大采高综采支架适应性研究毕业设计.docx
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大采高综采支架适应性研究毕业设计
毕业设计题目:
临矿集团王楼煤矿0.45Mt/a新井设计
毕业设计专题题目:
大采高综采支架适应性研究
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
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日期:
年月日
注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
5)目次页(附件不统一编入)
6)论文主体部分:
引言(或绪论)、正文、结论
7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:
理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:
任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写
2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
摘要
本设计包括三个部分:
一般部分、专题部分和翻译部分。
一般部分为临矿集团王楼煤矿0.45Mt/a新井设计。
王楼煤矿位于山东省济宁市以南,行政区划归济宁市管辖。
以王楼村为起算点,北距济宁市约25km。
井田工业储量为49.45Mt,矿井可采储量34.48Mt。
矿井涌水量不大,矿井正常涌水量为60m3/h,最大涌水量为140m3/h。
矿井瓦斯涌出量较低,为低瓦斯矿井。
王楼煤矿年设计生产能力为0.45Mt/a,服务年限为65.1a。
矿井年工作日为300d,工作制度为“三八”制。
井田为双立井单水平开拓。
大巷采用胶带运输机运煤,辅助运输采用矿车设备。
矿井通风方式为中央并列式通风。
矿井的采煤方法为综采一次采全高,工作面长度为120m。
一般部分共包括8章:
1.矿区概述及井田地质特征;2.开采范围与生产能力;3.矿井开拓;4.采区设计;5.矿井生产系统与主要机械设备;6.矿井供电;7.安全技术措施;8.劳动定员与主要技术经济指标。
专题部分题目是大采高综采支架适应性研究。
主要采用规范论证和实证分析的手段,对大采高下的支架适应性技术进行了研究。
。
翻译部分主要内容题目为Extra-thickseamcavinggasemissionlawsAndcomprehensivemanagement(特厚煤层综放开采瓦斯涌出规律及综合治理)。
关键词:
新井设计一次采全高支架适应性
第一章矿井概述
1.1矿区概述
1.1.1矿区位置及范围
王楼煤矿位于山东省济宁市以南,行政区划归济宁市管辖。
以王楼村为起算点,北距济宁市约25km。
地理坐标为东经116°32′10″~116°41′14″,北纬35°07′48″~35°13′39″。
矿区范围北至3900000坐标线附近(1、15、14、13、12、11坐标点联线),与济宁三号煤矿、泗河煤矿为界,南至张集断层(3、4坐标点联线),与济宁市鹿洼煤矿为界,东南至煤层露头(4、5、6、7、8、9、10、11坐标点联线),西至济宁支断层(1、2、3坐标点联线)。
南北长约11km,共有1个坐标点圈定,东西宽5~13.5km,面积约90km2。
见表1-1-1。
采矿许可证号为:
1000000410012。
矿区范围拐点坐标表表1-1-1
点号
Y
X
点号
Y
X
1
20457700.00
3900645.00
9
20469790.00
3896450.00
2
20458000.00
3897620.00
10
20469735.00
3896170.00
3
20459230.00
3889545.00
11
20471375.00
3897700.00
4
20462550.00
3889610.00
12
20469220.00
3898000.00
5
20463290.00
3890795.00
13
20469190.00
3899660.00
6
20463700.00
3889940.00
14
20460550.00
3899710.00
7
20465040.00
3891390.00
15
20460554.00
3900635.00
8
20465020.00
3891720.00
1.1.2交通条件
矿区北距兖新铁路济宁火车站约25km,自济宁向东距京沪铁路兖州站32km,往东经临沂可至石臼港。
由济宁至菏泽与京九铁路接轨。
区内公路四通八达,京杭运河自北向南从本区东部穿过,交通方便,见交通位置图(图1-1-2)。
图1-1-2
1.1.3自然地理
1、地貌
矿区地形由滨湖平原及湖区构成。
南阳湖西岸堤坝以西为滨湖冲积平原,地势平坦,沟渠纵横,地面标高+33.20~34.90m,地势西高东低,自然地形坡度0.3‰,堤坝以东为南阳湖区+31.50~33.50m,局部高地可达+35.80m。
2、湖泊河流
矿区内水系发育,大部分为南阳湖覆盖,湖区面积约占全区面积的55%,是附近水系的汇集地。
南阳湖湖区面广水浅,边缘多为芦苇沼泽地,中部则是水草泥底。
一般常年积水,中部水深约2m,枯水季节小于1m。
历年最低湖水位32.32m(1962年6月17日),最高水位36.98m(1964年9月15日),防洪水位36.00m。
湖西坝顶最低高程39.00m,坝顶宽约6m。
矿区内主要河流自南而北有新万福河、蔡河、洙赵新河等,它们以湖盆为中心汇入南阳湖,均为引洪、排涝为目的的人工河渠。
京杭运河最高水位36.67m,汛期最大流量626m3/s(1964年9月6日),旱季流量变小,乃至局部干涸。
洙赵新河位于井田北部,自北西向南东穿过初期采区经侯楼村南侧流入南阳湖,河床宽约±200m,汛期最大流量1584m3/s,最小至断流。
3、气象
本地区为温带半湿润季风区,属海洋与大陆间过渡性气候,四季分明。
据济宁气象局1959年至1995年的观测资料,年平均气温为13.6℃。
多年平均最低气温月为1月,平均气温为﹣2℃。
1967年12月气温最低为-4.1℃,日最低气温为-19.4℃(1964年2月18日),7月份气温最高,月平均气温最高为29℃(1959年7月),日最高气温为41.6℃(1960年6月21日),年平均降雨量677.2mm,最小347.9mm(1988年),最大1186mm(1964年)降雨多集中在7~8月份,日最大降雨量183.7mm(1993年8月5日),年平均蒸发量1785.2mm。
4、自然地震
据地震历史资料记载,济宁地区自公元前618年至1937年8月1日,共发生地震128次,其中破坏性地震11次。
据国家地震局、建设部震发办[1992]160号文“关于发布《中国地震烈度区划图(1990)》和使用规定的通知”济宁市市中区烈度为7度。
5、水源条件
可供作矿井水源的有第四系冲积层的砂层水和本区南部的奥灰水。
其中第四系砂层水分布面广,水量丰富,水量及水质均能满足矿井生产和生活的需要。
1.1.4地层
井田内地层自上而下依次为:
第四系冲积、洪积层,上侏罗统蒙阴组,二迭系上统上石盒子组,下统下石盒子组和山西组,石炭系上统太原组及中统本溪组,奥陶系中、下统。
煤系地层包括中石炭统本溪组、上石炭统太原组及下二迭统山西组和下石盒子组,上二迭统上石盒子组。
主要含煤岩系为太原组和山西组。
现分述如下:
第四系(Q)
厚185.56~338.76m,平均272.18m,由粘土、砂质粘土、钙质粘土、砂及砂砾层等组成,西南厚东北薄,根据岩性和物性特征分上、中、下三组。
上组:
厚62.30~82.70m,平均约70m,地表均为灰褐~褐黄色的粘土,膨胀性及粘性均很强。
上部为黄褐色砂质粘土夹粘土质砂、粉、细砂层。
下部为褐黄色、棕黄色砂质粘土、灰黄色粘土质砂及浅黄色中、细砂层。
中组:
厚50.80~76.10m,平均约65m,以粘土、钙质粘土、砂质粘土为主,为隔水层。
下组:
厚98.60~143.60m,平均约120m,分上、下两段。
上段砂层分选性好,松散、富水性强,为含水层;下段顶部有一较稳定粘土层,使上下两段的水力联系微弱,底部多为粘土,含水性弱。
与下伏地层呈角度不整合接触。
侏罗系上统蒙阴组(J3)
最大厚度667.80m,平均300.85m,由东南向西北逐渐增厚,与下伏地层呈角度不整合接触。
本井田存有一、二、三、四段,自上而下分述如下:
四段:
为灰~深灰、灰绿色粉砂岩、细砂岩及粉细砂岩互层。
三段:
紫灰、暗紫色及灰绿色中、细砂岩及砾岩透镜体。
西北部有岩浆岩侵入,钻孔揭露最厚136.60m,向东南逐渐变薄,岩性为橄榄辉长岩。
二段:
主要为紫红、暗红色中、细砂岩及砾岩,局部夹粉砂岩、泥岩薄层。
一段:
主要为暗紫、褐红色中、细砂岩。
二迭系下统上石盒子组(P12)
井田内保留较少,仅有11孔见到,钻孔揭露最大残厚为98.50m,平均厚度42.97m。
由黄绿、灰、灰紫、紫红等杂色泥岩、粉砂岩及灰绿色砂岩等组成,底部较稳定的B层铝土岩为本组重要标志层。
二迭系下统下石盒子组(P21)
最大厚度64.80m,平均厚度43.54m。
全井田平均厚度20.68m。
主要为灰绿、紫红色杂色泥岩、粉砂岩,夹灰绿色砂岩,与下伏地层呈现整合接触。
二迭系下统山西组(P11)
最大厚度119.20m,平均72.37m,正常沉积厚度平均105.49m。
为本区主要含煤地层,主要由浅灰、灰白及浅绿色砂岩,深灰~灰黑色泥岩、粉砂岩及煤层组成,为本区主要含煤地层。
其中3上煤层厚度较大,储量较丰富,为本区主采煤层。
石炭系上统太原组(C3)
本组地层保留不全,最大厚度182.50m,平均146.92m,正常沉积平均厚度169.09m。
主要由深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、灰色砂岩、石灰岩及煤组成。
为一套典型的海陆交互相沉积,本组共含石灰岩十一层(由上而下为一、二、三、五、六、七、八、九、十上、十下、十一),是煤层对比的良好标志层。
其中三、八、十下层灰岩稳定且厚度较大,是煤层对比的主要标志层。
本组共含煤17层(6、8、9、10下、11、12上、12下、14、14下、15上、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下),均为薄煤层,其中16上煤层为稳定煤层,全区可采;12下煤层大部可采,10下、17煤层为局部可采煤层。
本组为井田内主要含煤地层。
石炭系中统本溪组(C2)
厚34.56~45.05m,平均38.62m,由灰、灰绿、深灰、紫色泥岩及石灰岩组成。
奥陶系(O)
厚度大于800m。
由厚层石灰岩组成,是开采下组煤时的主要充水含水层。
本区有8个钻孔揭露,最大揭露厚度为51.18m。
1.1.5地质构造
王楼井田以近南北向断层为主,褶曲构造不发育,在南部和北部也发育有近东西向断层,区内以断裂构造为主,近南北向断层伴有附生断层。
本区的南西部靠边界断层附近构造偏复杂,其余地段偏简单。
井田内基本为一向北西倾伏的单斜构造,地层产状一般5°~10°,局部受构造影响地层倾角变陡,可达20°。
本井田共发现断层27条(详见表1-2-1),井田内断层按落差细分,≥100m的有7条,≥50~<100m的有6条,≥30~<50m的有7条,<30m的有7条。
本区西北部有一橄榄辉长岩侵入体,呈岩床状侵入到上侏罗统蒙阴组,厚度由21.00~136.60m,平均96.96m,南薄北厚,在本区的东南部被第四系剥蚀。
岩浆岩下距3上煤层顶界196.68~336.80m,平均278.93m,对煤层及煤质均无影响。
1.1.6水文地质特征
(一)含水层
1、第四系孔隙含水层
第四系厚185.56~338.76m,平均272.18m,东薄西厚,为冲、湖积沉积物,根据沉积环境、岩相组合,结合物性特征第四系可分为上、中、下三组,下组又可分为上(Q下2)、下(Q下1)两段,其中上组及下组上段为含水段。
中组及下组下段为相对隔水层,现分述如下:
①上组(Q上)
由棕黄色砂、粘土质砂及粘土、砂质粘土相间沉积而成,厚62.30~82.70m,一般70m±。
砂层较松散,透水性较好。
含砂3~9层,砂层厚8.50~40.70m,含砂率12.11%~60.84%。
鹿洼矿附近饮用水井深40m,静水位1.94m,水量30m3/h,水质属SO4.HCO3-N王楼.Mg.C王楼型,矿化度1.334g/l。
属强富水孔隙含水层,为工农业生产及生活用水主要水源。
②下组上段
由灰绿、黄褐等色粘土、砂质粘土和淡绿色、灰白色的中、细、粗砂组成,厚55.10~108.60m,一般厚80m,含砂4~9层,含砂率56.9%~79.63%,砂层较稳定,含水性较强。
2、上侏罗统砂砾岩裂隙含水层
区内最大残厚667.80m。
按其岩性、物性特征自下而上可分为第一、二、三、四段,在第三段的下部有岩浆侵入,岩浆岩厚21.00~136.60m,平均102.17m,按其富水性自上而下划分为岩浆岩顶部及邻近J3砂岩段、岩浆岩底部及邻近J3砂岩段、J3下部砂砾岩段三个含水段。
①岩浆岩顶部及邻近J3砂岩段
岩浆岩顶部及邻近的砂岩在岩浆侵入过程中,受到挤压、烘烤,因此裂隙发育,井田内24孔穿过此层位,有8孔10层次漏水,漏水孔率33%,漏失量为0.8m3/h~全漏,富水性较强。
②岩浆岩底部及邻近J3砂岩段
此段有4孔漏水,漏水孔率17%,漏失量为1.6m3/h~漏水,其中有2孔位于断层附近。
富水性中等。
③J3下部砂砾岩段
此含水段包括上侏罗统第一段与二段下部。
此含水段主要在中、细砂岩及砾岩中含水。
共有35孔揭露此层,其中5孔漏水,漏水孔率14%,漏失量为8.4m3/h~全漏,其中有2孔在3上煤赋存区内。
12-2、24-1孔抽水试验,水位标高19.74~20.30m,单位涌水量0.000614~0.00077l/s.m,富水性弱。
3、山西组3上煤层顶、底板砂岩裂隙含水层
3上煤顶、底板砂岩统称3砂。
3上煤层顶板砂岩,以中、细砂岩为主、局部为粗砂岩,厚度为3.30~47.24m,平均11.50m,3上煤底板砂岩厚度为14.61~73.30m,平均42.45m,一般为浅灰至灰白色中、细砂岩,大部分岩石坚硬、完整,有20个孔穿过该层,均未发生漏水现象,充水空间不发育。
3砂富水性弱,补给条件较差,主要以静储量为主。
3砂为开采3上煤层的直接充水含水层。
4、太原组石灰岩岩溶裂隙含水层
①三灰
厚2.20~10.50m,平均6.56m。
井田内有30孔见三灰,未发生漏水现象。
济宁三号井精查勘探抽水试验,水位标高34.27~34.76m,降深54.64m时,单位涌水量0.0031l/s.m,矿化度2.3034g/l,水质属HCO3-NA型。
鹿洼精查勘探抽水,水位标高28.71~29.26m,单位涌水量为0.03383~0.0562l/s.m,矿化度2.066~2.352g/l,水质属SO4-C王楼.NA型。
区内三灰上距3上煤层93.46~105.55m,平均100.13m,下距12下煤层43.75~57.79m,平均48.68m,正常情况下与煤层开采无关。
②十下灰
厚3.83~5.87m,平均4.99m,区内共有29个孔揭露十下灰,仅有位于断层附近的H9-2号孔漏水,漏失量0.68m3/h,十下灰富水性很不均一,浅部富水性中等、深部富水性较弱。
十下灰为开采16上煤层的直接充水含水层。
③其它灰岩
五~九灰为12下煤层附近的灰岩,其中五灰厚0.10~4.10m,平均1.87m。
揭露该层的22孔中,仅有1孔漏水。
八灰厚1.29~3.85m,平均2.66m,26孔中仅有1孔漏水,漏失量为4.5m3/h。
其它灰岩均未发生漏水,说明这几层薄层灰岩充水空间不发育,因此正常情况下,这些薄层灰岩对煤层开采影响不大。
5、奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层
区内揭露奥灰钻孔8个,有3个孔揭露厚度大于50m。
井田内深部奥灰富水性弱,浅部富水性可能会变强。
(二)隔水层
1、第四系中组隔水层
由灰绿色、灰白色的粘土、钙质粘土、砂质粘土夹粘土质砂组成,厚50.80~76.10m,平均65m左右,含粘土3~9层。
东部与南部钙质粘土、粘土较厚,向北粘土变薄,砂层增厚,但砂层多为透镜状,连续性较差,以隔水性能为主,为重要的隔水层,能有效地阻止大气降水、地表水及上组水与下部含水层的水力联系。
2、第四系下组下段隔水层
厚45.07~78.60m,受古地形影响,厚度变化较大,岩性以灰白、灰绿色粘土、钙质粘土、砂质粘土为主,一般含粘土2~8层,在本段顶部有一层较为稳定的粘土层,厚6~38m,使得下组上段含水层与本段砂层的水力联系变弱。
本段底部局部为砂层,但砂层为透镜状。
下组下段含水性较弱,以隔水性能为主。
3、3上煤层上覆隔水层
除3上煤露头附近外,在3上煤顶板之上皆赋存着上、下石盒子组,上石盒子组厚0~98.50m,下石盒子组厚0~64.80m,均以泥岩为主,夹薄层砂岩,能起到良好的隔水作用,阻止上侏罗统下部砂砾岩水的下渗。
4、17煤下伏隔水层
17煤至奥灰正常间距为51.13~67.96m,平均58.29m,岩性主要为泥岩、粉砂岩、铁铝质泥岩和石灰岩。
十三灰平均厚2.93m,十四灰平均厚2.40m,均未发现漏水现象。
因此,本段中的泥岩、粉砂岩、石灰岩共同组成压盖隔水层,阻止奥灰水底鼓。
(三)断层的导、富水性
区内有16孔见断层,仅有H9-2断层带内的十下灰消耗量为0.68m3/h,其它断点均未发生漏水现象。
济宁三号煤矿建井期间,井下揭露的断层数量较多,揭露落差最大的断层为八里铺东断层,垂直断距58m,断层带宽0.50m,断层无水,其它断层绝大多数无水,仅少数断层有淋水现象。
鹿洼煤矿建井时所揭露断层也无水,说明区内断层带不富水
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