拓的基本问题 . 15 4.2 矿井基本巷道 . 22 5 准备方式准备方式带区巷道布置带区巷道布置 . 30 5.1 煤层地质特征 . 30 5.2 带区巷道布置及生产系统 . 30 5.3 带区车场选型设计 . 33 6 采煤方法采煤方法 . 36 6.1 采煤工艺方式 . 36 6.2 回采巷道布置 . 46 7 井下运输井下运输 . 49 7.1 概述 . 49 7.2 带区运输方式选择 . 50 7.3 大巷运输设备选择 . 52 8 矿井提升矿井提升 . 56 8.1 矿井提升概述 . 56 8.2 主井提升 . 56 8.3 副井提升 . 58 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 . 60 9.1 矿井地质、开拓、开采概况 . 60 9.2 矿井通风系统的确定 . 60 9.3 矿井风量计算 . 64 9.4 矿井阻力计算 . 70 9.5 选择矿井通风设备 . 75 9.6 安全灾害的预防措施 . 79 10 设计矿井基本技术经济指设计矿井基本技术经济指标标 . 82 11 参考文献参考文献 . 83 专题部分专题部分 沿空留巷技术的探究及应用沿空留巷技术的探究及应用 . 85 1 绪论绪论 . 85 1.1 研究意义 . 85 1.2 我国沿空留巷技术的发展史 . 85 2 沿空留巷支护方沿空留巷支护方式式 . 86 2.1 巷内支护方式 . 86 2.2 巷旁支护方式 . 86 3 沿空留巷围岩控制沿空留巷围岩控制 . 86 3.1 采场覆岩移动特征 . 86 3.2 顶板应力的传递 . 86 3.3 沿空留巷围岩控制 . 87 3.4 留巷围岩控制关键技术 . 88 4 数值模拟分析巷内支护数值模拟分析巷内支护 . 90 4.1 模型建立 . 90 4.2 结果分析 . 90 5 巷内支护巷内支护 . 92 5.1 锚杆支护技术 . 92 6 巷旁支护技术形式巷旁支护技术形式 . 94 6.1 巷旁支护技术面临的问题 . 94 6.2 巷旁支护的发展历史 . 94 6.3 巷旁支护材料及技术的改革 . 95 6.4 巷旁支护充填技术 . 96 7 沿空留巷支护参数及围岩沿空留巷支护参数及围岩条件条件 . 100 7.1 沿空留巷支护参数 . 100 7.2 可缩量的确定 . 100 7.3 支撑力的确定 . 100 7.5 沿空留巷的适用条件 . 101 8 参考文献参考文献 . 102 翻译部分翻译部分 英文原文英文原文 . 103 CHARACTERIZATION OF WATER RESERVOIRS AFFECTED BY ACID MINE DRAINAGE: GEOCHEMICAL, MINERALOGICAL, AND BIOLOGICAL (DIATOMS) PROPERTIES OF THE WATER . 103 1 INTRODUCTION . 103 2 MATERIALS AND METHODS . 105 2.1 STUDY SITES . 105 3 WATER SAMPLING AND ANALYSES . 106 4 SEDIMENT CHARACTERIZATION . 107 5 SAMPLING AND IDENTIFICATION OF DIATOMS . 107 6 RESULTS AND DISCUSSION . 108 7 HYDROCHEMISTRY . 108 8 SEDIMENT CHARACTERIZATION . 108 9 DIATOM COMMUNITY . 110 10 CONCLUSIO . 113 11 REFERENCES . 114 中文译文中文译文 . 115 酸性废水影响水库的三个因素：地球化学、矿酸性废水影响水库的三个因素：地球化学、矿物学物学和地质（硅藻）水和地质（硅藻）水 . 115 1 简介简介 . 115 2 材料和方法材料和方法 . 116 2.1 研究基地 . 116 3 水体取样及分析水体取样及分析 . 118 4 沉积物特性沉积物特性 . 118 5 采样和硅藻的鉴定采样和硅藻的鉴定 . 118 6 结论与探究结论与探究 . 119 7 水化学水化学 . 119 8 沉淀物特征沉淀物特征 . 120 9 硅藻群落硅藻群落 . 121 10 结论结论 . 123 11 参考文献参考文献 . 124 第 1 页 中国矿业大学 2016 届本科设计 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 矿区地理位置矿区地理位置 平朔井工一矿位于宁武煤田北端， 行政隶属山西省朔州市平鲁区管辖， 其地理坐标为： 东经 11217101122223 北纬 392510392830 本矿运煤专线直通北同蒲线上的大新站，直距 14km，可与全国各大城市相接。朔州 平鲁公路从本矿北东经过，井田外北东部亦有平鲁小平易公路通过，往南东均与 208 国 道、大运高速公路相通，直距分别为 16km、48km。矿区内、外部交通条件良好，公路、 铁路畅通，煤炭外运十分便利，见交通位置示意图 11。 1.1.2 矿区气候条件矿区气候条件 本区之东太行山、五台山，海拔皆在 2800m 以上，阻隔海洋季风吹入，而其西部与内 蒙古相通，使本区一带成为塞外冷气南侵的必经之道。因此，大陆性气候极为典型，干燥 寒冷，风沙严重为其特点。 1、气温 气温一般较低，且温差大，年平均气温 5.413.8，绝对最高温度 34.5，绝对最低 温度-27.4，温差可达 61.9，日温差亦较大，一般为 1825。 2、日照期、湿度 年日照期最长 2883.1h，最短为 2444.5h，平均 2693.3h，湿度最小为 0，最大 80%。 3、降水量及蒸发量 降水量分布极不均匀，多集中在 79 月，占全年降水量的 7590%，年平均降水量 426.7mm。蒸发量年平均在 2006.7mm，是降水量的 5 倍。 4、冰冻期与无霜期 每年 9 月下旬至次年 4 月，冻结深度一般为 1.11m；无霜期 107175 天。 5、风 每年有风时间占全年的 70%，平均每年出现 40 天左右的大风，飓风天在 2 天左右，扬 沙日在 29 天以上，多集中于冬春季节，风向西北，最大风速可达 21.7m/s。 1.1.3 矿区的水文情况矿区的水文情况 本矿直接充水含水层为山西组 K3 砂岩裂隙含水层，该含水层位于煤层顶板上部粗砂 岩， 局部为砂质泥岩， 富水性弱， 以静储量为主， 水力联系差， 易于疏干， 消耗量1.515m /h， 钻孔单位涌水量 0.00150.1389m /h。 间接含水层岩位于二叠系下统下石盒子组（距 K3 砂岩 20 米左右）为间接充含水层， 厚度较大，富水性不均一，一般较弱。 隔水层为石炭、二叠隔水层为砂岩之间的泥岩，隔水层位煤层顶板上部 10 米左右， 厚 2.29 米泥岩隔水层，厚度较大，沉积稳定，和上部的棕红色粘土。根据中国煤炭地质总 局第一水文地质队所做的防治水水文地质勘查（二期）报告预计该工作面最大平均涌水量 60 立方米/小时，最小平均涌水量为 25 立方米/小时。 第 2 页 中国矿业大学 2016 届本科设计 图图 1-1 平朔平朔井工一井工一矿交通位置示意图矿交通位置示意图 1.2 井田地质特征 1.2.1 煤系地层煤系地层 本井田位于宁武煤田北部，属于黄土半掩区，现将井田内出露及钻孔揭露地层按地层 层序由老到新分述如下： 表表 1-1 宁武煤田区域地层表宁武煤田区域地层表 界界 系系 统统 组组 简简 述述 新 生 界 第四系 全新统 自下更新统(Q1)到全新统(Q4)均有沉积， 厚 0210m。 更新统 上第三系 上新统 静乐组 上新统 N2，俗称静乐红土，厚 0120m。 中 生 界 侏罗系 中统 天池河组 沉积下统永定庄组，中统大同组、云岗组和天池河 组，厚 500m 以上。 云岗组 大同组 下统 永定庄组 三叠系 中统 铜川组 有下统刘家沟组和和尚沟组，中统二马营组和铜川 组。厚 500m 以上。 二马营组 下统 和尚沟组 刘家沟组 古 二叠系 上统 石千峰组 以紫红色、砖红色富含钙质、铁质的砂、泥岩为主 厚 133184m。 上石盒 子组 杏黄、黄绿色砂岩、砂质泥岩、紫红色泥岩为主， 厚 224274m。 一号井 阴村乡 下面高乡 韩家村 向阳堡乡 东平太乡 大屯 骆驼山乡 西水界乡 担子山 上家沟 杜家阳坡 下水头乡 黑驼山 下木角乡 暖崖乡 黄土坡 黄石崖 下团堡乡 李家窑 井儿上 赤谷村 干柴沟 利民镇 寇庄乡 城关乡 朔州 朔州 朔城区朔城区 小平易乡 窝窝会 井坪镇 小木瓜界 吴马营 马家河 杨家后山 店坪 东港 双碾乡 石洼 梨园欠 陈家井儿上 中井 榆岭乡 阻虎乡 前马亮沟 平鲁区平鲁区 第 3 页 中国矿业大学 2016 届本科设计 生 界 下 统 下石盒子组 灰黄、黄绿色砂岩、砂质泥岩、紫红色泥岩，厚 82226m。 山西组 灰白色石英砂岩、灰色砂质泥岩夹煤层煤线， 厚 3770m。 石炭系 上 统 太原组 灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩含泥质灰岩及主要可 采煤层，厚 87118m。 中 统 本溪组 杂色铝土泥岩、砂质泥岩夹石灰岩及煤线，底部为 山西式铁矿，厚 2161m。 奥陶系 中统 峰峰组 中统马家沟、峰峰组灰岩和下统亮甲山组、冶里组 灰岩，厚 600m 左右。 马家沟组 下统 亮甲山组 冶里组 寒武系 上统 凤山组 沉积上统风山组、长山组、崮山组、中统张夏组、 徐庄组和下统毛庄组，厚 300m 以上。 长山组 崮山组 中统 张夏组 徐庄组 毛庄组 元 古 界 为一套浅变质灰岩，出露于煤田东部边缘， 厚 2446m。 太 古 界 为一套中深变质岩系，出露于煤田东部边缘，厚 3000m 以上。 第 4 页 中国矿业大学 2016 届本科设计 图图 1-2 综合地质柱状图综合地质柱状图 1.2.2 水文地质特征水文地质特征 根据含水介质特征，区域内含水层可划分为碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组、碎屑岩裂隙 含水层组和松散层孔隙含水层组。 1.3 煤层特征 山 西 组 褐色，较硬，含植物化石碎片。 褐色，较硬，含植物化石碎片和黄铁矿 中粗砂岩，灰白色，成分以石英为主，长石 1.85 3.700 0.71 4.270 4.11 6.801.98 组 原 太 砂质泥岩 细粒砂岩 泥岩 砂质泥岩 4煤 K3 中-粗粒砂岩 6 4 3 2 1 注备述描性岩岩石名称 号 层 1:200 状柱 (m) 厚层 层 地 部含砾石，硬度中等。 次之；分选中等，磨圆一般；具斜层理；底 性脆，质轻，硬度一般，断口平坦，局部 发育内生裂隙。夹石为炭质泥岩和高岭岩。 浅灰色，成分石英、长石，次为暗色矿物； 斜层理，层理为深灰色，含植物化石碎屑。 半暗型，块状，油脂光泽，细条带状结构， 50.90 1.800 5 煤 7.39 10.804.0 中粗砂岩7 2.11 3.700 泥岩8 0.67 0.85-0.53 7-1煤9 1.15 1.78-0 泥岩10 0.20 0.40-0 7-2煤11 2.51 8.50-0 中粗砂岩12 7.83 13.13-2.90 砂质泥岩13 泥岩 0.81 2.30-0 煤线14 11.80 11.85-11.75 高岭石泥岩 15 9 煤 16 砂质泥岩171.50 3.81-0.35 1.12 3.73-0 灰黑色，较硬，性脆，断口平坦，具滑感， 半暗，油脂光泽，硬度一般，性脆，质轻， 灰褐色，较硬，断口平坦，含黄铁矿结核。 泥岩与砂质泥岩互层，深灰色，性脆，较硬， 半暗，沥青光泽，局部光泽暗淡，细条带状 深灰色，较硬，断口平坦，发育少量内生 灰白色，成分石英、长石，次为暗色矿物， 口，下部具斜层理，层理为灰黑色泥质条带 深灰色，局部灰褐色，较硬，断口平坦，具 裂隙，含植物化石碎屑，局部为细砂岩。 结构，条带为半亮煤，硬度一般，局部性脆 易碎，发育少量内生裂隙，含少许黄铁矿结 核。 半暗型，局部半亮型，细条带状结构。 半亮，沥青光泽，细条带状结构，质轻，较 碎，发育少许内生裂隙。 易碎，含少许内生裂隙，含黄铁矿结核。 含丰富的植物化石碎屑，含黄铁矿结核。 半暗型，细条带状结构，含黄铁矿结核。 滑感，零星分布植物化石碎屑， 分选一般，磨圆中等，质地坚硬，参差状断 ，条带中含植物化石碎屑，云母及炭化物。 断口平坦，具波状层理，层理为灰色粉砂质 成分，含植物化石碎屑，下部含黄铁矿。 浅灰-灰白色，成分石英、长石，次为暗色 矿物，分选一般，磨圆中等，参差状断口。 炭质泥岩 180.35 1.00-0 煤线 19 1.69 4.20-0.40 泥质灰岩 20 2.15 3.26-0.50 11煤 泥岩 半暗型，细条带状结构，含黄铁矿结核。 发育，充填方解石。 煤，半暗型，致密，似沥青光泽。 泥灰岩，黑灰色，较致密，坚硬，裂隙不太 黑色含炭质，油脂光泽。 8.20 8.947.46 14.17 19.795.51 第 5 页 中国矿业大学 2016 届本科设计 1.3.1 含含煤性煤性 本井田含煤地层为石炭系太原组、本溪组及二叠系山西组，共含煤十三层。山西组地 层厚 11.4197.99m，平均 59.61m，含煤 3 层，编号为 1、2、3，多见 2、3 号煤层，1 号 赋存较少，均为 0.200.50m 之薄煤层，零星赋存。本溪组含煤一层，厚 0.200.60m，不 可采，零星赋存。以下不再叙述。 太原组地层厚 57.33105.34m，平均 79.72m，含煤 9 层，编号为 4、5、6、7-1、7-2、 8、9、10、11 号，总厚 29.70m，含煤系数 39.0%。 1.3.2 可采煤层可采煤层 1)4 号煤层 多直接位于K3砂岩下， 少有泥岩、 砂质泥岩伪顶。 为全井田最厚之煤层， 煤层厚11.75 11.85m， 平均 11.8m， 结构较简单， 多由 26 个煤分层组成。 夹矸多为高岭岩及炭质泥岩。 煤层顶板多为 K3 粗砂岩及泥岩，底板为泥岩。4 号煤层，可采性指数为 Km=1，r=18%， 为稳定可采煤层。 2)9 号煤层 位于 4 号煤层下 13.9518.35m， 平均间距 16.15m， 全井田均有分布， 厚 7.468.94m， 平均 8.2m，煤层结构较简单，由 210 个煤分层组成，一般为 46 个，煤层最厚点位于 井田北部，煤厚 8.94m，最薄点位于井田北中部，煤厚 7.46m。全井田厚与薄煤带变化不 太明显。其顶板为泥岩，本煤层可采性指数 Km=1，r=14%，为全区可采的稳定煤层。 3)11 号煤层 位于 9 号煤层下 1.4021.25m，平均间距 6.22m，煤厚 0.503.26m， 平均 2.15m。 煤层结构简单，由 03 个煤分层组成，一般 12 个，全井田均有分布，仅见 2 个不可采 点，最厚点位于 X15 号孔，煤厚变化较小。煤层顶、底板多为泥质岩类岩石，属不稳定煤 层。其各煤层特征见表 1-2。 表表 1-2 可采煤层特征表可采煤层特征表 煤煤 层层 号号 煤层煤层 最小最小-最大最大 平均平均 层间距层间距 最小最小-最大最大 平均平均 煤层煤层 结构结构 顶板顶板 岩性岩性 底板底板 岩性岩性 稳定性稳定性 分布范围分布范围 及可采性及可采性 4 11.75-11.85 11.80 0.90-14.49 6.39 较简单 2-6 个分层 多为 K3粗砂 岩 极少泥岩 泥岩 细砂岩 稳定 全区可采 5 0-1.8 0.90 0.90-14.49 6.39 简单 泥岩 细砂岩 中砂岩 不稳定 主要分布于井田南、 南东、 西、北西部 9 7.46-8.94 8.20 0.90-14.49 6.39 较简单 2-10 个 分层，一般 4-6 个分层 泥岩、 砂质泥岩 中、粗砂岩 泥岩 稳定 全井田分布并可采 11 0.50-3.26 2.15 1.40-21.25 6.22 简单0-3个分层 一般1-2个分层 泥岩、 细砂岩 中砂岩 不稳定 全井田分布 综上所述，4、9 号煤层为全区可采，结构较简单的较稳定厚煤层，下面的设计只针对 第 6 页 中国矿业大学 2016 届本科设计 9 号煤层。 1.3.3 煤的特征煤的特征 煤的物理性质见表 1-3。 表表 1-3 煤岩鉴定成果表煤岩鉴定成果表 层名 有机组分 % 无机组分 % Rmax% 镜质组 惰质组 壳质组 粘土类 硫化物类 硫酸盐类 4 37.9 47.2 14.9 17.1 0.64 9 48.3 42.2 9.5 11.2 0.2 0.5 0.63 11 50.6 38.7 10.7 18.4 0.65 宏观煤岩特征依据宏观煤岩成分的结构， 按平均光泽类型划分。 4、 9 号煤为半亮型煤。 镜质组最大反射率在 0.63%0.65%，煤化程度属于阶段，相当于气煤阶段。 主要煤层的各项化验指标见表（1-4 至 1-6） 表表 1-4 形态硫化验成果汇总表形态硫化验成果汇总表 煤层号 原煤形态硫 Sp，d % Ss，d % So，d % 4 0.07-1.21 0.47（12） 0.00-0.02 0.025（12） 0.08-0.98 0.34（12） 5 0.08-1.34 0.51（6） 0.00-0.00 0.00（6） 0.09-1.04 0.47（6） 9 0.08-1.78 0.67（33） 0.00-0.10 0.029（32） 0.41-3.14 1.52（32） 11 0.31-7.30 1.81（24） 0.00-0.13 0.043（24） 0.21-2.89 1.30（24） 表表 1-5 原煤主要煤质指标汇总表原煤主要煤质指标汇总表 煤层号 Mad % Ad % Vdaf % St.d % FCd % 4 0.84-4.45 2.87（50） 16.91-36.94 28.94（50） 35.06-42.59 39.58（49） 0.30-1.60 0.51（47） 40.66-52.13 44.81（13） 5 2.20-4.80 3.55（10） 17.43-39.39 28.71（10） 38.73-44.77 41.93（10） 0.40-1.86 0.79（10） 33.47-47.06 41.43（10） 9 0.97-3.99 2.32（50） 15.20-32.45 22.03（50） 38.41-44.10 41.18（50） 0.69-3.20 2.11（48） 43.81-51.72 48.28（12） 11 0.83-4.18 2.17（43） 12.50-39.97 29.57（43） 36.38-50.41 40.95（42） 0.70-9.98 2.71（39） 34.92-53.89 45.30（11） 煤层号 Qgr，d MJ/kg Qnet，ad MJ/kg Qnet，ar MJ/kg Tar.ad % ARD 4 17.98-25.19 21.94（32） 16.75-23.16 20.19（6） 2.58-9.37 6.51（15） 1.32-1.57 1.45（29） 5 18.03-26.82 22.41（10） 17.23-24.89 21.00（10） 6.40-11.35 8.55（4） 1.30-1.55 1.44（11） 9 21.85-27.89 25.09