安居煤矿初步设计（1.50Mta）毕业论文开题报告

山 东 科 技 大 学本科毕业设计（论文）开题报告题目 设计：安居煤矿初步设计（1.50Mt/a） 专题：深井小煤柱护巷技术探讨 学 院 名 称 矿业与安全工程学院 专业班级 采矿工程2010级1班 学生姓名 杨兴发 学 号 201001030133 指 导 教 师 臧传伟 填表时间： 2014 年 3 月 17 日 填表说明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。2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。设计（论文）题目设计：安居煤矿初步设计（1.50Mt/a）专题：深井小煤柱护巷技术探讨设计（论文）类型（划“”）工程实际科研项目实验室建设理论研究其它一、 本课题的研究目的和意义（一）设计的研究目的和意义安居井田位于山东省济宁市市中区内兖新铁路以南，京杭运河以西。井田内煤层瓦斯含量低，属低瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险，煤层有自然发火倾向，井田构造复杂程度总体为中等，西北部和中部偏复杂，水文地质条件简单，地温较高，需采取机械制冷降温措施。矿井田内大断层比较多，落差大于100m的有20条，大于50m小于100m的有8条，巷道在过断层时，应加强支护，并采取探水措施，生产成本高。侏罗系地层下部有岩浆岩侵入，全区分布，矿井开采时缓解地表变形，有利于降低生产成本。本井田可采煤层为3上资源量268.527Mt，其中地质资源量213.142Mt，预测资源量55.385Mt，工业资源/储量179.265Mt，设计资源/储量150.141Mt，设计可采储量112.609Mt。认真贯彻党和国家的各项方针政策，充分考虑建设节约型社会条件下的企业特点，以市场为导向，以效益为中心，大力发展循环经济，力争把安居煤矿建设成为工期短、达产快、效益好、投资省，设备先进、地面布置简单的可持续发展的现代化煤矿。（二）专题的研究目的和意义随着煤矿开采深度、强度的增加，以及对能源的大量需求，许多深部矿井在采空区一侧回采巷道一般采用留窄煤柱沿空掘巷的方式。由于采深的逐年增加， 使得沿空巷道维护越来越困难，这制约了工作面的推进速度，严重影响了高产高效工作面的建设。尽管几年来科研部门、高校及生产现场加强了对深部煤层开采工艺，巷道支护的研究，也取得了一定的成效，但对于深井沿空巷道稳定性方面还认识不足。此外，沿空巷道煤柱尺寸确定问题一直困扰着煤矿的生产管理，大多数煤矿仅凭经验来进行确定。从而或者因留设煤柱尺寸过大造成了煤炭资源的损失，或者因尺寸过小造成了煤柱的严重失稳变形。因此，有必要对沿空巷道的有关应力分布规律及煤柱尺寸的确定和沿空巷道的支护方式进行研究行确定。从而或者因留设煤柱尺寸过大造成了煤炭资源的损失，或者因尺寸过小造成了煤柱的严重失稳变形。因此，有必要对沿空巷道的有关应力分布规律及煤柱尺寸的确定和沿空巷道的支护方式进行研究，确立沿空巷道支护的确定方法及其优化方案。 二、本课题的主要内容（提纲）（一）设计的主要内容1 矿井概述1.1 矿区概况1.2 地质特征2 开采范围与生产能力2.1 开采范围及储量2.2 生产能力与服务年限3 矿井开拓3.1 井田开拓方案的选择3.2 井筒及井底车场4 采区设计4.1 采区地质特征4.2 采区生产能力及服务年限4.3 采煤方法及采区参数4.4 采区巷道布置4.5 采区车场及硐室4.6 采煤工作面配备和生产能力验算4.7 采掘工作5 矿井通风与安全5.1 矿井通风5.2 井下灾害防治6 矿井主要生产系统6.1 矿井通风系统6.2 矿井运输提升6.3 矿井排水7 劳动定员及主要技术经济指标7.1 劳动定员及劳动生产率7.2 矿井主要技术经济指标（二）专题的主要内容1、引言2、深井小煤柱护巷围岩稳定性分析3、小煤柱护巷设计及其优化4、结论三、文献综述（国内外研究情况及其发展）（一）设计部分矿区初步设计是对矿区井田划分，井田开发方式，矿井设计生产能力、开拓方式与井口位置，矿区建设规模、均衡生产年限及矿区建设顺序和环境保护等进行的全面技术经济研究和综合评价。它是矿区总体设计的主要组成部分，也是进行矿区运输、供电、辅助企业与附属设施、矿区总平面布置等设计的主要依据，对矿区生产经营和经济效益均有重大作用和深远影响本井田地层与唐口井田类似，主要开拓开采范围的构造复杂程度中等，开采煤层单一，煤层赋存稳定，煤质优良，水文地质条件简单，其他开采条件与相邻井田基本相同，勘探报告已经国土资源部评审备案，矿井建设的开采条件较好。存在的问题是随着开采深度的增加，深部开采时地温较高，地压较大，但经对类似条件矿井的调研和专家咨询论证认为：以目前国内开采技术水平和成熟的防治对策与措施，在-1200m以浅开采时能够得以妥善处理。随着煤炭科技水平的不断提高和本矿井生产实践经验的逐步积累，本矿井生产后期开采-1200-1500m及以深资源量是可能的。因此，井田具备建设1.50Mt/a矿井的资源条件。在煤炭资源日益匮乏的山东地区，此条件下得资源已逐步减少，深部资源应当规划利用。（二）专题部分1.1 小煤柱护巷技术现状随着煤矿开采深度、强度的增加。以及对能源的大量需求。许多深部矿井在采空区一侧回采巷道一般采用留窄煤柱沿空掘巷的方式。由于采深的逐年增加，使得沿空巷道维护越来越困难。这制约了工作面的推进速度，严重影响了高产高效工作面的建设。尽管几年来科研部门、高校及生产现场加强了对深部煤层开采工艺。巷道支护的研究。也取得了一定的成效。但对于深井沿空巷道稳定性方面还认识不足。11.2 沿空留巷技术从空间上使巷道处于开采后应力重新分布的低应力区，但从时间上无法避免采动支撑应力重新分布过程中的剧烈作用，巷道需要经受两次采动影响，矿压显现强烈，巷道维护难度大。但沿空留巷具有煤炭回收率高、回采工作面衔接合理、巷道掘进率低、掘进排矸少的优点，尤其是煤巷掘进速度仅为80100m/月的煤与瓦斯突出的煤层，采用沿空留巷可以解决采掘接替紧张难题、为区域性瓦斯治理提供场地、节省了时间。因而，沿空留巷一直是煤炭开采技术的重要发展方向2。 1.3 沿空掘巷技术针对掘巷滞后时间、沿空掘巷围岩经历掘巷和回采两次扰动的影响，采用理论分析、数值模拟和工程实践研究了沿空掘巷的开挖巷道和回采过程窄煤柱对围岩的控制作用。研究结果表明开挖巷道最佳时间和煤柱宽度的选择是沿空掘巷在掘进和回采期间控制围岩稳定的关键。沿空掘巷实体煤帮加固，延缓围岩小结构的失稳破坏；合理选择加固煤柱的支护结构对提高煤柱承载能力和维护其稳定至关重要。工程实践证明沿空巷道在掘巷和回采过程中围岩变形明显不同，两帮加强支护能有效地控制沿空掘巷的围岩稳定。32.深井小煤柱护巷围岩稳定性分析针对沿空掘巷围岩的力学环境和维护特点，在分析了巷道上覆岩层大结构和巷道围岩锚固小结构稳定性的基础上，提出了沿空掘巷小煤柱宽度的留设原则影响因素和设计方法，为锚杆支护在沿空掘巷中的应用提供了理论依据。现场的工业性试验表明，沿空掘巷的围岩稳定原理和技术有效控制了巷道围岩变形，为矿井的安全生产创造了条件，取得了良好的技术经济效益。43、小煤柱护巷设计及优化以安居煤矿深部沿空留巷为工程背景。包括巷内基本支护、加强支护与巷旁支护设计，从巷道掘进、留巷。通过围岩、充填体位移与锚杆、锚索受力数据分析，评价支护效果。井下实践表明：采用高预应力、强力锚杆与锚索作为巷内基本支护，单体支柱配铰接顶梁为加强支护，及膏体充填巷旁支护，能够有效控制深部沿空留巷围岩的强烈变形，保持留巷稳定。基于数值模拟与井下试验研究成果，分析巷内基本支护、加强支护与巷旁支护的相互关系，指出深部沿空留巷在顶板断裂位置、基本顶回转及围岩长期蠕变等方面与浅部留巷有很大区别，并提出深部沿空留巷支护设计原则。5四、拟解决的关键问题（一）设计部分1 开拓方案的确定2采煤工艺的确定（二）专题部分1 小煤柱护巷合理的确定出小煤柱的尺寸确定，保证小煤柱的稳定性；2 小煤柱护巷支护方式选择五、研究思路和方法（一）设计部分1 熟悉该矿的地质资料，明确井田的开采范围，计算矿井的生产能力以及服务年限；2选择开拓方案，进行方案比较，确定最优方案3选择一个采区，根据采区地质条件提几种准备方案，进行方案比较，确定准备方式；4选择采煤方法，进行回采工艺设计；5拟定矿井通风、提升、运输、排水等系统；6统计劳动定员和技术经济指标（二）专题部分1 查阅相关资料，了解当前国内外小煤柱护巷技术的现状；2 查询相关的资料和文献，分析小煤柱护巷围岩的稳定性；3 以安居煤矿为例，设计小煤柱护巷的参数并对参数进行优化；4 结论六、进度安排开题报告，外文翻译 （3.17-3.23） 第 4 周专题部分 （3.24-4.02） 第 5-6 周第一章 矿井概述 （4.03-4.06） 第 6 周第二章 开采范围及生产能力 （4.07-4.09） 第 7 周第三章 井田开拓 （4.10-5.04） 第 7-10 周第四章 采区设计 （5.05-5.18） 第 11-12 周第五章 矿井通风与安全 （5.19-5.25） 第 13 周第六章 矿井生产系统与机械设备 （5.26-6.01） 第 14 周第七章 劳动定员与主要技术经济指标 （6.02-6.03） 第 15 周摘要、目录致谢及参考文献；论文整理 （6.04-6.06） 第 15 周设计修改，装订 （6.07-6.08） 第 16 周评阅，答辩 （6.09-6.12） 第 16 周七、参考文献1 李锋光.沿空窄煤柱巷技术实践 J .西山科技,2000,12( 6) :4- 6.2 康红普,王金华等.煤巷锚杆支护理论与成套技术M.煤炭工业出版社,2007.11.3 李学华,王卫军,侯朝炯.加固顶板控制巷道底臌的数值分析.中国矿业大学学报,2003,32(4):436439.4 李学华,张农,候朝炯.综采放顶煤面沿空掘巷合理位置确定J.中国矿业大学学报,2000(2),P186188.5 钱鸣高,刘听成.矿山压力及其控制 M .北京,煤炭工业出版社, 1991,32-35.6 郭明友,潘春德. 综放锚网沿空巷道合理小煤柱尺寸的确定 J .矿山压力与顶板管理,2001,18(4):48-49.7 袁亮.低透气性煤层群无煤柱煤气共采理论与实践J.中国工程科,2009,11(5)：7280.8 孙恒虎,赵炳利.沿空留巷的理论与实践M.北京.煤炭工业出版社,1993.9 华心祝.我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议J.煤炭科学技术，2006，34(12);7881.10 柏建彪，周华强,侯朝炯,等.沿空留巷巷旁支护技术的发展J.中国矿业大学学报，2004，33(2)：183-186.11 陈书宏,赵有功,谢文兵.充填体特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响.矿山压力与顶板控制,2001,(2):60-63.12 张东升,唐鹏宇,谢文兵.充填体接顶质量对综放沿空留巷围岩变形的影响J.矿山压力与顶板控制,2001,(3):44-45.13 贺广零,洪芳,王艳苹.采空区煤柱-顶板系统失稳的力学分析J.建筑科学与工程学报,2007,24(1):31-37.14 Wang WJ, Hou CJ. New development of mechanism and control technique study of extraction opening floor heave. J Xiangt