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深部围岩变形机理与控制技术研究.rar

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    编号:20180910134557673    类型:共享资源    大小:6.42MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-10
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    围岩 变形 机理 控制 技术研究
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    11 矿区概述及井田地质特征 ..............................................................................................................................31.1 矿区概述 ...................................................................................................................................................31.2 井田地质特征 ...........................................................................................................................................42 井田境界与储量 ..............................................................................................................................................72.1 井田境界 ...................................................................................................................................................82.2 矿井工业储量计算 ...................................................................................................................................82.3 矿井可采储量 ...........................................................................................................................................93 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 ................................................................................................123.1 矿井工作制度 .........................................................................................................................................123.2 矿井设计生产能力及服务年限 .............................................................................................................124 井田开拓 ........................................................................................................................................................144.1 井田开拓的基本问题 .............................................................................................................................144.2 矿井基本巷道 .........................................................................................................................................225 带区巷道布置 ................................................................................................................................................335.1 煤层地质特征 .........................................................................................................................................335.2 带区巷道布置及生产系统(见首采带区巷道布置平剖面图) ............................................................345.3 带区车场及主要硐室 .............................................................................................................................376 采煤方法 ........................................................................................................................................................396.1 采煤工艺方式 .........................................................................................................................................396.2 回采巷道布置 .........................................................................................................................................506.2.1 回采巷道布置方式 ..............................................................................................................................507 井下运输 ........................................................................................................................................................527.1 概述 .........................................................................................................................................................527.2 煤炭运输方式和设备选择 .....................................................................................................................527.3 辅助运输方式和设备选择 .....................................................................................................................548 矿井提升 ........................................................................................................................................................578.1 矿井提升概述 .........................................................................................................................................578.2 主副井提升 .............................................................................................................................................579 矿井通风及安全 ............................................................................................................................................629.1 矿井通风系统选择 .................................................................................................................................629.2 矿井风量计算 .........................................................................................................................................669.3 矿井风量分配 .........................................................................................................................................7129.4 矿井通风总阻力计算 .............................................................................................................................739.5 矿井通风设备选型 .................................................................................................................................809.6 防止特殊灾害的安全措施 .....................................................................................................................8410 设计矿井基本技术经济指标 ......................................................................................................................87参考文献 ..........................................................................................................................................................89深部围岩变形机理及控制技术研究 ..................................................................................................................90摘 要: ............................................................................................................................................................90关键词 ..............................................................................................................................................................900 引言 ..............................................................................................................................................................901 开采深度与巷道围岩的变形关系(深部) ............................................................................................912 深部巷道围岩稳定的理论基础 ................................................................................................................913. 深井巷道围岩控制理论基础 .....................................................................................................................994 工程实例 ..................................................................................................................................................1045 总结 ..........................................................................................................................................................112参考文献: ....................................................................................................................................................114APPLICATION OF OUTBURST RISK INDICES IN THE UNDERGROUND COAL MINES BY SUBLEVEL CAVING .........................................................................................................................115INFO................................................................................................................................................................115ARTICLE HISTORY:..........................................................................................................................................115KEYWORDS:....................................................................................................................................................115ABSTRACT ......................................................................................................................................................115INTRODUCTION ...............................................................................................................................................1153. DESORPTION RATE V1 ................................................................................................................................1224. METHANE CONCENTRATION IN VENTILATION AND V30 PARAMETER .........................................................1255. DRILL CUTTING VOLUME ............................................................................................................................1266. GAS PRESSURE MEASUREMENTS .................................................................................................................1277.CONCLUSIONS..............................................................................................................................................128REFERENCES ...................................................................................................................................................129井下应用综放的突出危险指数 ........................................................................................................................131作者: ............................................................................................................................................................131文章信息 ........................................................................................................................................................1311 基本介绍 ..................................................................................................................................................1312 煤层中的瓦斯浓度 ..................................................................................................................................1343 吸附率 V1.................................................................................................................................................1354 瓦斯浓度和 V30 参数 ..............................................................................................................................1365 钻屑体积 ..................................................................................................................................................13736 气体压力测量 ..........................................................................................................................................1407 结论 ..........................................................................................................................................................141参考文献 ........................................................................................................................................................142,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,41 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置与交通城郊井田位于河南省永城市境内,覆盖城关乡、城厢乡的全部及侯岭、双桥、十八里、将口乡的一部分。南北长约 10.2 km,东西宽约 8.05 km,勘探面积约 73 km2。矿井北临陈四楼井田,南接新桥井田,地理坐标为:东经116º17′30″~116º25′21″,北纬 33º53′52″~34º00′35″。井田内地势平坦、交通方便。永城市西北至陇海铁路商丘东站约 95 km,夏邑东站 62 km;东北至京沪铁路徐州车站约 100 km,东南至宿州车站约 75 km,距京九铁路的亳州车站 55 km,且均有柏油公路相通。乡村之间公路相通(见图 1) 。图 1-1 城郊矿交通位置图1.1.2 地形地貌城郊井田位于淮河冲积平原的东部 ,地势平坦,海拔标高在+31~+34 m之间,相对高差 2~3 m,微向东南倾斜。区内新生界松散沉积物广泛分布,厚度一般为 220 m 左右。工业广场标高+35 m。城 郊 矿 勘 探 区公 路铁 路图 例 宿 县淮 北 市涡 阳 茴 村薛 湖 徐 州 市商 丘 市 砀 山芒 山亳 州 夏 邑 永 城 市顺 和3°0′20′40′34°0′20′40′17°0′16°0′17°0′16°0′3°0′20′40′34°0′20′40′ 省 南 河 江 苏 省省 徽 安山 东 省51.1.3 主要河流城郊井田内地表水系不发育,仅有淮河支流的沱河从本区北—中部自西向东流过,沱河源于商丘北侧响河,雨季流量剧增,旱季干涸无水,属季节性河流。实测最高洪水位标高+34.79 m, (1963 年 8 月 9 日) ,年平均水位标高+30.39 m,最大流量 384 m3/s(1963 年 8 月 9 日) ,年平均流量一般为 1~2 m3/s。其上游永城市段常年关闸蓄水,致使下游断流无水。本区地处中纬 34º 附近,属半干旱、半湿润季风型气候,蒸发量大于降雨量,干湿差大,四季分明。年平均气温 14.3℃ ,日最高气温 41.5℃,日最低气温为-23.4 ℃。年平均降水量 962.9 mm,年最大降水量 1518.6 mm,年最小降水量 556.2 mm。大气降水量多集中在 7~8 月份,可占全年降水量的 50%以上,年蒸发量 1808.9㎜。永城地区受地震影响不大,地震烈度小于 6 度。1.1.4 运输及水源电源陇海铁路位于矿区北部,青龙山阜阳铁路从矿区南部通过。矿区铁路支线在青町车站接轨,城郊矿井铁路专用线在集配站接轨。本矿供电电源双回路均来自矿区自备电厂,电压为 110 kv,自备电厂总装机容量为 75000 Kw。本矿井可供选择的水源,地下水有新生界松散层和生产期间井下排水,地表水有沱河。根据本井田的水文地质特征,地表水沱河属季节性河流,流量不稳定,旱季断流,不能作为供水水源,新生界第三系上新统含水组, ,其含水沙层厚 55.58—113.65 m,平均 80.16 m,含水丰富,水质符合要求,是可靠的供水水源。另外,井下排水经处理后也可作为消防洒水和选煤厂洗煤等的供水水源。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造城郊井田位于北北东向的永城隐伏背斜的西翼中段,北北东向断层构造居主导地位,其次是近东西向构造,局部发育有北西向构造。总体构造特征是以宽缓褶皱为主,伴随一定数量的断裂构造,且多集中在表现明显的背、向斜两侧。井田内褶皱构造除柏窑背斜与蒋阁向斜比较紧密外,其余均属褶幅不大的隆起和凹陷。1.2.2 煤层特征本井田的主要含煤地层有下二叠统山西组(P1s)及下石盒子组(P1 x) ,两组煤系地层总厚度平均 172.17m,煤层总厚度平均 10.21 m,总的含煤系数为5.93%。下二叠统山西组(P1s)含二煤组,由 1~3 个分层组成,分层编号从下至上分别为二 1、二 2、二 3,煤层平均总厚度为 3.94m,含煤系数为 3.8%。下石盒子组(P1x )含三煤组,由 4~7 个分层组成,分层编号从下至上分别为三61、三 2、三 3、三 4、 、三 5、 、 、 、三 6 及三 7。煤层总厚度为 6.27 m,含煤系数为 9.0%。井田内二 2、三 2 煤层为可采煤层,详见《煤层情况一览表》 。表 1-1 煤层情况一览表煤组号煤层编号煤分层数煤厚最小~最大平 均(m)间距最小~最大平 均(m)夹矸层数可 采情 况含 煤系 数煤层稳定性三7 10.20~0.500.380 不可采 不稳定0.62~21.024.10三6 10.12~1.200.530 不可采 不稳定0.43~14.293.75三5 1~20.20~1.170.570~1 偶见可采 点 不稳定0.90~14.406.57三4 1~30.05~3.550.450~2 不可采 较稳定0.40~9.354.10三3 10.2~0.950.30 不可采 不稳定0.52~15.214.32三2 10.40~3.204.50~1 不可采 不稳定25.30~32.4228.86三12 10.20~0540.340 不可采 不稳定三煤组三11 1~20.3~2.030.3540.36~52.2946.33 0~1 不可采9.0%较稳定偏不稳定二3 10.2~0.400.300 不可采 不稳定1.40~8.224.81二煤组 二2 1~20.32~7.684.5 23.01~40.080 可采3.8%稳定7二1 1~20.25~0.550.4030.47 0~1 不可采 不稳定1.2.3 煤质二 2 煤层属低灰分,特低硫,特低磷,高发热量,易选的优质无烟煤。二 2 煤层中贫煤数量较少,除它的发热量量稍高于无烟煤外,其它煤质特征与无烟煤相似。主采煤层的煤质特征见下表:表 1-2 各主采煤层的煤质特征下表原 煤 精 煤煤层编号煤质牌号 Ad(%) St.d(%) Qnet.ad(MJ/kg) Ag(%) Vr(%) Cc(%) Hr(%)WY8.64~35.6714.41(178)0.14~1.050.498(8)20.7~32.428.5(155)2.50~11.536.23(147)5.62~9.867.80(145)91.03~95.2992.76(98)3.24~4.203.78(101)二2TR13.32~15.0114.35(4)0.10~1.000.49(8)29.6~30.429.9(4)3.97~8.966.58(4)10.03~10.7210.41(5)90.52~91.7091.23(3)3.94~4.194.05(3)1.2.4 水文地质特征新生界松散层划分为四个含水层组及四个隔水层组,由于新生界底部砂层少,富水性又弱,与基岩之间有平均厚 44.29 m 的粘土隔水层,对矿床一般无充水影响。煤层顶板砂岩裂隙水是矿床主要直接充水的水源,但由于井田内砂岩富水性很弱,渗透性差,径流滞缓,补给源不足,故对将来的矿床开采一般不会造成太大的威胁。太原组上段灰岩是开采二 2 煤层的间接充水含水层,二 2 煤底板下距K3(L11 灰岩,平均厚 1.64 m)平均距离 50 m,距 L8 灰岩(平均厚 10.49 m)平均距离 80 m,L8 上距 L11 一般平均在 30m 左右,其间又有泥岩,砂质泥岩相隔,基本无水力联系,因此,如不受断裂构造影响,正常情况下不会造成突水。本井田断层富水性微弱,具有一定的隔水性能,一般情况下不会发生大导水威胁。综上所述,本井田是一个与外部水力联系微弱,补给不足的较完整的独立水文地质单元,开采煤层远离地表水体,无流水影响,间接充水岩层“灰岩”虽然单位涌水量较大,局部在断层处有与煤层对接的可能性,如留好煤柱,远离断层,一般是不会突水的,本矿井水文地质,工程地质条件属中等类型。8矿井正常涌水量 180~250 m3/h。1.2.5 其它开采地质条件(1)煤层顶底板二 2 煤层直接顶板,底板主要为薄层状泥岩,砂质泥岩,局部为粉砂岩,抗压强度一般小于 600 kg/cm2(局部大于 600 kg/cm2) ,稳定性差,管理有一定困难。二 2 煤层直接顶,底板多为细中粒砂岩,厚层状泥岩(厚度一般大于 5 m) ,局部为砂质泥岩或落层状泥岩,抗压强度一般大于 600 kg/cm2 ,岩石的完整性,稳定性较好,顶板易于管理,底板一般不易发生底鼓。(2)瓦斯、煤尘等井田中各煤层沼气含量一般小于 0.5 cm3/g,属低沼气矿井。各煤层均无煤尘爆炸危险。各煤层均属不自燃发火煤层。(3)地温井田内地温仅随深度的增加而增加。井田的平均地温梯度为 2.67 ℃/100 m,从地温梯度看,浅部地温梯度较高,深部地温梯度较低。从三 2 煤层地温等值线图上看出,等温线与煤层底板等高线基本平行,煤层-500 m 以浅的地温一般低于 30 ℃,-600 m 以深的地温除井田东南部小面积低温区外,一般为一级高温区。 四洪岗背斜 向 堂 四里禅 禅里四 城永 斜向 郊城F30曹 楼 断 陷曹 楼 F9F631柏F4洪 岗屈 庄F34小 莫 庄小 莫 庄 向 斜 F28F27 F20蒋 阁F5174马 岗 蒋阁向斜马岗背斜背 斜 轴向 斜 轴正 断 层二 2煤 层 露 头井 田 边 界二 2F12堂柏 窑 楼四陈斜向楼陈二2屈庄向斜 窑背斜 21N图 1-2 城 郊 井 田 构 造 纲 要 图10图 1-2 地质构造纲要图112 井田境界与储量2.1 井田境界矿井井田范围东部边界为人为划分,西部以 F7 断层为界,南部以 F20 断层为界,北部以 F5 断层为界,北西角以煤层露头为界。井田走向长度平均约为10.2 km ,南北平均长约为 8.05 km。煤层最小倾角 ,最大倾角 ,平均倾角47。52.2 矿井工业储量计算2.2.1 储量计算依据1.根据城郊煤矿井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算;2.依据《煤炭资源地质勘探规范》关于化工、动力用煤的标准:计算能利用储量的煤层最低可采厚度为 0.8 m,原煤灰分不大于 40%。计算暂不能利用储量的煤层厚度为 0.7—0.8 m;3.依据国务院过函(1998)5 号文《关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复》内容要求:禁止新建煤层含硫份大于 3 %的矿井。硫份大于 3%的煤层储量列入平衡表外的储量;4.储量计算厚度:夹石厚度不大于 0.05 m 时,与煤分层合并计算,复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的 50 %时,以
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