当前位置:首页>> >>


深部回采巷道围岩稳定的关键理论.rar

收藏

资源目录
    文档预览:
    编号:20180910134557207    类型:共享资源    大小:1.98MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-10
    尺寸:148x200像素    分辨率:72dpi   颜色:RGB    工具:   
    25
    金币
    关 键 词:
    回采 巷道 围岩 稳定 关键 理论
    资源描述:
    中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 I 页目 录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征 .................................................................................................11.1 矿区概述 ...................................................................................................................11.2 井田地质特征 ...........................................................................................................21.3 煤层特征 ...................................................................................................................52 井田境界与储量 .................................................................................................................92.1 井田境界 ...................................................................................................................92.2 矿井工业储量 ...........................................................................................................92.3 矿井可采储量 .........................................................................................................113 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 ...................................................................153.1 矿井工作制度 .........................................................................................................153.2 矿井设计生产能力及服务年限 .............................................................................154 井田开拓 ...........................................................................................................................174.1 井田开拓的基本问题 .............................................................................................174.2 矿井基本巷道 .........................................................................................................245 准备方式—— 采区巷道布置 ...........................................................................................325.1 煤层地质情况 .........................................................................................................325.2 采区巷道布置及生产系统 .....................................................................................325.3 采区车场选型设计 .................................................................................................376 采煤方法 ...........................................................................................................................416.1 采煤工艺方式 .........................................................................................................416.2 回采巷道布置 .........................................................................................................517 井下运输 ...........................................................................................................................547.1 概述 .........................................................................................................................547.2 采区运输设备选择 .................................................................................................557.3 大巷运输设备选 .....................................................................................................568 矿井提升 ...........................................................................................................................598.1 矿井提升概述 .........................................................................................................598.2 主副井提升 .............................................................................................................599 矿井通风及安全 ...............................................................................................................649.1 矿井概况、开拓方式及开采方法 .........................................................................649.2 采区及全矿所需风量 .............................................................................................679.3 全矿通风阻力计算 .................................................................................................719.4 选择矿井通风设备 .................................................................................................749.5 防治特殊灾害的安全措施 .....................................................................................77中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 II 页10 设计矿井基本技术经济指标 .........................................................................................83参考文献 .......................................................................................................................84专题部分矿井深部岩石巷道变形机理与支护技术综述 ...........................................................................850 引言 ...................................................................................................................................851 深部回采巷道围岩稳定的关键理论 ...............................................................................861.1 软岩 .........................................................................................................................861.2 围岩稳定理论 .........................................................................................................871.3 深部围岩岩爆理论 .................................................................................................881.4 深部软岩非线性大变形理论 .................................................................................881.5 软岩巷道问题分析 .................................................................................................892 软岩巷道支护 ....................................................................................................................902.1 软岩巷道支护方法技术 .........................................................................................902.2 深井巷道锚杆支护的关键理论与技术 .................................................................932.3 锚杆支护方法 .........................................................................................................972.4 软岩锚注支护技术 ...............................................................................................1023 部分支护方法工程实践 ..................................................................................................1033.1 全长树脂锚固锚杆支护实例 ...............................................................................1033.2 锚注支护实例 .......................................................................................................1033.3 技术、经济效果分析 ...........................................................................................1054 结语 ..................................................................................................................................106翻译部分英文原文 .....................................................................................................................107中文译文 .....................................................................................................................115致 谢 .........................................................................................................................................120中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理与交通位置潘三矿位于淮南市西北部,距洞山约 34km,地处淮南凤台县城北约 15 公里,地理座标为东经 116°41′45″~116°48′45′,北纬 32°47′30″~32°52′30″,东起九线与潘一矿毗邻,西至十五线与丁集勘探区相接,北界东段以 F3 断层为界,西段为潘四井田南边界,南部以 13-1 煤-900m 等高线地面投影为界,东西走向长 9.6km,南北倾向宽 5.8km,面积54.3km2。本井田交通方便,合阜铁路在矿区南缘通过,南行 10km 可接淮河水运,每天定点班车凤台、合肥、蚌埠、南京、六安等地,市内有 11、12、13、112 路公交车及招手车和出租车与各井田及市区相连。如图 1.1 所示。图 1.1 交通位置图1.1.2 地形、地貌本区为淮河流域的泥、黑河支流域,属淮河冲积平原,地形平坦,标高+19.50~+23.50m 左右。淮河在淮南段,一般水位标高+15m;历史最高洪水位为+25.63m(1954 午 7 月 29 日田家庵水文站观测) 。堤面标高+27.07m 。泥河系淮河左岸的支流,发源于凤台县朱集,自西北向东南方向穿过丁集、潘三、潘一、潘二四个井田,由中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页淮南市尹家沟入淮,全长 60km,流域面积原为 710 km2,茨淮新河开挖以后减为606km2。流域内一般地面高程为+19~+24m ,下游为开阔洼地,高程为 16m。雨季淮河水位上涨易成内涝。黑河位于井田北缘,由西北向东南流入淮河,河床宽 2-l0 米,系人工挖掘浇灌农田季节性水渠。1.1.3 矿区气候条件本区为过渡型气候,以东南风为多,年降雨量最大 1423.3mm,最小 649.9mm,年均910.6mm,多集中在 7、8 月份;最高气温 41.4℃,最低气温-21.7℃,平均气温+15℃;最大冻土深度 0.30m,最大降雪量 0.39m。1.1.4 地震据有关资料,淮南地区地震活动强度不大,以轻度破坏和有感地震为主, 1917、1931、1937、1954、1976 年均有地震波及,震级在 3~6 级之间;据建筑抗震设计规程(GB50011-2001) ,本区地震设防烈度为 7 度,设计基本地震加速度值为 0.10g。1.1.5 河流及水体本区为淮河冲积平原,地势平坦,地面标高 19~23m ,西北高,东南低,平均坡降l:10000。淮河为流经本区的主要河流,在淮南段一般水位标高为 15m,最高水位可达25.93m(1954 年 7 月 21 日鲁台洪水水位),堤面标高 27.07m,可以防洪患。淮河平均流量正阳关以下 2000m3/s。矿区内有泥河自西北向东南流入淮河,近平行地层走向横贯本矿区,河床形态上游窄,下游宽,枯水期水位为 18m,最高水位可达 22.40m。本矿区新生界沉积物厚度大,矿区内地表水系对矿井充水无直接影响。只与新生界松散层上部含水层组有一定的水力联系。当雨季汛期时,淮河洪水水位高于泥河水位时,青年闸及尹家沟闸关闭,泥、黑河流域内洪水无法排出,形成关门淹,可能威胁矿井安全(如 1991 年的大汛期) 。一般丰水年内涝时间 30~45 天,较大洪水年漫滩时间长达 140天左右。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造本井田为新生界松散层覆盖的全隐蔽区,井田内发育一组向西倾伏的次一级褶曲,即董岗郢次级向斜及叶集次级背斜,两者轴向大致平行,近东西向,贯穿全井田与潘集背斜轴呈 15~20° 夹角相交。向西倾伏,倾伏角 3~5° 。经钻探揭露井田内地层有奥陶系、石炭系、二叠系、第三、四系地层,现分述如下:(1)奥陶系中下统(0 1+2 )钻探揭露厚度 108.88m,仅见顶部岩层,岩性为灰色、致密厚层状硅质灰岩、局部夹泥质条带。(2)石炭系上统太原组(C 3) 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页厚度 123m,假整合于奥陶系地层之上。由灰~深灰色灰岩,泥岩及细~中砂岩组成,其中含 12~13 层灰岩,夹 5~10 层不稳定薄煤层及炭质泥岩,该组地层化石丰富,产腕足类、珊瑚、海百合茎及蜓蝌化石。(3)二叠系(P)厚度 1074.37m,整合于石炭系太原组之上。自下而上分为山西组、上石盒子组、下石盒子组和石千峰组。现叙述如下:a. 山西组厚度约 79m。由灰黑色泥岩、灰色粉砂岩组成,下部含煤 1~3 层。井田内局部煤层受岩浆岩影响变为天然焦。产植物化石,如科达、芦木、斜羽叶、丽羊齿、蕉羊齿等。b. 下石盒+子组厚度 131.5m 左右,以灰、深灰色泥岩及细砂岩为主,夹灰白色细~中粒砂岩,含煤10~11 层,其中 8 煤较稳定,为主要可采煤层之一;4-1 煤下的铝土质泥岩发育良好,分布较稳定,为主要标志层之一,该煤层组局部受岩浆岩侵入使部分煤层变成了天然焦,含丰富植物化石。c. 上石盒子组:厚度 544.5m 左右,以灰~深灰色泥岩、砂质泥岩为主,次为浅灰~灰白、灰绿色砂岩。含煤 17~27 层,其中可采及局部可采煤层 5 层,富含植物化石。d. 石千峰组:井田内已揭露的最大厚度为 319.37m。主要由紫红、褐红、褐黄、浅灰~深灰、灰绿等杂色砂质泥岩,花斑状砂质泥岩、含砾中粗砂岩、泥质砂岩等组成,分选及磨园度均较差,中上部有较单一的石英砂岩薄层,层理不清,该组不含煤,下部偶见炭质泥岩。(4)新生界(KZ)该区新生界地层与下伏古生界地层呈不整合接触,厚度为 186.54~483.55m ,平均厚度为 378.93m 可分为上第三系和第四系两部分。 上第三系(N)a.上第三系中新统下段(N 1 1)厚 0~99.05m,平均 57.65m,岩性以含泥砂砾层为主,砾石为石英岩、石英砂岩、岩浆岩、偶见灰岩砾,局部夹有少量砂质粘土。结构疏松。属残坡积相沉积,与下伏地层呈不整合接触。b.上第三系中新统上段(N 2 1)厚 0~101.05m,平均厚 66.75 m,以浅灰绿夹棕黄色粘土为主,间夹粉、细砂 1~3层,局部砂层较厚,但其砂层含泥质较高。属河湖相沉积全区分布稳定,只在南部十二线以南部分钻孔缺失。c.上第三系上新统( N2)厚 67.68~190.40 m,平均 133.04 m,岩性以浅灰绿色中砂为主。其次为细砂及粗砂,局部夹由钙质胶结成砂岩盘,质坚硬。结构疏松~松散。夹砂质粘土或粘土 3~5 层,局部粘土层较厚。属河湖相沉积全区分布稳定。断层:(1)F1 正断层:倾角 40~60° ,落差 40~85m,延展长度 5km。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页(2)F2 正断层:倾角 55°,落差 15~30m,延展长度 3km。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页1.2.2 水文地质矿内主要含水层为新生界松散层孔隙含水层组、煤系砂岩裂隙含水层组及石灰岩岩溶裂隙含水层组三部分组成。现由新至老分述如下:新生界第四、第三系松散层沉积厚度为 186.54[水(三)3 孔]~483.55m (十四~十五5 孔) ,平均厚度为 378.93m。总体由东南向西北增厚,工广附近古地形隆起处最薄。按地层对比和岩相组合特征分为四个含水层组和三个隔水层组,其主要特征如下:(1)第四系含、隔水层(组)a. 上部含水层(组) (原上部含水组上段)底板埋深 19.85~34.98m,含水砂层厚 1.45~30.05 m,平均厚 11.64m。自地表5~10m 以下,以灰黄色、褐色,粉、细砂及粘土质砂为主,夹薄层砂质粘土。砂层颗粒较细,呈疏松状,属潜水~弱承压水,受大气降水及地表水体渗入补给,富水性较弱,水质属 HC03-Ca·Mg 型。b. 中部隔水层(组) (原上部含水组的夹层)底板埋深 47.17~65.51m,隔水层厚 2.32~40.90m,平均厚度 19.14m,以棕黄、灰黄夹灰绿色砂质粘土为主夹 0~4 层砂,顶部富含砂礓块和铁锰质结核,粘土分布稳定,可塑性强,隔水性较好。c. 下部含水层(组) (原上部含水组的下段)底板埋深 101.35~132.45m,含水层厚度 25.85~71.20m,平均厚度 51.41m,以下以浅灰及灰黄色中、细砂为主,局部为含砾中粗砂,砂层占该段厚的 84%。成份以石英为主,多含白云母片及黑色矿物,呈松散状。据水(三)2 和十上含-2 两孔抽水试验资料:水位标高为 16.40~20.18m,q=0.476~1.588 l/s·m,k=3.656~3.896m/d,水质为 HCO3-Ca·Mg·Na 和 HCO3·Cl-Na 型,矿化度 0.370~1.023g/l,水温 16~19.5℃,水量充沛,水质良好,为生活饮用水主要水源。d. 底部弱隔水层(组) (原上部弱隔水层)底板埋深 107.40~135.34m,隔水层厚度 0.55~15.35m,平均厚度 2.81m,岩性为灰黄色,灰绿色及棕黄色砂质粘土或粘土,局部含砂层,厚度薄分布比较稳定,在不破坏水力均衡条件下,具有一定的隔水作用。(2)上第三系含、隔水层(组)a. 中部(上新统)含水层(组) (原中部含水组)底板埋深 207.95~310.75m,含水层厚度 23.50~158.40m,平均厚度 104.56m,砂层占组厚 74%,以浅灰绿色中砂为主,次为细砂及粗砂,局部夹由钙质胶结成岩的坚硬“砂岩盘”数层,其间夹粘土及砂质粘土 0~17 层,厚度 0~61.06m 。据水(三)3 孔混合抽水试验资料:水位标高为 20.51m,q=O.269 l/s·m,由于未完全揭露该含水层组,故水量较小,此水量不能代表该含水层的水量,仅供参考,估计可能水量较大,水温 18℃,矿化度1.76g/l,水质属 Cl-Na 类型。本组在十二线南部附近隆起部位变薄,并直接覆盖在基岩上。b. 中部(中新统上部) 隔水层(组) (原中部隔水组)底板埋深 289.30~392.65m,隔水层厚度 O~91.95m ,平均厚度 52.28m,本组全区分布稳定,仅在古地形隆起处变薄或缺失,岩性以浅灰绿夹棕黄色粘土及砂质粘土为主,中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页致密、粘韧、具膨胀性。其间夹分布不稳定的砂,砂砾层 0~8 层,累厚 O~39.50m,占组厚 24%左右,据邻近矿井水 34 孔抽水试验资料:水位标高为 22.47m,q=0.00181 l/s·m,富水性弱,水温 24℃,矿化度 2.476g/l,水质属 Cl-Na 类型,该组隔水性较好。c.下部(中新统下部)含水层(组) (原下部含水组)该含水层组厚 0~99.05m,平均厚 57.65m,其中砂和砂砾层厚 0~85.80m,平均厚 37.93m。直接覆盖于煤系地层之上,由东南往西北,沿基岩低凹面分布。向南北两侧延展变薄,且在古地形隆起处尖灭。岩性以含泥砂砾层为主,其次粉细砂,砾石为石英岩、石英砂岩及岩浆岩,偶见灰岩砾石,砾径在 5~20mm 左右,结构疏松。据检水 43 及十下 1+2-2 等 5 孔抽水试验资料:水位标高-9.49~25.18m ,q=0.414 ~1.0123 l/s·m,k=1.180 ~3.288 m/d,矿化度 2.386~2.605g/l,水温 26~28.5℃,水质均为 Cl-Na类型,说明补给水源贫泛,以储存量为主。由于受开采影响,现已在矿井内形成降落漏斗,目前水位邻近潘一矿的东四采区已下降到标高为-10m 左右,十一线以西也下降到标高为-7m 。(3)矿井涌水量:本次矿井涌水量预计水量为 4~13-1 煤层间煤系砂岩裂隙水,1煤底板水不考虑在内。由于砂岩含水层富水性弱,水源补给贫泛,易于疏干,但新生界下含水通过砂岩露头缓慢补给,故砂岩含水层具有一定的补给量,补给量的多少,取决于砂岩露头与下部含水层的接触面积及砂岩裂隙含水层的导水性。从淮南各生产矿井排水资料分析;矿井投产初期量较大,当开拓面积达到一定数值后,水量趋于稳定状态,矿井涌水量不再增加。再随开采面积增大和开采水平延深而增加或增加很少。潘集矿区各矿井出水特征亦如此,所以潘三矿开采 13-l 煤-680m 水平时矿井正常涌水量为377m3/h,最大涌水量为 641m3/h;开采 13-l 煤-890m 水平时矿井正常涌水量为 405m3/h;最大涌水量为 688m3/h 考虑较合适。1.3 煤层特征1.3.1 煤层本区含煤地层中石炭系上统太原组薄煤层不稳定,不具备可采济价值,历次勘探均不作为勘探对象,本次报告也不作为研究对象。二迭系山西组、上、下石盒子组含煤地层总厚 755 米,含定名煤层 32 层,煤层平均总厚度 33.74 米,含煤系数 4.5%。分七个含煤段,含煤性见表 1.1。表 1.1 各煤层段含煤情况表系 统 组 含煤段 煤段厚 度(m) 名 称含 煤 层 数 煤层平均 总厚(m) 含煤系 数(%)七 155.00 2541.44 1.00六 102 181.55 1.50五 71.5 7642.67 3.70四 106 1525.45 5.10上统 上石盒子组三 110 32.48 2.30二迭系下统下石盒子组 二 131.5 94015.53 11.80中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页山西组 一 79 3124.53 5.70合 计 755 533.74 4.50各可采煤层分述如下:13-1 煤层:位于第四含煤段中下部,为全区可采的稳定煤层。厚度 1.38~6.83m ,平均 3.30m,为全区可采煤层。结构较简单,一般有 1~2 层夹矸,个别有 3 层夹矸,位于煤层顶部或底部,其岩性为炭质泥岩及泥岩。煤层顶板为粉细砂岩及泥岩,底板为砂质泥岩与泥岩。11-2 煤层:位于第三含煤段中上部,冲刷区以外为全区基本可采的较稳定煤层。厚度 0~10.55m,平均 1.89m。在十东线至十一~十二线有一片呈 NE~SW 方向展布的冲刷区,该冲刷区范围集中,分布有规律。以冲刷区为界,东部为较稳定煤层,西部为稳定煤层。结构简单,偶含 1~3 层夹矸,岩性为炭质泥岩。煤层顶板为砂质泥岩及细中砂岩,底板为砂质泥岩与泥岩。8 煤层:位于第二含煤段上部,为全区可采的较稳定煤层。厚度 1.10~12.07m ,平均3.25m。仅在十五 9 孔见岩浆岩侵入,煤层吞薄,变质为天然焦,为基本全区可采煤层。结构较简单,一般具一层夹矸,个别点为 2~3 层夹矸,岩性为炭质泥岩及泥岩。煤层顶板为砂质泥岩及细中砂岩,底板为泥岩及砂质泥岩。5-2 煤层:位于第二含煤段中部,为全区可采的较稳定煤层。厚度 0.00~5.09m ,平均 2.55m,九线-650m 以下有小范围不可采区。十四~十五线以西-800m 附近,小范围受岩浆岩影响。结构较简单,部分点含 1 层夹矸,少数点含 2~3 层夹矸,岩性为炭质泥岩。煤层顶板为砂质泥岩及粉细砂岩,少量细中砂岩,底板为砂质泥岩及泥岩。1.3.2 煤层顶、底板13-1 号煤层:直接顶板裂隙较发育,岩层分层厚度小且变化大,强度指数一般约25~40,拟属Ⅰ类不稳定顶板或Ⅱ类中等稳定顶板。老顶砂岩有两种:一种直覆于 13-1煤层之上,另一种则与直接顶呈冲刷接触。直覆老顶岩性为细中粒石英砂岩。伪底一般为炭质泥岩或泥岩。11-2 号煤层:伪顶岩性为炭质泥岩和泥岩,局部为粉砂岩,直接顶结构复杂,主要构成有二种:直接顶板由单一泥岩,砂质泥岩或薄层粉砂岩及少量薄层细砂岩组成,直接底为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩。8 号煤层:伪顶为炭质泥岩或泥岩,直接顶为泥岩或砂质泥岩,老顶一般为中细粒长石石英砂岩,伪底仅局部地段发育,岩性为泥岩。直接底泥岩或砂质泥岩,局部粉砂岩。5-2 号煤层:伪顶岩性为炭质泥岩或泥岩,直接顶由炭质泥岩、薄煤层、泥岩、砂质泥岩或粉砂岩、薄层细砂岩组合成复合顶板,老顶岩性为粉砂岩、细砂岩、少量中粒砂岩。1.3.3 煤质本区各主要可采煤层为黑色,沥青~弱玻璃~玻璃光泽,条带状结构,内生裂隙比较发育,断口一般为不平整状,局部为贝壳状,裂隙中充填黄铁矿及方解石等物质。其中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页宏观煤岩成分为:11-2 煤层及其以上各煤层以暗煤为主,夹少量亮煤和镜煤条带;11-2煤层以下各煤层以亮煤和暗煤为主,夹镜质条带。其宏观煤岩类型为暗淡型,暗淡~半亮型和半暗~半亮型三种,详见表 1.2。
    展开阅读全文
    1
      金牌文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:深部回采巷道围岩稳定的关键理论.rar
    链接地址:http://www.gold-doc.com/p-107050.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
    copyright@ 2014-2018 金牌文库网站版权所有
    经营许可证编号:浙ICP备15046084号-3
    收起
    展开