矿井建设毕业设计开题报告

山 东 科 技 大 学本科毕业设计（论文）开题报告题 目 梁宝寺二号井主井冻结井壁设计学 院 名 称 土木建筑学院 专业班级 矿井建设 06 学生姓名 冀 虎 学 号 指 导 教 师 付厚利（教授） 填表时间： 2010 年 3 月 31 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）题目梁宝寺二号井主井冻结井壁设计设计（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冻结及井壁设计是指导矿井建设的技术经济性文件，是一个建设项目的施工计划与实现设计意图的技术保证。现代矿井施工组织设计是以系统工程理论为指导思想，以提高经济效益为中心，对影响全局的重大建设方案进行优化。同时，注重新技术、新材料、新工艺、新设备在矿井建设中的应用，以突出项目建设的整体性、系统性和效益性。通过本次设计，进一步培养我们综合运用所学的专业基础理论知识和基本技能，从而提高我们分析问题与解决问题的能力，使我们得到作为工程师所必需的基本训练和从事研究工作的基本能力。作为我们将要走上工作岗位的最后一次“演习战”， 毕业设计还能让我们了解到国际、国内岩土工程的最新发展情况，并且能够熟悉国家政策方针在相关领域上的一些新规定，使我们在设计中学习新技术，在学习中发现新问题，将基础理论与专业实践有机结合，充分调动大家学习积极性。另外，通过本次设计，我们还能进一步认识冻结井壁设计的编制过程，掌握处理矿井施工组织设计关键问题的能力，使我们初步具备从事本行业的技术技能，为将来走上工作岗位奠定坚实的基础。二、 本课题的主要研究内容（提纲）1 、主井井筒建设开工前的准备工作，包括技术准备、工程准备、物质（器材）准备及劳动力准备和对外协作工作。2 、主井井筒冻结方案的设计。3 、主井井筒冻结法井壁设计。4 、主井冻结法工作中的安全问题及处理措施 。三、 文献综述（国内外研究情况及其发展）随着科技的不断发展，国内、外建井技术也在不停的进步，表现如下：1、 凿井设备和技术： 1844年，英国发明了以压缩空气为动力的凿岩机；1855年，法国第一个取得了气动冲击凿岩机的专利；1884年，美国发明了冲击活塞与钎杆分离的冲击凿岩机；1970年，法国发明了液压凿岩机；1995年，加拿大开始使用自动化凿岩机 。进入新世纪，凿岩机更是有了突飞猛进的发展。当然，随着科技的进步，掘进深度和速度也在提高。我国在20世纪50年代井筒平均深度为280米左右，最深510米；60年代，平均井深在300米左右，最深533米；70年代，平均井深440米左右，最深1059米；80年代，平均井深600左右米，最深1127米。现在，在济北矿区千米深井已很普遍。基岩段掘进速度也达到每月220.6米，创历史新记录。2、 施工作业方式：单行作业方式是我国最早广泛使用的施工方式。7080年代初,由于临时支护改井圈背板为锚喷或锚网喷,掘砌段高一般为3060 m,最大为100 m,大大缩短了掘砌作业的工序转换时间，提高了施工速度。80年代初长段单行作业在我国仍很流行，其次是平行作业。掘砌平行作业于6080年代曾在我国立井中采用。随着砌壁设备和工艺的改进，砌壁占用掘砌循环工时由3540降低到1520，月成井速度比其他作业方式增大有限，80年代中期以后很少采用。短段掘砌作业方式，60年代在我国开始应用，至80年代已达施工井筒量的1/3左右。进入90年代，国内使用短段掘砌混合作业法施工的立井比例不断提高，目前已达到80%左右，施工中取得了较好的经济效益和社会效益。但是在50年代中期，国外已出现立井混合作业施工法，6070年代这种方法及凿井机械化配套技术得到大力发展，目前已趋于成熟和完善，显示其优越性和潜力。据统计，前苏联、波兰等国家混合作业法比例已达90，德国为100，捷克、日本和加拿大等国家也已大量采用混合作业法施工，只有南非还有部分井筒采用手抱钻打眼，多层吊盘平行作业方式施工。在国外，混合作业法施工普遍采用深孔爆破一掘一砌正规循环的作业方式，循环进尺34.5 m，平均成井速度5060 m/月。3、井筒施工工艺： 井筒施工方法多样，如常见的沉井法、钻井法、冻结法、混凝土帷幕法等。目前，立井表土段施工多根据表土土质特性，并且综合考虑工期、经济技术指标采用不同的施工方法，现今井筒采用冻结法施工工艺的较多。立井基岩段施工主要采用钻眼爆破法。随着施工工艺的日趋成熟，相应的施工机械化技术水平也有了长足的发展：凿井钻架和高威力炸药的使用，为深孔光爆技术带来了广阔的发展前途；机械化大斗容抓岩机的使用，大大提高了抓岩生产能力；井筒支护设备的更新和锚固技术在立井中的应用，取代了传统的旧的支护工艺；新研制的YSB250/120型液压调速注浆泵和新型注浆材料的应用，提高了注浆堵水的能力，改善了井下作业环境。4、井壁结构设计的发展随着冻结技术的发展，40多年来，我国冻结井的井壁结构设计取得了长足的进步。50年代中期至60年代初，我国冻结井壁多用单层钢筋混凝土或素混凝土井壁支护，处于当时对冻结井的实践和认识所限，设计计算十分简单。1955-1959年共建成17个冻结井，最大冲击层厚度154.8m，最大冻结深度162m。在这期间所建井皆因表土较浅，井筒虽有漏水发生，但当时矛盾并不十分突出。60年代中期，我国已开始向冲积层大于200m的井筒进军。在这一阶段，人们发现冻结压力是一种不可忽视的临时荷载：同时认识到单层井壁对较深井筒防水存在问题，支护强度也需提高。1970-1974年间，是建设井筒较多的时期，期间共建冻结井筒70个，冲积层最大厚度192.5m，最大冻结深度320m。这些年由于表土较深，已开始暴露一些问题。其中最突出的问题是：1、井筒加深后地压值如何估算；2、外层井壁经常发生破坏，冻结压力如何确定；3、井壁漏水问题如何解决；4、如何合理地应用高强度支护材料。1975-1979年，可谓我国冻结井筒支护改革的转折点。在解决了上述井筒问题的同时，人们开始研究深井支护设计。当时，专家及工程技术人员们推出了新型井壁。即引用了塑料薄板防水夹层，以防井筒漏水；采用了可缩性预制块砌体外壁，借以减缓冻结压力；并用1.0H的水压计算内层井壁，加强了支护强度。通过近20个井筒的试用，缩建井筒基本不裂不漏，效果令人满意。1980年至今又建成约100多个井筒。在不断总结经验的基础上，又研究应用了泡沫塑料板，由于冻土与外壁之间，以便起到隔热缓压作用；不断改进新型井壁结构，使我国冻结井的设计有了新的提高。四、 拟解决的关键问题1 、表土段的地质情况 2 、冻土的性质3、 制冷设计相关问题 4 、冻结方案的设计及确定5 、井壁设计 6 、安全问题及处理措施五、 研究思路和方法 以所学的理论知识为依据，按照设计的一般过程、标准，借鉴以往相似工程的成功经验进行初步设计，然后根据该矿井的实际地质特征及现有的物质、经济技术、人力等条件对初步设计方案进行验算，修正，直至达到安全、经济的目的。最后，通过国内外先进生产技术和生产工艺的应用优化设计方案。其中对于主井井筒关键问题进行重点分析解决，确保整个设计方案的可行性和最佳性，争创世界先进水平 。六、 本课题的进度安排3.223.28 编写毕业设计开题报告3.294.4 梁宝寺二号井初步设计概况4.55.31 编写毕业设计第二部分：具体安排如下4.54.11 第一章：井筒水文地质整理4.124.17 第二章：冻土物理力学性质研究4.184.24 第三章：冻结施工设计4.255.1 第四章：制冷系统设计5.45.24 第五章：井壁设计5.255.31 第六章：冻结法凿井主要事故分析与防治措施6.16.4 编写毕业设计的第三部分：深井软岩巷道支护及国内外研究状况6.56.12 绘制毕业设计图纸及插图等6.136.15 毕业设计收尾工作七、 参考文献1崔云龙主编。简明建井工程手册M上、下。北京：煤炭工业出版社，2000。2刘希亮。深厚表土层不稳定地层中井壁受力研究M。北京：煤炭工业出版社，2004。3董方庭，姚玉煌，黄初，王裕介。井巷设计与施工M。徐州：中国矿业大学出版社，1994。4何满潮，景海河。软岩工程力学M。北京：科学出版社，2002。5彭苏萍，孟召平。矿井工程地质理论和实践M。北京：地质出版社，2002。6井巷工程。北京：煤炭工业出版社，1983。7王介峰等：凿井工程图册，煤炭工业出版社，1986，北京。8 翁家杰主编：井巷特殊施工，煤炭工业出版社，1991，北京。9张士芳，李功洲等。永夏矿区深厚冲击层特殊凿井技术。北京：煤炭工业出版社。200310洪伯潜：特殊凿井技术在我国的发展与应用，中国煤炭,2004。11程文襄，王铁成主编。混凝土结构上混凝土结构设计原理 M。北京：中国建筑工业出版社，2005。12Nagahma H Fractal fragment size distribution for brittle rocks Int.J.Rock Mech.Min.Sci.1993.(4).46947113oe