当前位置:首页>> >>


承压水上开采现状与数理分析.rar

收藏

资源目录
    文档预览:
    编号:20180910134557411    类型:共享资源    大小:3.92MB    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:
    水上 开采 现状 数理 分析
    资源描述:
    中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计目 录一般部分1 矿井概况与地质特征 ....................................................................................................11.1 井田概况 ..........................................................................................................................11.2 井田地质特征 ..................................................................................................................21.3 煤层特征 ..........................................................................................................................52 井田境界和储量 ...........................................................................................................102.1 井田境界 ........................................................................................................................102.2 矿井资源储量计算 ......................................................................................................112.3 矿井可采储量 ................................................................................................................132.4 矿井可采储量 ................................................................................................................163 工作制度、设计生产能力及服务年限 .................................................................173.1 矿井工作制度 ................................................................................................................173.2 矿井设计生产能力及服务年限 ....................................................................................174 井田开拓 ...........................................................................................................................194.1 井田开拓的基本问题 ....................................................................................................194.2 矿井基本巷道 ................................................................................................................315 准备方式—— 带区巷道布置 ....................................................................................415.1 煤层地质特征 ................................................................................................................415.2 带区巷道布置及生产系统 ............................................................................................415.3 带区车场选型计算 ........................................................................................................456 采煤方法 .........................................................................................................................476.1 采煤工艺方式 ................................................................................................................476.2 回采巷道布置 ................................................................................................................567 井下运输 ........................................................................................................................617.1 概述 ................................................................................................................................617.2 带区运输设备选型 ........................................................................................................627.3 大巷运输设备选型 ........................................................................................................658 矿井提升 .........................................................................................................................678.1 矿井提升概述 ................................................................................................................678.2 主副井提升 ....................................................................................................................679 矿井通风及安全 ...........................................................................................................719.1 矿井通风系统选择 ........................................................................................................71中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计9.2 带区及全矿所需风量 ....................................................................................................779.3 全矿通风阻力的计算 ....................................................................................................819.4 矿井通风设备选型 ........................................................................................................849.5 防治特殊灾害的安全措施 ............................................................................................8910 设计矿井基本技术经济指标 ...................................................................................92参考文献 ................................................................................................................................94专题部分承压水上开采现状与数理分析 ................................................................................................951 绪论 ..................................................................................................................................951.1 问题的提出 ....................................................................................................................951.2 研究意义 ........................................................................................................................962 国内外研究现状 ...........................................................................................................972.1 国内研究现状 ................................................................................................................972.2 国外研究现状 ..............................................................................................................1002.3 煤层底板突水研究基本理论 ......................................................................................1012.4 底板隔水岩层破坏深度及破坏形态的方法研究 ......................................................1032.5 煤层底板突水的可监测性 ..........................................................................................1053 煤层底板突水机理研究 ..........................................................................................1063.1 承压水上采煤突水类型 ..............................................................................................1063.2 底板突水机理分析 ......................................................................................................1084 煤层底板突水问题研究中存在的问题及展望 .................................................1124.1 煤层底板突水问题研究存在的问题 ..........................................................................1124.2 煤层底板突水问题研究展望 ......................................................................................1145 数值模拟研究 .............................................................................................................1155.1 底板承压水上采煤的流固藕合差分计算原理 ..........................................................1155.2 条带法在底板承压水上采煤中应用的算例分析 ......................................................1166 结论 ................................................................................................................................118参考文献 ..............................................................................................................................119翻译部分英文原文 ..............................................................................................................................120TELECONTROL OF A CONTINUOUS MINING MACHINE IN THIN COAL SEAMS...1201 INTRODUCTION..............................................................................................................120中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计2 PREVIOUS WORK ...........................................................................................................1213 TELEOPERATED THIN-SEAM DEEP MINING SYSTEM ..........................................1224 TTDS EQUIPMENT........................................................................................................1225 MACHINE CONTROL SOFTWARE...............................................................................1236 OPERATOR INTERFACE SOFTWARE .........................................................................1247 SURFACE EVALUATION...............................................................................................1258 CONCLUSIONS................................................................................................................127中文译文 ..............................................................................................................................128遥控连续采矿机在薄煤层中的应用 ..........................................................................1281 引言 ....................................................................................................................................1282 以前的工作 ........................................................................................................................1283 遥控轮式薄煤层深部开采系统 ........................................................................................1304 遥控轮式薄煤层深部开采系统设备 ............................................................................................1305 机器控制软件 ....................................................................................................................1316 操作员接口软件 ...............................................................................................................1327 浅评 ....................................................................................................................................1338 结论 ....................................................................................................................................133致 谢 ......................................................................................................................................134中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿井概况与地质特征1.1 井田概况1.1.1 位置与交通朱集东井田属朱集井田 27 勘探线以东部分,位于安徽省淮南市潘集区与怀远县交界处的武前庄与骑龙庄一带,行政区划隶属淮南市潘集区和怀远县,井田东南距淮南市洞山约 38km,地理坐标:东经 116°45′ 00″ ~ 116°53′ 45″ , 北纬 32°50′15″~32°54′30″。井田东西长约 7.0km,南北宽约 3.0km,面积 21km2。本井田内陆路交通较为便利。南邻潘集矿区,有淮阜铁路穿过,西至阜阳与京九线连接;公路经潘集镇,可达蚌埠、阜阳、徐州、合肥等地;北部有茨怀新河可以通航,可连接淮河航运,如图 1-1 所示。1.1.2 地形地貌及水系本井田地处淮河冲积平原,地形平坦,地面标高一般在+22.4~+23.4m,东北部有明龙山低矮山丘,最高点标高+126m,总体趋势为北东高、南西低。淮河为邻近本井的主要河流,历史最高洪水位标高为+25.63m(1954 年 7 月 29 日) ,两岸地势低洼,雨季淮河水位上涨易成内涝;北部茨怀新河为人工开挖水利工程,宽约200m,向东连接淮河。井田内尚有部分人工沟渠,属农灌季节性水渠。图 1-1 朱集矿交通位置图中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页1.1.3 气候与气象本井田所在地属季风暖温带半湿润气候,四季分明,冬冷夏热。该地区年均气温 15.1℃,两极气温分别为 41.4℃和-21.7℃;一般春季多东南风,夏季多东南及东风,秋季多东风及东北风,冬季多东北风及西北风,平均风速 3.3m/s,最大风速 22m/s;年均降雨量893.74mm,最大达 1723.5mm,降雨一般集中在 6、7、8 三个月;雪期一般在每年 11 月上旬至次年 3 月中旬,最大降雪厚度 16cm;土壤的最大冻结深度为 30cm。1.1.4 地震烈度根据已掌握的地震历史资料,淮南市属于许昌~淮南地震带,从地震活动性、断裂构造、地形变化及第四纪地质、地貌等方面的情况来看,许昌~淮南地震带在新构造时期,活动是比较明显的。国家地震局 1979 年 10 月,在淮南地区进行地应力普查,在 7km 的深度截面地应力相对大小等值线图和断裂构造分析,明显地存在北西西向的地应力高值区,存在一条东西向、一条北东向的深大断层。根据中华人民共和国国家标准 GB50011-2001《建筑抗震设计规范 》的附录 A,本地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度为 7 度,设计基本地震加速度为 0.10g。1.1.5 矿区经济概况井田所在地淮南市潘集区总面积 600 平方公里,辖五镇五乡一个街道办事处,人口 43万,其中农业人口 35 万。气候温和,四季宜人,物阜民丰,人杰地灵。潘集区致力于工业化、产业化、城镇化建设,取得了显著成绩。潘集区煤电资源十分丰富。已探明煤炭总储量 37 亿吨,建有潘一矿、潘东、潘三 3 座现代化特大型煤矿。年设计总产 1000 万吨。区内有平圩发电有限公司,装机容量达 120 万千瓦。2004 年正在开工建设的潘北煤矿,年生产能力 400 万吨;田集电厂 4×60 万 KW 和平圩第二电厂 2×60 万 KW 超临界燃煤机组也已开工建设;装机容量 4×60 万 KW 的潘集电厂建设工程前期准备工作正在进行。预计到 2010 年,区境内煤炭年产量达 2300 万吨,发电装机容量达 720 万 KW,将成为华东地区一个重要的能源基地。1.1.6 水源及电源本矿井供水水源分为两部分,即地下水和处理后的矿井水。由于矿井所在地区地表水系不发达,且受季节性影响较大,因此设计选择地下水作为本矿井供水水源。为充分利用和开发水资源,对井下排水经过净化处理达标后,作为工业场地生产用水水源。本矿井位于淮南市潘集区,邻近有淮南、洛河、平圩发电厂,芦集、丁集和古沟 220kV区域变电所。本矿井两回路 110kV 电源一回路取自于丁集 220kV 区域变电所,导线采用LGJ-185,长度约为 22.6km,另一回路取自新建的古沟 220kV 区域变电所,导线采用 LGJ-185,长度约为 26km。1.2 井田地质特征1.2.1 地层中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页本井田为全隐蔽含煤区,钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。(1)奥陶系中下统(O 1+2)为石炭、二叠系含煤地层的基底,区内无钻孔穿过,南邻潘四井田十西线水四 5 孔穿过厚度 96.78m。岩性主要为灰色、致密、厚层状、硅质灰岩及白云质灰岩、质纯、坚硬、性脆为其特征。顶部为白云岩;下部为灰岩、泥质灰岩。(2)石炭系上统太原组(C 3t)假整合于奥陶系之上,区内仅有 23-1 孔揭露到五灰。南邻潘四井田水四 11、九 10 两孔揭示该组厚度分别为 114.24m 和 112.05m。底部为 4~6m 厚的铝质泥岩,为浅灰色微带青灰色,具紫红及锈黄色花斑,局部具鲕状结构。鲕粒分布不均,其余岩层由灰色、深灰色灰岩、粘土岩、砂质粘土岩和中细砂岩组成。局部有岩浆岩侵入,灰岩 10~13 层,总厚 49.5m。其中 12 灰分布稳定且较厚,一般9.51~19.34m。含不可采薄煤层 7~9 层。为本区含煤地层之一。其岩相以浅海相沉积为主,亦具过渡相及泥炭沼泽相。(3)二叠系(P )二叠系平均总厚 964.44m,底部以灰岩与太原组分界,二叠系整合于太原组之上。分为下统山西组、下石盒子组,上统上石盒子组、石千峰组,其中山西组、上、下石盒子组为含煤地层,石千峰组为非含煤地层,不是本次研究对象。山西组和上、下石盒子组为主要勘探对象,揭露厚度 649.95~799.1m,平均厚 730.83m,含煤 28 层,总厚 28.58m,含煤系数为3.91%,自下而上划分为七个含煤段。山西组和下石盒子组各为一个含煤段,上石盒子组有五个含煤段。其中下部四个含煤段为矿井主要开采对象。(4)三叠系(T)是一套棕红色碎屑岩,由棕红、紫红色、灰白色砂岩、粉砂岩、泥岩组成,砂岩成份以石英、长石为主,见暗色矿物、白云母片及小砾石,钙质胶结,水平层理。厚度不详,5-1孔揭露厚度 87.54m。与下伏石千峰组呈整合接触。(5)下第三系(E)揭露厚度 0~548.78m,主要分布在北部边界 F201 断层附近,由一套棕红色为主的杂色砂、砾岩、砂质泥岩、泥岩组成,砾石成分以石英砾岩、石英砂岩、灰岩为主,砾径3~60mm,多呈次棱角状~次圆状,胶结物为泥质和粉砂质,固结程度较好。砾岩一般层厚几米到二十几米,最大厚度可达 70m。与下伏地层呈不整合接触。(6)上第三系(N)a.上第三系中新统下段(N 1 1)厚 0~37.20m,平均 10.28m,由棕红色、褐黄色砂砾、粘土砾石和砾石组成,局部夹有薄层粘土,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 0~113.90m,平均厚 74.94 m,以灰绿色粘土和砂质粘土为主,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,只在北部井田边界4 个钻孔缺蚀。c.上第三系上新统( N2)中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页厚 54.00~186.24m,平均厚 110.50 m,由灰绿、土黄色及灰白色中砂、细砂、粉砂及粘土质砂组成,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。(7)第四系(Q)厚 87.40~108.94m,平均 100.20m,以灰黄色、土黄色中砂、细、粉砂、砂质粘土为主,次为粘土间夹粘土质砂,富含砂礓和铁猛结核与蚌壳碎片,属河流相及河漫滩相沉积。1.2.2 构造本井田位于淮南煤田东北部,淮南复向斜的次级褶皱朱集~唐集背斜及尚塘~耿村集向斜的东段,总体构造形态为一连续的背、向斜,北部为朱集~唐集背斜,南翼与潘集背斜北翼构成宽缓向斜,背、向斜轴向为北西西向,沿轴向有所起伏,其中发育有部分次级褶曲。按其构造特点来划分,本井田可分为三大块段:七线以东为一走向为北东,倾向北西的单斜构造,地层倾角一般在 5°左右;七~二十一线为一宽缓背斜,系朱集~唐集背斜延伸部分,背斜轴部与两翼高差一般为 30~50m,地层倾角一般 2°~7°;二十一线以西由北部隆起和南部凹陷两部分组成,其中北部隆起为轴向北西的背斜构造,地层倾角一般在20°~30°,局部达 40°,南部凹陷为尚塘~耿村集向斜,向斜北翼地层较缓,地层倾角一般在 3°~5°,南翼地层较陡,地层倾角一般在 25°~30°,局部达 50°。全井田共发现 30 条断层,其中 17 条为正断层,13 条逆断层。按断层落差分:最大落差大于等于 100m 的 6 条,小于 100m 而大于等于 50m 的 1 条,小于 50m 大于等于 30m 的11 条,小于 30m 的断层 12 条。断层的延展方向以北西西和北西向为主,次为北东向。本井田构造复杂程度属简单类型。1.2.3 水文地质特征(1)主要水文地质条件①新生界松散层含、隔水层(组)本井田新生界松散层厚度两极值为 150.40~394.30m ,平均厚为 295.92m,其厚度变化规律是由北向南、由东向西逐渐增厚。按照沉积物的组合特征及其含、隔水情况,可将其自上而下大致分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含计 4 个含水层(组)和 3 个隔水层(组) 。本井田三隔厚度大,一般 0~74.85m,平均 44.18m,分布范围较稳定(除北部5-1、9-4、11-5 及 23-1 四个孔沉积缺失外) ,由灰绿色厚层粘土及砂质粘土和多层细砂组成,粘土致密,可塑性强,是井田内的重要隔水层(组) ,隔水性能较好;其下部第四含水层(组)厚度为 0~25.40m,平均 7.49m,该含水层(组)由细砂、砂砾层及粘土砾石组成,砂层间有薄层粘土、砂质粘土分布,且直接覆盖于基岩含水层之上。②基岩含水层(段)a.下第三系砂砾岩含水层(段)该含水层主要分布在井田的北部边界,钻孔揭露厚度为 216.25~548.78m ,岩性主要为紫红色砾岩和各粒级砂岩及砂质泥岩,据简易水文观测资料表明,该含水层富水性弱,对矿坑充水无直接影响。b.二叠纪煤系地层含、隔水层(段) 本井田煤系砂岩含水层岩性以中、细砂岩为主,局部为粗砂岩和石英砂岩,分布于煤层、中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页粉砂岩和泥岩之间,岩性厚度变化较大,裂隙不发育,且具不均一性,各砂岩含水层之间均有泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和煤层等隔水岩石分布,以储存量为主,据井田内钻孔抽水资料表明,各砂岩含水层富水性弱,正常情况下,煤系砂岩含水层之间无密切的水力联系。c.太原组石灰岩岩溶裂隙含隔水层(段)本井田石炭系太原组灰岩埋藏较深,钻孔未揭露全层厚度,据区域资料表明,地层总厚110~130m 左右,含灰岩 13 层,其中第 3、4、12 等三层灰岩厚度大,分布稳定,岩溶裂隙较发育外,其余均为薄层灰岩。本井田太原组一灰上距 3 煤层底板平均间距 32.30m,天然状态下无水力联系,但因太灰的水压较高,已超过 3 煤层下隔水层(组)岩石的抗压强度,若直接开采 3 煤层,水力平衡即遭破坏,势必造成其煤层底板突水事故的发生。因此,在开采 3 煤层之前,必须采取疏水降压等措施,谨防灾害发生。③断层带本井田断层较发育,共查出断层 30 条,其中正断层 17 条,逆断层 13 条,钻孔穿过断点 3 个。断层破碎带主要以泥岩、粉砂岩为主,含砂岩碎块,钻探揭露断层时,大多数断层无漏水现象,结合区域和邻近生产矿井,断层一般是富水性弱,导水性差。但应谨防受采动影响而活化的断层可能成为矿井突水的重要途径。综上所述,本井田新生界下部含水层(组) 、二叠纪煤系砂岩裂隙含水层(段)和太灰岩溶裂隙含水层(组)对井下开采影响较大。但是,只要在可采煤层的浅部留设适当高度的防水煤柱,正常情况下新生界下部四含对井下开采威胁较小,但仅在二十三线以东北部四含对 17~13 煤层开采有充水威胁,其它块段四含对各煤层开采无影响。 。这样,二叠纪煤系砂岩裂隙水和太灰岩溶裂隙含水层(组)便成为矿井开采的主要充水因素。故本井田在开采4~17 煤层(组)时,以裂隙充水为主,水文地质条件简单。(2)矿井涌水量预计根据《安徽省淮南煤田朱集东井田煤炭勘探报告》 ,本井田一水平(-970m)开采 13-1~11 -2 煤层时,采用比拟法,与潘一矿进行比拟,预计矿井涌水量,计算公式: 00()FSQ、 ——矿井涌水量,其中 为潘一矿涌水量,正常涌水量为为 186.32m3/h,最大Q0 0涌水量为 270.51 m3/h;、 ——预算采用面积,其中朱集井田采用面积 为 10km2,潘一矿采用面积 为F 0F9.3km2;、 —
    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:承压水上开采现状与数理分析.rar
    链接地址:http://www.gold-doc.com/p-107057.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