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摘  要

本毕业设计分三部分：

一般部分针对义马常村矿的地质条件进行了井型为2.4Mt/a的新井设计。常村矿井位于河南省义马市境内，井田走向长约5.0km，倾向长约3.5km，面积约14km2。主采煤层为2-1、2-3煤层，平均倾角10°，2-1平均厚度3.05m， 2-3平均厚度10.63m，合并区平均厚12.48m。矿井正常涌水量为145m3/h，最大涌水量为375m3/h；矿井相对瓦斯涌出量为1.31m3/t，属低瓦斯矿井。

井田工业储量为246.1Mt，可采储量175.5Mt，设计年产量为2.4Mt/a，矿井服务年限为56.24a。

根据井田地质条件，设计采用立井两水平（暗斜井延深）开拓方式，一水平布置在+100m，二水平布置在-100m。井田采用带区式跟采区式布置方式，共划分为4个带区，1个采区，轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷，布置在2-3煤层底板岩层中。考虑到本矿井为低瓦斯矿井，且矿井面积较小，矿井通风方式采用中央并列式通风。 

大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用直流架线式电机车牵引固定箱式矿车。主井采用两套两对12t箕斗提煤，副井采用一对带双层四车（1.5t）罐笼，一个平衡锤的双层两车（5t）运料和升降人员。

针对东一带区采用了带区准备方式，共划分12个分带工作面，并进行了运煤、通风、运料、排矸、供电系统设计。

针对21105工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均厚度为12.48m，平均倾角10°，直接顶为灰黑色泥岩，伪顶为薄层状细砂岩。工作面采用长壁综合机械化放顶煤采煤法。采用双滚筒采煤机割煤，往返一次割两刀。采用“三八制”工作制度，截深0.8m，每天4个循环，循环进尺3.2m，月推进度96m。

专题部分题目为《常村煤矿矿震时空分布规律分析》，以常村矿2115掘进工作面与2120综采工作面为背景，进行了采掘过程中矿震规律的研究，通过观测数据收集与处理，得出了该矿矿震在时间与空间的分布规律。这为矿井采掘工作面的安全生产提供了技术支撑。

翻译部分题目为《A preliminary study of coal mining drainage and environmental health in the SantaCatarina region, Brazil》，主要介绍了巴西圣卡塔琳娜地区煤炭开采矿井排水对水中主要和微量元素的影响以及对当地环境健康的影响。

关键词：常村矿井；立井两水平；带区布置；综合机械化放顶煤；中央并列式；矿震分析；环境影响 

目    录

一般部分

1 矿井概况与地质特征 1

1.1 井田概况 1

1.1.1 位置与交通 1

1.1.2 地形地貌及水系 1

1.1.3 气候与气象 2

1.1.4 地震烈度 2

1.1.5 水源及电源 2

1.2 井田地质特征 2

1.2.1 地层 2

1.2.2 构造 4

1.2.3 水文地质条件 5

1.3 煤层特征 7

1.3.1 煤层特征 7

1.3.2 煤质 8

1.3.3 煤层开采技术条件 10

2 井田境界与储量 13

2.1井田境界 13

2.1.1井田境界划分的原则 13

2.1.2井田境界 13

2.2矿井工业储量 13

2.2.1资源/储量估算范围 13

2.2.2矿井工业储量的计算及储量等级的圈定 13

2.2.3矿井可采储量 15

2.2.4工业广场煤柱 15

3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 17

3.1矿井工作制度 17

3.2矿井设计生产能力及服务年限 17

4 井田开拓 19

4.1 井田开拓的基本问题 19

4.1.1井筒形式、数目的确定 19

4.1.1井筒位置的选择 20

4.1.3风井位置的选择 21

4.1.4工业广场的位置、形状和面积的确定及确定采（带）区划分 21

4.1.5开采水平的确定 22

4.1.6主要开拓巷道 23

4.1.7确定矿井开拓延深放案 23

4.1.8确定采区、带区、煤层间的接替顺序 23

4.1.9开拓方案比较 23

4.2 矿井基本巷道 32

4.2.1井筒 32

4.2.2井底车场 35

4.2.3主要开拓巷道 37

4.2.4巷道支护 38

5 准备方式—采区巷道布置 41

5.1煤层地质特征 41

5.1.1带区位置 41

5.1.2带区煤层特征 41

5.1.3煤层顶底板岩石构造情况 41

5.1.4水文地质 41

5.1.5地质构造 42

5.1.6地表情况 42

5.2采区、带区巷道布置及生产系统 42

5.2.1采煤方法及工作面长度的确定 42

5.2.2带区巷道布置 42

5.2.3带区生产系统 43

5.2.4确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风、运输方式 43

5.2.5带区生产能力及采出率 45

5.3带区车场选型计算 46

5.3.1带区车场的形式 46

5.3.2带区车场的调车方式 46

5.3.3带区主要硐室布置 46

6 采煤方法 48

6.1采煤工艺方式 48

6.1.1带区煤层特征及地质条件 48

6.1.2确定采煤工艺方式 48

6.1.3回采工作面参数 49

6.1.4回采工作面破煤、装煤方式 49

6.1.5回采工作面支护方式 54

6.1.6端头支护及超前支护方式 58

6.1.7各工艺过程注意事项 59

6.1.8采煤工作面正规循环作业 62

6.2回采巷道布置 64

6.2.1回采巷道布置方式 64

6.2.2回采巷道参数 65

7 井下运输 71

7.1概述 71

7.1.1井下运输设计的原始条件和数据 71

7.1.2运输距离和货载量 71

7.1.3矿井运输系统 71

7.2带区运输设备选择 72

7.2.1设备选型原则 72

7.2.2带区设备的选型 72

7.2.3带区运输能力验算 75

7.3大巷运输设备选择 77

7.3.1轨道大巷运输设备的选择 77

7.3.2运输大巷运输设备的选择 79

8 矿井提升 81

8.1概述 81

8.2主井提升 81

8.2.1箕斗 81

8.2.2提升机 83

8.2.3钢丝绳技术特征 83

8.3副井提升 83

9 矿井通风及安全 85

9.1矿井通风系统的选择 85

9.1.1矿井概况 85

9.1.2开拓方式 85

9.1.3开采方法 85

9.1.4变电所、充电硐室、火药库 85

9.1.5工作制、人数 85

9.1.6矿井通风系统的基本要求 85

9.1.7矿井通风系统的确定 86

9.1.8主要通风机的工作方式的确定 87

9.1.9带区通风系统的确定 88

9.1.10工作面通风方式 88

9.1.11矿井第一开采水平通风容易与通风困难时期 89

9.2矿井风量计算 94

9.2.1采煤工作面所需风量计算 94

9.2.2备用工作面风量的计算 95

9.2.3掘进工作面所需风 95

9.2.4硐室需风量计算 96

9.2.5其他用风巷道的需要风量计算 97

9.2.6矿井总风量计算 97

9.2.7确定带区及全矿的风量分配并确定矿井所需总风量 98

9.2.8通风构筑物 99

9.3矿井通风阻力计算 100

9.3.1计算原则 100

9.3.2矿井最大阻力路线 100

9.3.3矿井通风阻力计算 100

9.3.4  矿井总风阻等积孔计算 104

9.4选择矿井通风设备 105

9.4.1选择主要通风机的基本原则 105

9.4.2通风机风压的确定 105

9.4.3主要通风机工况点 106

9.4.4主要通风机的选择及风机性能曲线 107

9.4.5电动机选型 109

9.5矿井主要通风设备要求 109

9.5.1通风附属装置及其安全技术 110

9.6安全灾害的预防措施 111

9.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 111

9.6.2预防井下火灾的措施 111

9.6.3防水措施 111

9.6.4防冲击地压 111

10 矿井基本技术经济指标 113

参考文献 114

专题部分

常村煤矿矿震时空分布规律分析研究 122

1常村煤矿地质及开采概况 122

2 微震监测系统综述 126

2.1微震监测系统的优点 126

2.2SOS微震监测系统概况 126

2.2.1设备组成及用途 126

2.2.2工作原理 127

2.2.3产品的功能 127

2.2.4产品的技术参数 128

2.2.5微震监测系统的布置 128

3全矿微震时空分布规律分析 131

3.1矿震时间序列分布 131

3.2矿震事件的空间分布 132

3.3工作面回采影响范围的平面微震演化规律 134

4 2120与2115工作面回采影响范围的平面微震演化规律 136

4.1  2120与2115工作面矿震时间序列分布 140

4.2 2120与2115工作面矿震空间演化规律 141

5.结论 144

参考文献 145

翻译部分

A preliminary study of coal mining drainage and environmental health in the SantaCatarina region, Brazil 147

Introduction 147

Coal zones of Santa Catarina State 148

Methods and analytical procedures 149

Water 149

Water quality 150

Environmental health and dynamics of surfaces waters 150

Conclusions 151

Acknowledgments 151

References 152

巴西圣卡塔琳娜地区煤炭开采污水排放和环境健康的初步研究 153

正文 153

圣卡塔琳娜地区煤田分布 154

方法和分析步骤 154

水资源 154

水质 155

环境健康和地表水的运动 155

结论 156

致谢 156

参考文献 157

致  谢 158

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