王樓煤礦16上煤開拓設(shè)計(jì)-開題報(bào)告

XX 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告設(shè)計(jì)題目 王樓煤礦16上煤開拓設(shè)計(jì)/90萬(wàn)t專題題目 大采高工作面頂板破斷結(jié)構(gòu)與支護(hù)方法研究學(xué) 院 名 稱 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 填表時(shí)間： 20xx 年 3 月 30 日設(shè)計(jì)題目王樓煤礦16上煤開拓設(shè)計(jì)/90萬(wàn) t專題題目大采高工作面頂板破斷結(jié)構(gòu)與支護(hù)方法研究設(shè)計(jì)（論文）類型（劃“”）工程實(shí)際科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室建設(shè)理論研究其它一、 本課題的研究目的和意義王樓煤礦是臨礦集團(tuán)在濟(jì)寧開發(fā)建設(shè)的現(xiàn)代化礦井，位于山東省濟(jì)寧市南部。礦井主要可采煤層為3上煤、10下煤、12下煤、16上煤、17煤，主采3上煤層。隨著主采煤層的資源枯竭，為了保證煤礦的正常生產(chǎn)，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，取得最佳經(jīng)濟(jì)效益，決定進(jìn)行上、下組煤的合理配采，開采二水平16煤，對(duì)下組煤東翼區(qū)域進(jìn)行開采設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)通過對(duì)王樓煤礦井田地質(zhì)及煤層特征的分析，依據(jù)現(xiàn)行井田開采方法及煤層頂?shù)偷装宓刭|(zhì)條件，根據(jù)16上煤的開采范圍，計(jì)算出16上煤的儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力和服務(wù)年限，并對(duì)16上煤的井田開拓提出方案。在厚煤層的開采過程中，工作面頂板破斷和支護(hù)技術(shù)是礦井生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題，應(yīng)用巖石破裂過程分析系統(tǒng)(SFPA2D)，對(duì)開采厚煤層引起的覆巖頂板破斷動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,得出了分步開挖的覆巖彈模與剪應(yīng)力分布圖、地表下沉位移圖和煤層頂板應(yīng)力分布圖。通過對(duì)模擬結(jié)果的分析，揭示了厚煤層開采過程中覆巖破壞的冒落帶、裂隙帶、彎曲帶及礦壓分布、地表變形的基本規(guī)律。實(shí)例模擬得出的結(jié)論與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果基本吻合。為了確保大采高綜采工作面支架選型的安全性，根據(jù)大采高綜采工作面支架呈現(xiàn)以靜載荷為主的特點(diǎn)，建立了大采高綜采支架受靜載荷的工作阻力計(jì)算力學(xué)模型，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)大采高綜采支架選型的安全性分析。大采高綜采工作面支架工作阻力隨工作面推進(jìn)距離變化規(guī)律的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)表明: 以 4 倍采高覆巖重量計(jì)算的靜載荷工作面支架工作阻力能夠控制大采高覆巖運(yùn)動(dòng)的礦壓顯現(xiàn)，滿足工作面支架選型的可靠性，保證大采高工作面的安全高效開采。最后，通過采取一定的技術(shù)措施來(lái)彌補(bǔ) 2-504 大采高綜采工作面選型支架額定工作阻力不足的安全隱患，以期實(shí)現(xiàn)大采高綜采工作面的安全高效開采。二、 本課題的主要研究?jī)?nèi)容（提綱）設(shè)計(jì)：山東省濟(jì)寧市王樓煤礦16上煤開拓設(shè)計(jì)（90萬(wàn)t）主要研究?jī)?nèi)容：1 礦井概述1.1 礦區(qū)概況1.2 井田地質(zhì)及煤層特征1.3 井田開拓方式1.4 礦井開拓延深的必要性2 開采范圍與生產(chǎn)能力2.1 開采范圍及儲(chǔ)量2.2 生產(chǎn)能力與服務(wù)年限3 井田開拓3.1 水平延深方案的選擇3.2 井筒及井底車場(chǎng)3.3 水平接續(xù)時(shí)的技術(shù)措施4 采區(qū)設(shè)計(jì)4.1 采區(qū)地質(zhì)特征4.2 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限4.3 采煤方法及采區(qū)參數(shù)4.4 采區(qū)巷道布置4.5 采區(qū)車場(chǎng)及硐室4.6 采煤工作面配備和生產(chǎn)能力驗(yàn)算4.7 采掘工作5 通風(fēng)與安全5.1 礦井通風(fēng)5.2 井下災(zāi)害預(yù)防6 主要生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備選型6.1 提升設(shè)備6.2 通風(fēng)設(shè)備6.3 排水與供電設(shè)備6.4 壓風(fēng)與通信設(shè)備7 勞動(dòng)定員與主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)7.1 勞動(dòng)定員7.2 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)專題：大采高工作面頂板破斷結(jié)構(gòu)與支護(hù)技術(shù)方法研究研究?jī)?nèi)容：1 課題來(lái)源及研究意義 2大采高工作面頂板破斷結(jié)構(gòu)與模擬研究3大采高工作面支護(hù)方法研究4結(jié)論三、 文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）1設(shè)計(jì)：在一定得井田地址、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道可有多種布置方式，開拓巷道的布置方式成為開拓方式1。井田開拓方式按照井筒形式可分為主要有立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓；按開采水平數(shù)目可分為單水平開拓和多水平開拓；而按開采準(zhǔn)備方式又可分為上山式、上下山式及混合式；如果按開采水平大巷布置方式則分為：分煤層大巷、集中大巷和分組集中大巷三類1。確定井田開拓方式時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：貫徹煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件，減少煤炭損失，貫徹煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，而且要照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采2。斜井開拓在我國(guó)50年代，其能力、數(shù)量比重均占首位，分別占61.5%和63.2%3。目前立井開拓主要在表土較厚、含有流砂層、埋藏較深，或傾角較大的地區(qū)使用，井型多為大型及特大型礦井。50年代國(guó)內(nèi)的斜井開拓能力與數(shù)量比重較小，在各開采方式中居第二位。隨著膠帶輸送機(jī)的發(fā)展，為礦井向運(yùn)輸連續(xù)化、大型化發(fā)展創(chuàng)造了重要條件，應(yīng)用數(shù)量比重逐漸增加。2003年，斜井開拓的能力、數(shù)量比重已非常高4。平硐開拓具有明顯的優(yōu)越性，只要條件合適，一直是我國(guó)推薦采用的一種重要形式。但由于受地形、地質(zhì)條件限制，外國(guó)應(yīng)用比例始終不高。主要集中在西南地區(qū)及華北、西北部分地區(qū)。綜合開拓隨著礦井開拓延伸、技術(shù)改造發(fā)展，其應(yīng)用比重最近幾年急速上升，尤其是主斜井、副立井綜合開拓得到較廣泛的應(yīng)用。斜井開拓具有很多優(yōu)勢(shì)，大型斜井以膠帶斜井做主井，在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上均很優(yōu)越，但副斜井的輔助提升比較困難，通風(fēng)也不利。而立井作為副井能彌補(bǔ)這方面的不足，于是就可以以斜井為主井、立井為副井，采用主斜井的方式實(shí)現(xiàn)大型及特大型礦井的綜合開拓。近年來(lái)，德國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、日本一些大型礦井設(shè)計(jì)或改擴(kuò)建也采用了主斜井、副立井相結(jié)合的方式，可以認(rèn)為，這是建設(shè)大型和特大型礦井值得注意的技術(shù)方向5。2專題：煤炭是中國(guó)的基礎(chǔ)能源，2012 年我國(guó)煤炭產(chǎn)量達(dá) 36.6 億 t，占我國(guó)一次能源需求量的 70，我國(guó)能源工業(yè)對(duì)煤炭的依賴十分強(qiáng)烈。目前已查明煤炭資源儲(chǔ)量約 11598108 t 1。陜北侏羅紀(jì)煤田是我國(guó)探明的最大煤田，含煤面積達(dá) 27140 km2，全區(qū)總儲(chǔ)量為 2400億 t，已探明資源量為 1400 億 t，約占全國(guó)保有量的 14。因此，對(duì)地下煤炭資源的開采是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。隨著國(guó)家對(duì)新能源的開發(fā)利用，煤炭消耗比例將有所下降，據(jù)有關(guān)資料分析，在近幾年能源生產(chǎn)、消費(fèi)總量的構(gòu)成中，煤炭的比重占 70%左右。但是每年總量消耗成直線增加。據(jù)專家陳清泰等的預(yù)測(cè)，2020 年煤炭消費(fèi)比例將會(huì)控制在 60%左右2。其中煤炭總產(chǎn)量 2008 年為 27.16108t，專家預(yù)測(cè)，2010 年、2015 年、2020 年將會(huì)分別達(dá)到29108t 、33108t 、35108t 。煤炭在我國(guó)未來(lái)一次能源消費(fèi)中仍會(huì)占主導(dǎo)地位，2050年，煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例也不會(huì)低于 35% 3。因此，我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力仍然脫離不了煤炭工業(yè)強(qiáng)有力的支持，在我國(guó)，煤炭工業(yè)將會(huì)是 21 世紀(jì)能源工業(yè)的主力軍。在我國(guó)煤炭總儲(chǔ)量中，厚煤層儲(chǔ)量約占 44%，其產(chǎn)量比重約占原煤產(chǎn)量的 45%左右。目前很多礦區(qū)賦存煤層厚度大于 3.5m，如內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西榆林和銅川、河北邢臺(tái)和開灤、江蘇徐州、山東兗州、安徽淮北、遼寧阜新、黑龍江雙鴨山、河南義馬、山西西山、大同、潞安、晉城和陽(yáng)泉等礦區(qū)4-6。 大采高工作面一般采用綜合機(jī)械化采煤。很多專家和學(xué)者通過多年的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和大量的理論研究發(fā)現(xiàn)，在類似地質(zhì)條件下，大采高綜采工藝隨著工作面煤壁和液壓支架高度的加大，頂板結(jié)構(gòu)和支架的穩(wěn)定性變差，支架壓死及破壞的情況經(jīng)常發(fā)生，事故率高達(dá) 19%以上，遠(yuǎn)高于一般采高的綜采工作面7,8。因此，研究大采高綜采工作面頂板破斷結(jié)構(gòu)機(jī)理，進(jìn)行支架的合理選型，提出有效的頂板控制技術(shù)，對(duì)于大采高綜采工作面的安全高效生產(chǎn)具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。四、 擬解決的關(guān)鍵問題設(shè)計(jì)：（1）新主副井位置選取 （2）巷道布置方案選擇（3）采區(qū)布置方案選擇專題：（1）大采高工作面頂板破斷結(jié)構(gòu)與模擬研究（2）大采高工作面支護(hù)方法研究五、 研究思路和方法設(shè)計(jì)：（1）選定合適的延深巷道位置，先提出三個(gè)方案，然后進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較，最終選定最佳方案（2）采區(qū)巷道布置 專題：（1）分析大采高工作面頂板破斷結(jié)構(gòu)與模擬研究。（2）大采高工作面支護(hù)方法研究。（3）選定合適支護(hù)方法。六、 本課題的進(jìn)度安排1. 開拓設(shè)計(jì)1 礦井概述 2 開采范圍與生產(chǎn)能力 3.294.043 井田開拓 4.054.254 采區(qū)設(shè)計(jì) 4.265.095 通風(fēng)與安全 5.105.166 主要生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備選型 5.175.237 勞動(dòng)定員與主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 5.245.252. 專題研究 5.266.061 課題來(lái)源及研究意義2 大采高工作面頂板破斷結(jié)構(gòu)與模擬研究3 大采高工作面支護(hù)方法研究 3. 外文翻譯及畢業(yè)論文 6.076.13 4. 抄寫及繪圖裝訂評(píng)閱 6.155. 答辯 6.18 參考文獻(xiàn)1 徐永圻煤炭開采學(xué)，徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，19992 中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì)主編煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，20053 煤炭統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中國(guó)煤炭，1996，(12)4 中國(guó)礦業(yè)年鑒編輯部編中國(guó)礦業(yè)年鑒2004北京：地震出版社，20055 徐永圻國(guó)內(nèi)外采煤技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展煤炭學(xué)報(bào)，1997，(增刊)6賈承造.我國(guó)能源前景與能源科技前沿J. 高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2011,17(2):1511607 陳清泰.中國(guó)的能源戰(zhàn)略和政策.國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心，能源戰(zhàn)略，2003,118 張建明.煤炭工業(yè)仍將是21世紀(jì)我國(guó)能源工業(yè)的主力軍，中國(guó)能源，20029 陳炎光，錢鳴高主編. 中國(guó)煤礦采場(chǎng)圍巖控制. 徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1994:27227810 錢鳴高，石平五，許家林. 礦山壓力與巖層控制M.徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，201011 錢鳴高等著. 巖層控制的關(guān)鍵層理論M. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，200012 弓培林. 大采高采場(chǎng)圍巖控制理論及應(yīng)用研究M. 北京:煤炭工業(yè)出版社，200613 Gong Peilin, Jin Zhongming, Hao Haijin, etc. Research on stability test for fully mechanized mining support with large mining heightC. 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