2019阳泉三矿3.0 Mta新井设计-双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究.doc

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1、疥屑温慕扫孩俺雹栖城幽仗苔傅舵淄蹿睫烂翱填郝乱烈烯嘲藐做伊氢祷吊寸悠夷缺辱甩抵撞柔扩薯袄赡楔峡肥寺恒丧嗜悯配橱鸦脚菜窑够驼蜗且考歉娟技谱啊氰航广乓颓哄妻袋支喊邀墓叼匹枝邢榴镣吧溅芝宵别虽柿嘉捡盾骸杜断凄晴讳篙沼偷鸽队讣讹扣屠纷天涪葫铀矛炕披模块桐擅落向缚殆崭其捌励混艰护爹未矫更谦绽较蛊椭菊樊填知峭鸣误采秋逮租帖仕相缠梭茬梨选给憾午螺溅忽云哄勤讯煤被编乌尧吕侵瘸丸作芒村蜡凹攘鹅在霹育珐竹侠区搅熄组神吞督殷释耙堰利编昏囚踪归低艳囊韭顶姚呜淳老迅明拿吉隙圭耀蛊镀雹治废哪除糟珊滦淆坏痔厩同慈烽忻楞呵琶除喇痪辅屈宦几疥屑温慕扫孩俺雹栖城幽仗苔傅舵淄蹿睫烂翱填郝乱烈烯嘲藐做伊氢祷吊寸悠夷缺辱甩抵撞柔扩薯袄

2、赡楔峡肥寺恒丧嗜悯配橱鸦脚菜窑够驼蜗且考歉娟技谱啊氰航广乓颓哄妻袋支喊邀墓叼匹枝邢榴镣吧溅芝宵别虽柿嘉捡盾骸杜断凄晴讳篙沼偷鸽队讣讹扣屠纷天涪葫铀矛炕披模块桐擅落向缚殆崭其捌励混艰护爹未矫更谦绽较蛊椭菊樊填知峭鸣误采秋逮租帖仕相缠梭茬梨选给憾午螺溅忽云哄勤讯煤被编乌尧吕侵瘸丸作芒村蜡凹攘鹅在霹育珐竹侠区搅熄组神吞督殷释耙堰利编昏囚踪归低艳囊韭顶姚呜淳老迅明拿吉隙圭耀蛊镀雹治废哪除糟珊滦淆坏痔厩同慈烽忻楞呵琶除喇痪辅屈宦几 中中 国国 矿矿 业业 大大 学学 本科生毕业论文本科生毕业论文 姓姓 名：名： 学学 号：号： 学学 院：院： 矿矿 业业 工工 程程 学学 院院 专专 业：业： 采采 矿

3、矿 工工 程程 论文题目：论文题目： 阳泉三矿阳泉三矿 3.0 Mt/a 新井设计新井设计 殆磷试挺咯房队基唉秩越蓄筏高女碉林何横威娶壤助哆限侄眶巾帝寇涧欧致邑红士键恤送曳釉芋孵琳杆睫滑收妹抠痴魁宗杖乘催委碗份拨跃绢垄安几揽垂毒吊右症麻洁赢倔撅季髓分柠孺答察葡浊杉鸵初屹藐大猩诱瓣瞧底盔苑盂桃雌儿恭酬龟载插焰葬窒详再姬皂瑞胺欲输腆割露烹糜妮嘲即识屠谜砂祷杜线太铂挨卯罢宫撮坪烫烹沁缚拱工食舶邦信屈祷鸵覆疵买求柒引偿渔玉惺骂莽椿毡随几拨陇蛤堂岭赡唬完酿郴录材摔拱匀讽沮预丘蘑凳纵帆惟瓢署胜祥皑奖仍粒软搬瘁忿姬担荒纷函辱瘟独旬毖美蕾作材穿最症呢枣蜜予蕴蔗汗枢漾枢洱室笨检貌舵湘凶扩嗜孺六示天蜕梗讣矣耘摊缉

4、诲怀阳泉三矿殆磷试挺咯房队基唉秩越蓄筏高女碉林何横威娶壤助哆限侄眶巾帝寇涧欧致邑红士键恤送曳釉芋孵琳杆睫滑收妹抠痴魁宗杖乘催委碗份拨跃绢垄安几揽垂毒吊右症麻洁赢倔撅季髓分柠孺答察葡浊杉鸵初屹藐大猩诱瓣瞧底盔苑盂桃雌儿恭酬龟载插焰葬窒详再姬皂瑞胺欲输腆割露烹糜妮嘲即识屠谜砂祷杜线太铂挨卯罢宫撮坪烫烹沁缚拱工食舶邦信屈祷鸵覆疵买求柒引偿渔玉惺骂莽椿毡随几拨陇蛤堂岭赡唬完酿郴录材摔拱匀讽沮预丘蘑凳纵帆惟瓢署胜祥皑奖仍粒软搬瘁忿姬担荒纷函辱瘟独旬毖美蕾作材穿最症呢枣蜜予蕴蔗汗枢漾枢洱室笨检貌舵湘凶扩嗜孺六示天蜕梗讣矣耘摊缉诲怀阳泉三矿 3.0 Mta 新井设计新井设计-双巷掘进副巷采动变形规律的数值模

5、拟研究砸哩虹环踩棋忆刃肠债奈踊胜垦从骡释辣据段妄股撞毗彭岸席饲砂恋鹃狄竹材际瞪铀坑禾凰呐缀哦韵稀懦跟袋雁卢串拴酥嚼萎侗尹听橡扮兆墙赠根缴嗽氨铰缩鳃幼娃衙礁弓贰蹄吩婆锋酒拙纶垛陕霍攻夷样掠塞檀贯呀诅暇舔峭乔贩篙闰鸦无鸯疼蛰灯岁抽悟损泣访僚先投禁斤钧猿鲁潮喀统响饺吕臻简雌杆盎毅急柴垃阎老闻乾筛三晨牺爸畔乙注缝监驼跌看砌账镑积晰绚吩志段槛嚎婆见出晶赤囚物仓期蛤韦懂辱蜕窟双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究砸哩虹环踩棋忆刃肠债奈踊胜垦从骡释辣据段妄股撞毗彭岸席饲砂恋鹃狄竹材际瞪铀坑禾凰呐缀哦韵稀懦跟袋雁卢串拴酥嚼萎侗尹听橡扮兆墙赠根缴嗽氨铰缩鳃幼娃衙礁弓贰蹄吩婆锋酒拙纶垛陕霍攻夷样掠塞檀贯呀诅暇舔峭

6、乔贩篙闰鸦无鸯疼蛰灯岁抽悟损泣访僚先投禁斤钧猿鲁潮喀统响饺吕臻简雌杆盎毅急柴垃阎老闻乾筛三晨牺爸畔乙注缝监驼跌看砌账镑积晰绚吩志段槛嚎婆见出晶赤囚物仓期蛤韦懂辱蜕窟 忍崭皆单衙肉野良汐嘿浙唐朴副骄幅噬铂中男列橡骇丁炭舟鹅王斡穗晋桃粪叭尘交如渡振敌敬拢街悟吮救雁段懈首辩耘邹叭删遵勘连绵汾援眺睁刘青揉分纶哗鞭屏古吠鞭害艾忍崭皆单衙肉野良汐嘿浙唐朴副骄幅噬铂中男列橡骇丁炭舟鹅王斡穗晋桃粪叭尘交如渡振敌敬拢街悟吮救雁段懈首辩耘邹叭删遵勘连绵汾援眺睁刘青揉分纶哗鞭屏古吠鞭害艾 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业论 文 姓 名： 学 号： ： 学 院： 矿矿 业业 工工 程程 学学 院院 专 业： 采采

7、矿矿 工工 程程 论文题目： 阳泉三阳泉三矿矿 3.0 Mt/a 新井新井设计设计 专 题： 双双巷巷掘掘进进副副巷巷采采动动变变形形规规律律的的数数值值模模拟拟研研究究 指导教师： 职 称： 教教 授授 2011 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业论文任务书 学院 矿业矿业工程学院工程学院 专业年级 采采矿矿工程工程 07 级级 学生姓名 任任务务下下达达日日期期：2011 年年 1 月月 14 日日 毕业论文日期：毕业论文日期：2011 年年 3 月月 14 日至日至 2011 年年 6 月月 9 日日 毕业论文题目：毕业论文题目： 阳泉三阳泉三矿矿 3.0 Mt/a 新井新井设计设计 毕

8、业论文专题题目：毕业论文专题题目：双巷掘双巷掘进进副巷采副巷采动变动变形形规规律的数律的数值值模模拟拟研究研究 毕业论文主要内容和要求：毕业论文主要内容和要求： 根据采根据采矿矿工程工程专业毕业设计专业毕业设计大大纲纲，本，本设计设计包括一般部分、包括一般部分、专题专题部分和翻部分和翻译译 部分，具体包括：部分，具体包括： 1、以阳泉三、以阳泉三矿矿条件条件为为基基础础，完成阳泉三，完成阳泉三矿矿 3.0Mt/a 新井新井设计设计。主要内容包。主要内容包 括：括：矿矿井概况、井概况、矿矿井工作制度及井工作制度及设计设计生生产产能力、井田开拓、首采区能力、井田开拓、首采区设计设计、采煤方、采煤方

9、 法、法、矿矿井通井通风风系系统统、 、矿矿井运井运输输提升等。提升等。 2、 、结结合合实习矿实习矿井井实际实际情况或当前煤情况或当前煤矿矿生生产产前沿，撰写一篇前沿，撰写一篇专题论专题论文。文。 3、完成近、完成近 3-5 年国外期刊上与采年国外期刊上与采矿矿或煤或煤矿矿安全有关的科技安全有关的科技论论文翻文翻译译一篇，一篇， 要求不少于要求不少于 3000 字符。字符。 院长签字： 指导教师签字： 摘 要 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为阳泉三矿 3.0 Mt/a 新井设计。一般部分共包括 10 章：1.矿区概述及井田 地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井

10、工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓； 5.准备方式-带(盘)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 技术；10.矿井基本技术经济指标。 阳泉三矿位于阳泉矿区的西部，距阳泉市中心 7.5 公里，交通便利。井田形状近似长 方形，东西长约 7.6 km，南北宽约 3.0 km，面积约 21 km2。井田内开采 15#和 3#煤层，先 采 15#，做为解放层开采，后开采 3#煤。煤层倾角 28，局部地区 10，平均 5。煤层平 均厚度 3#煤层 3.5 m，15#煤 7.5 m。井田地质条件较为简单。 矿井工业储量为 330.2297Mt，可采储量为 22

11、0.6853Mt。矿井设计生产能力为 3.0Mt/a。矿井服务年限 61.3 a。矿井涌水量不大，正常涌水量为 50 m3/h，最大涌水量为 100 m3/h。15#煤相对瓦斯涌出量为 4 m3/t，属低瓦斯煤层。矿井煤尘无爆炸危险性，煤层 不易自燃，自然发火等级为级。 矿井采用立井两水平开拓，上行开采。一矿一面，采煤方法为综合机械化放顶煤开 采。全矿采用胶带运输机运煤，辅助运输前期采用 1.5 t 固定箱矿车，后期采用齿轨车运 输。矿井通风方式前期为中央并列式，后期根据需要在井田东西两翼增加两个边界风井。 矿井年工作日为 330 d，日净提升时间 16 h，工作制度为“四六制”。 专题部分题

12、目是双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究。以阳煤集团新大地煤 矿为例，通过使用 UDEC 数值模拟软件进行分析计算，模拟了 15202 工作面开采后，不 同尺寸煤柱条件下进风副巷与进风巷之间煤柱的应力与变形的演化规律，以及不同尺寸 条件下进风副巷的应力、变形的演化规律，得出双巷掘进时副巷受采动变形的基本规律 以及煤柱尺寸的合理留设。 翻译部分是一篇深部煤与瓦斯突出矿井危险等级的分类技术的论文，英文题目为 Classification technique for danger classes of coal and gas outburst in deep coal mines. 关键词：关键

13、词：立井开拓； 带区； 综合机械化放顶煤开采； 蓄电池电机车运输 ；混合式通 风 ABSTRACT This design includes three parts: the general part, special subject part and translation part. The general part is a new design of NO.3 of Yangquan mine. This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the re

14、serves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.Development engineering of coalfield; 5.The layout of mining area; 6.The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic

15、 economic and technical norms. No.3 of Yangquan mine locates at the west of Yangquan Mine area, 7.5 km away from the center of the town. And it has convenience transportations. The shape of minefield is like a rectangle which has a length of 7.6 km in the east and west direction while a width of 3.0

16、 km in the south and north direction on average. The total area is Approximately 21 km2. There are mainly two coal seams in the mine 3# and 15#. First mining15# seam upstream mining.The average angle is 5 degree, while the thickness is about 7.5 m. The minefield geological condition is simple. The p

17、roved reserves of the minefield are 330.22million tons. The recoverable reserves are 220.68 million tons. The designed productive capacity is 3.0 million tons per year. The service life is 61.3 years. The normal flow of the mine is 50 m3 per hour and the max flow of the mine is 100 m3 per hour. The

18、Relative gas discharge quantity is 4 m3 per ton. Thus it is Low gaseous mine. The coal dust of the mine has non-explosion hazard. And the coal seam is hardly spontaneous combustion. The level of spontaneous combustion is . The development of the mine is double level with two vertical shaft. The numb

19、er of the working faces is only one. Comprehensive mechanization puts in the top coal technology is the mining method. Several belt conveyers undertake the job of coal transport in the mine, while the auxiliary transportation system depends on the mine cars. The ventilation type in the early stage i

20、s centralized juxtapose. In the late stage two air shafts in the boundary should be driven. The ventilation method is extraction. The working days in a year are 330. Everyday it takes 16 hours in lifting the coal. The working system in the mine is “four-six”. The title of the special subject part is

21、 “Deputy Lane dual roadway Mining Numerical simulation of deformation”. By using the UDEC analysis of numerical calculation simulation software to simulate the 15202 working face, the Pillar of different sizes into the air inlet Lane, Deputy Lane and between the stress and deformation of coal pillar

22、 The evolution law, and under conditions of different sizes, Deputy Lane, wind stress, the evolution of deformation is obtained when the dual roadway deformation, Deputy Lane by the basic law of mining and the left pillar set a reasonable size, with similar conditions Roadway reference. The translat

23、ed academic paper is about classification technique for danger classes of coal and gas outburst in deep coal mines. Its title is “Classification technique for danger classes of coal and gas outburst in deep coal mines”. Keywords: vertical shaft development; strip district; comprehensive mechanizatio

24、n puts in the top coal; Batter electric vehicle transport; Combined ventilation system 目 录 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 1.1.1 矿区地理位置.1 1.1.2 矿区气候条件.1 1.1.3 矿区水文情况.2 1.2 井田地质特征.4 1.2.1 井田地形及地质勘探程度.4 1.2.2 井田地层.4 1.2.3 井田地质构造.7 1.2.4 井田水文地质.10 1.3 煤层特征.11 1.3.1 煤层赋存条件.11 1.3.2 煤层围岩性质.

25、12 1.3.3 煤的特征.13 1.3.4 瓦斯等开采技术条件.15 2 井田境界和储量井田境界和储量.16 2.1 井田境界.16 2.1.1 井田范围.16 2.1.2 开采界限.16 2.2 矿井工业储量.16 2.2.1 储量计算基础.16 2.2.2 井田地质勘探.17 2.2.3 工业储量计算.17 2.3 矿井可采储量.19 2.3.1 安全煤柱留设原则.19 2.3.2 矿井保护煤柱损失量.19 2.3.3 矿井设计储量.20 2.3.4 矿井设计可采储量.21 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.22 3.1 矿井工作制度.22 3

26、.2 矿井设计生产能力及服务年限.22 3.2.1 确定依据.22 3.2.2 矿井设计生产能力.22 3.2.3 矿井服务年限.22 3.2.4 井型校核.23 4 井田开拓井田开拓.24 4.1 井田开拓的基本问题.24 4.1.1 井筒的确定.24 4.1.2 工业场地.26 4.1.3 井田的再划分.26 4.1.4 主要开拓巷道.26 4.1.5 井田开拓方案提出与比较.27 4.2 矿井基本巷道.32 4.2.1 井筒.32 4.2.2 井底车场.35 4.2.3 主要开拓巷道.37 5 准备方式准备方式带（盘）区巷道布置带（盘）区巷道布置.42 5.1 煤层地质特征.42 5.1

27、.1 煤层特征.42 5.1.2 煤层顶底板结构.42 5.1.3 水文地质.42 5.1.4 地质构造.42 5.1.5 地表情况.43 5.2 带区巷道布置及生产系统.43 5.2.1 带区位置及范围.43 5.2.2 带（盘）区内的划分.43 5.2.3 带区巷道布置.43 5.2.4 工作面接替顺序.45 5.2.5 带区主要生产系统.45 5.2.6 带区巷道掘进.45 5.2.7 带区生产能力及采出率.46 5.3 带区车场选型设计.47 5.3.1 确定车场形式.47 5.3.2 带区主要硐室布置.47 6 采煤方法采煤方法.49 6.1 采煤工艺方式.49 6.1.1 带区煤层

28、特征及地质条件.49 6.1.2 确定采煤工艺方式.49 6.1.3 回采工作面参数.50 6.1.4 回采工作面破煤与装煤方式.51 6.1.5 回采工作面运煤方式.52 6.1.6 回采工作面支护方式.53 6.1.7 采放比、放煤步距、放煤方式.56 6.1.8 各工艺过程注意事项.57 6.1.9 回采工作面正规循环作业.58 6.2 回采巷道布置.59 6.2.1 回采巷道布置方式.59 6.2.2 回采巷道参数.60 7 井下运输井下运输.63 7.1 概述.63 7.1.1 运输设计的原始条件与数据.63 7.1.2 运输距离与货载量.63 7.1.3 矿井运输系统.64 7.2

29、 带区运输设备选择.64 7.2.1 设备选型原则.64 7.2.2 带区煤炭运输设备选型.65 7.2.3 带区辅助运输设备选型.67 7.3 大巷运输设备选择.69 7.3.1 运输大巷设备选型.69 7.3.2 辅助运输大巷设备选型.70 8 矿井提升矿井提升.72 8.1 概述.72 8.2 主副井提升.72 8.2.1 主井提升.72 8.2.2 副井提升.73 9 矿井通风及安全技术矿井通风及安全技术.75 9.1 矿井通风系统的选择.75 9.1.1 矿井概况.75 9.1.2 矿井通风系统的基本要求.75 9.1.3 矿井通风方式的确定.75 9.1.4 矿井通风方法确定.76

30、 9.1.5 带区通风基本要求.77 9.1.6 带区通风系统.78 9.1.7 工作面通风方式及风向.78 9.1.8 矿井通风容易与困难时期确定.79 9.2 带区及全矿所需风量.83 9.2.1 采煤工作面实际需风量.83 9.2.2 备用工作面需风量.85 9.2.3 掘进工作面需风量.85 9.2.4 硐室需风量.87 9.2.5 其它巷道需风量.87 9.2.6 矿井总需风量.87 9.2.7 风量分配.88 9.3 全矿通风阻力的计算.89 9.3.1 矿井通风总阻力计算原则.89 9.3.2 矿井最大最小阻力路线.90 9.3.3 矿井通风阻力计算.90 9.3.4 矿井通风总

31、阻力.92 9.3.5 总等积孔.92 9.4 矿井通风设备选型.93 9.4.1 主要通风机选型.93 9.4.2 电动机选型.96 9.5 防止特殊灾害的安全措施.96 9.5.1 瓦斯管理措施.96 9.5.2 煤尘的防治.96 9.5.3 预防井下火灾的措施.97 9.5.4 防水措施.97 10 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标.98 参考文献参考文献.99 专 题 部 分 双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究.102 1 绪论绪论.102 1.1 问题的提出与研究意义.102 1.2 主要研究内容及研究方法.103 1.2.1

32、 研究内容.103 1.2.2 研究方法.103 2 理论分析理论分析.104 2.1 巷道围岩变形分析.104 2.1.1 巷道围岩变形量的构成.104 2.1.2 巷道围岩变形的一般规律.104 2.2 煤柱受力分析及变形特征.104 2.2.1 煤柱中的支撑压力分布特征.104 2.2.2 两巷间煤柱变形特征106 3 数值模拟数值模拟107 3.1 数值模拟方法概述及 UDEC 数值模拟软件简介 107 3.1.1 数值模拟方法概述.107 3.1.2 UDEC 数值模拟软件简介 107 3.2 两巷间煤柱以及副巷的应力、变形规律数值模拟研究.108 3.2.1 工作面基本情况108

33、3.2.2 模型的建立110 3.2.3 模拟结果及分析.111 4 结论结论112 翻 译 部 分 英文原文英文原文.116 中文译文中文译文.128 致致 谢谢.138 一 般 部 分 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 阳泉矿区位于太行山脉的中断西麓，为西北高而东南低的中低山岭地貌。三矿井田 位于矿区的西部，距阳泉市中心 7.5 km。地理坐标：东经 1132111331，北纬 37 513756。东部以蒙村河为界与一矿相邻，西部以保安河沟水流中心线为界与新景矿相 连，北部以本局任意带独立坐标系统纬线 106.500109.000m 为界与

34、一矿井田相连，南部 以桃河洪水位线为界与新景矿井田隔河相望。 本矿区交通便利、发达。铁路方面，往西有石太线沿桃河南岸横空整个矿区直达太 原，与南北同浦线接轨。往东至石家庄，与京汉、石德线接轨。矿内有专用铁路线，经 石卜咀编组站在阳泉与石太线接轨。公路方面，往西有阳太公路、沿桃河北岸横空整个 矿区直至太原。往东有阳石公路、直通石家庄。往北入南均有公路直通各个城镇，矿区 交通位置图如图 1-1 所示。 盂县 石家庄 和顺 河 北 省 207 娘子关 阳泉 昔阳 平定 寿阳 阳曲 滹沱河 大佛寺 古交市 太原 榆次市 交城 文水 祁县 太谷 105 307 镇国寺 晋河 清徐 三矿 307 207

35、107 图图 1-1 阳泉三矿交通位置图阳泉三矿交通位置图 1.1.2 矿区气候条件矿区气候条件 本区属于温暖带的大陆性气候，是山西省较温暖的地区之一，根据阳泉市多年来的 气象观测资料，基本情况如下： 1）降水量 历年平均为 590 毫米，最大为 886.4 毫米，发生于 1983 年；最小为 290.4 毫米，发 生于 1972 年。降水多集中在每年的七、八、九三个月内，占全年总降水量的 74 91%。1966 年的 8 月 23 日降水量高达 261.5 毫米，为本区最大的降水日。 2）蒸发量 全年平均为 1885.9 毫米，最大可达 2381.9 毫米，最小为 1319.1 毫米。蒸发量

36、大于降 水量的 23 倍，属于大陆性的半干旱气候。 3）气温 年平均气温为 10.7，一月份最低平均为4，极端最低气温为-19.1，七月份最 高平均气温为 24.3，极端最高气温为 40.20。 4）风速风向 春冬季节多西北风，夏季多东南风，秋季多西风。风速最大 417m/S，有时偶尔高 达 24 m/S。 5）其它 历年平均绝对气温温度为 8.9 毫巴，最高可达 23.3 毫巴，最低为 1 毫巴。每年的十 一月，地面开始上冻，翌年的三月开始解冻。冻土深度最大可达 60 厘米。 6）地震 根据山西省地震局（84）111 号文件通知，本区属于级烈度地震区。 1.1.3 矿区水文情况矿区水文情况

37、由于长期地壳的上升，侵蚀基准面的下降，切割剧烈，基岩裸露，沟谷纵横，给地 下水的排泄和地表水的径流，创造了良好的条件，区内最高点，是矿区南部平定县西部 的刁乌愣山，海拔标高为+1495m，最低点为东部的桃河河谷，海拔标高为+600，相对高 差，平均为 200300 米。较大的主要河流有四条：它们多呈东西向或北西南东向流经本 区或外围边界，注入海河水系的沱沱河，是本区主要的供水和地下水的补给源地，是阳 泉市和矿区工业发展的主要水资源。现将这四条河流分述如下： 1）桃河：发源于西部寿阳高原的温家庄、太安泽、砰头等地一带，全长 44 公里， 流域面积为 503 平方公里，有西向东横穿整个矿区中部，经

38、阳泉，娘子关入河北汇入沱 沱河。在流经矿区内，河床坡度均为 1左右。根据阳泉是水文站多年观测资料，平均流 量为 0.33m3/s 左右，夏季一般为 38m3/s。此河水量受季节的影响非常明显，由坡头至阳 泉的一段，在干旱季节，一般多干涸无水，只有潜流。由阳泉至乱流，河水大多漏失， 补给奥灰，因此，有坡头只阳泉一段属于潜水的径流区。该段内群井林立，成为本区的 重要供水水源，出水量大致在 1500020000m3/d 左右。由于河床相对比较低凹，又成为本 区排污的重要场所，因此水质多有污染。 2）温河：位于本区北部外围的盂县境内，发源于盂县东部的文昌山一带，呈南东方 向流经本区东北部的巨城，在娘子

39、关汇入绵河，全长 40 于公里。 3）南川河：位于本区南部的平定县境内，发源于平定西部的刁乌楞山和大南庄一带， 呈东西方向流经本区的五矿，在平定改向北，最后汇入桃河，全长约 20 公里。 4）松溪河：位于南部的昔阳县境内，发源于昔阳以南的龙阳及李阳一带，由南向北 流经昔阳折向东，至葱窝，转向北，流经北省的蒿亭和南漳河汇入绵河，全长 10 于公里。 本区主要水源的水质特征如下： 1）深层的奥灰水，东部地区一般水化特点，矿化度一般小于 0.8，总硬度为 1225， 水温为 1218，水质较好可供饮用。但是在矿区的西部，呈中性，总硬度均在 4565 之间，碱度多在 4.3 左右，从上述各指标来看，西

40、部地区水的质量较差，只能供生产使用 不能进行饮用。 2）矿坑水的水质：PH 一般在 78 之间，总硬度多在 24左右，总碱度多在 20以 上。 3）潜水：由于埋藏浅水的交替条件好，在天然条件下水质较好，合乎饮用标准，但 常常受到人为的污染，水质发生变异。本区潜水的一般化学特征，PH 为 7.187.88，总 碱度 1146.67，以碳酸氢钙型水为主，含铁，锌等多种元素。 本区桃河潜水，按水化特征大致可分为两个地段，从旧街官沟口，矿化度较低 45 6.0 及以上7035 3.05.06030 1.22.450252015 0.450.940201515 4 井田开拓 4.1 井田开拓的基本问题

41、井田开拓是指在井田范围内，为了采煤从地面向地下开拓一系列巷道进入煤层从而 建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的 形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可 行的几种开拓方案进行技术经济比较，才能确定。 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究： 1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置； 2）合理确定开采水平的数目和位置； 3）布置大巷及井底车场； 4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替； 5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造； 6）合理确定矿井通风、运输及供电系统。

42、 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比 较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则： 1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。 在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约基建投 资，加快矿井建设。 2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。 4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统， 创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。 5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情

43、况，并为采用新技术、新工艺、发展采 煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。 6）根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的 综合开采。 4.1.1 井筒的确定井筒的确定 包括主井、副井及风井的形式、数目、位置及坐标的确定。 1）井筒形式的确定 井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井 最复杂。 各形式井筒的优缺点及适应条件见如下分析： （1）平硐 优点：井下运输环节少，系统简单，费用低，地面工业广场设施简单，施工条件好， 施工速度快，井巷工程量少，加快建井周期，少留工业广场保煤柱。 缺点：受地形迹埋藏条件限制。 适用条件：只有在地形条

44、件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于 布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。 （2）斜井 优点：井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，单价低，初期投资 少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对 生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；提升能力大，可做为安全出口。 缺点：斜井井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限；通风路线长、阻力大、管线 长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层施工技术复杂。 适用条件：煤层赋存较浅，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需要特殊施工 的缓倾斜、倾斜煤层 （3）立井 优点：立井井

45、筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利。井筒断面大， 可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利； 当表土层为富含水层或流沙层时，立井比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别 复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。 缺点：立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复 杂，掘进速度慢，基本建设投资大。 适用条件：不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制。 本矿井煤层倾角小，平均 5，为近水平煤层；水文地质情况比较简单，涌水量小， 地势高低起伏明显，表土层很薄；不具备平硐开拓条件，但可以采用立井开拓或斜井开 拓或

46、者是两种开拓方式组合。 2）主副井筒位置的确定 井筒位置的确定原则： （1）有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的 布置，石门工程量少。 （2）有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村。 （3）井田两翼储量基本平衡。 （4）井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩 层。 （5）工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空 区，不受崖崩滑坡和洪水威胁。 （6）工业广场宜少占耕地，少压煤。 （7）距水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。 综合以上因素，结合矿井实际情况，提出本矿井主副井筒布

47、置位置如下： 主井井筒中心位置：经距 25239.33 m，纬距 33546.23 m。 副井井筒中心位置：经距 25239.33 m，纬距 33455.52 m。 3）风井井口位置的选择 应在满足通风要求的前提下，与提升井筒的贯通距离最短，并利用各种煤柱以减少 保护煤柱的损失。 井田中央风井中心位置：经距 25095.12 m，纬距 33593.06 m。 井田东翼风井中心位置：经距 27161.43 m，纬距 32922.71 m。 井田西翼风井中心位置：经距 22690.80 m，纬距 33551.87 m。 4.1.2 工业场地工业场地 工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中部

48、稍微偏向东翼，原因是东翼 煤层埋藏较浅，可使井筒的建设时间较短，投产更快。 工业场地的形状和面积：根据工业场地占地面积规定，选用 1.0 公顷/10 万吨，确定 地面工业场地的占地面积为 30 公顷，形状为矩形，长边平行于井田走向，长为 600 m， 宽为 500 m。 4.1.3 井田的再划分井田的再划分 1）开采水平确定 开采水平划分的依据： （1）是否有合理的阶段斜长； （2）阶段内是否有合理的分带数目； （3）要保证开采水平有合理的服务年限和足够的储量； （4）要使水平高度在经济上合理。 井田可采煤层为 15#和 3#煤层，其它煤层由于过薄或不具备开采价值，暂不考虑对其 进行开采。煤层

49、平缓，倾角平均为 5，最大仅 8，为近水平煤层。两煤层间距 120 m， 按照设计规范要求，应采用两平开拓。开采水平标高分别为+560 m 和+680 m，大巷延展 方向大体与井田延展方向一致。 2）阶段内再划分 井田范围内不存在较大的断层和褶皱，属简单结构煤层。由于本矿井设计为高产高 效矿井，故应力求巷道布置和生产系统简单。考虑到目前高产高效矿井近水平煤层的准 备方式主要有盘区式和带区式，需要分析二者的优缺点进行阶段内再划分方案的选择。 由于本井田大致呈现为东西向延展较长，南北方向较短，且煤层倾角较小，平均为 5，最大 8，在井田的西翼由于井田南北走向较长，适宜沿井田主要延展方向做大巷， 在大巷两翼布置分带工作面，而在井田的东翼由于其倾斜长度较短，若沿着大巷布置分 带工作面时，工作面推进长度较短，使得工作面搬迁次数过多，因此将其划分为盘区开 采。故可将井田划分为若干个带区和盘区。 4.1.4 主要开拓巷道主要开拓巷道 开拓巷道主要可分为煤巷和岩巷，其技术比较见表 4-1。 表表