采礦專業(yè)畢業(yè)論文河南煤化焦煤集團(tuán)演馬莊礦1號礦井初步設(shè)計(jì)

采礦專業(yè)畢業(yè)論文--河南煤化焦煤集團(tuán)演馬莊礦1號礦井初步設(shè)計(jì)目錄引言 11礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 211井田概況 2com置 2com理 2com發(fā)歷史 2com廠礦企業(yè)和農(nóng)業(yè)情況 4com電源勞動(dòng)力及建材來源 412井田地質(zhì)特征 4com 4com造 5com其頂?shù)匕鍘r性特征 5com質(zhì)特征 7com煤塵與自然 8com煤的牌號與用途 1113井田勘探程度 122礦井儲(chǔ)量年產(chǎn)量及服務(wù)年限 1421井田境界 1422井田儲(chǔ)量 14com業(yè)儲(chǔ)量 14com計(jì)儲(chǔ)量 15com計(jì)可采儲(chǔ)量 1623礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 16com作制度 16com務(wù)年限 173井田開拓 1931概述 19com井的開拓方式概述及評價(jià) 19com井開拓的主要因素分析 1932井田開拓 19com開拓中若干問題分析 19com提出及技術(shù)比較 20com濟(jì)比較 22com案 2433井筒特征 24com 25com 25com 2734井底車場 27com 27com平面布置設(shè)計(jì) 28com場各存車線長度的確定 31com場線路總平面布置如下圖 36com場通過能力計(jì)算 37com底車場主要巷道斷面 41com井底車場硐室位置 4135開采順序及帶區(qū)采煤工作面的配置 44com序 44com產(chǎn)量的同采采區(qū)數(shù)和工作面數(shù) 4436井巷工程量和建井周期 46com 46com程量和建井周期的各計(jì)算圖表 474采煤方法 5041采煤方法的選擇 5042采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 50com向長度的計(jì)算的確定以第一水平第一階段內(nèi)帶區(qū)為例 50com帶走向長度及分帶數(shù)目 50com道的布置分帶斜巷的布置 50com的布置 50com室 51com噸掘進(jìn)率帶區(qū)掘進(jìn)出煤率及帶區(qū)回采率 52com區(qū)巷道掘進(jìn)方法設(shè)備數(shù)量及掘進(jìn)工作面數(shù) 53com產(chǎn)系統(tǒng) 5443回采工藝設(shè)計(jì) 55com作面的主要設(shè)備見表4-3 55com循環(huán)方式和循環(huán)作業(yè)圖表的編制 575礦井運(yùn)輸提升及排水 6051礦井運(yùn)輸 60com輸系統(tǒng)和運(yùn)輸方式的確定 60com輸設(shè)備的選型 60com輸設(shè)備 61com成的計(jì)算 61com臺(tái)數(shù)的計(jì)算 6552礦井提升 67com據(jù) 67com備的選型計(jì)算 6853礦井排水 79com 79com備選型計(jì)算 806礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施 8961礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 89com計(jì)的基本依據(jù) 89com風(fēng)系統(tǒng)要符合下列要求 89com風(fēng)系統(tǒng)的確定 9062風(fēng)量機(jī)算及風(fēng)量分配 90com作面實(shí)際需風(fēng)量 90com作面所需風(fēng)量 92com際需風(fēng)量 92com算 9363全礦通風(fēng)阻力計(jì)算 94com則 94com法 95com井的總風(fēng)阻及總等積孔 9864扇風(fēng)機(jī)選型 99com扇 99com動(dòng)機(jī) 10165礦井安全技術(shù)措施 102com斯爆炸的措施 102com施 103com下火災(zāi)的措施 103com井下水災(zāi)的措施 1047礦山環(huán)保 10571礦山污染源概述 105com染 105com放 105com棄物排放 105com染 10572礦山污染源的防治 106com染防治 106com污染的防治 106com用 107com控制 107結(jié)論 109致謝 110參考文獻(xiàn) 111附錄A 112附錄B 117引言采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)是采礦專業(yè)全部教學(xué)進(jìn)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)它是在我們完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容之后通過綜合運(yùn)用各學(xué)科的理論知識根據(jù)某一礦井的實(shí)際情況對其進(jìn)行的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)這對提高我們理論分析和解決采礦工程技術(shù)問題的能力有著現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐意義所以這也是采礦專業(yè)的核心本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)在河南煤化焦煤集團(tuán)演馬莊煤礦進(jìn)行的畢業(yè)實(shí)習(xí)中所收集的礦井生產(chǎn)圖紙和資料并作了一些改動(dòng)以后對礦井進(jìn)行的初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是在我們搜集整理和運(yùn)用資料的基礎(chǔ)上通過貫徹執(zhí)行《礦產(chǎn)資源法》《煤炭法》《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》《煤礦安全規(guī)程》《煤炭工業(yè)礦業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》之后再進(jìn)行井田開拓準(zhǔn)備方式及采煤方法的選擇和礦山運(yùn)輸提升排水及通風(fēng)的設(shè)計(jì)計(jì)算所有這些都能培養(yǎng)我們分析問題解決問題的綜合能力和撰寫技術(shù)文件繪制工程圖件的基本技能衷心感謝院領(lǐng)導(dǎo)和采礦教研室的老師的幫助和輔導(dǎo)尤其要感謝我的導(dǎo)師XX老師在這三個(gè)月里正是他認(rèn)真耐心詳細(xì)的輔導(dǎo)才使我能按時(shí)按質(zhì)的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)由于本人知識水平和知識范圍的限制設(shè)計(jì)中難免有不當(dāng)和錯(cuò)誤之處懇請批評指正

1礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征11井田概況com置演馬莊礦位于焦作市東北部約20公里隸屬焦作市管轄地理座標(biāo)東經(jīng)113°21′～113°24′北緯35°15′～35°17′區(qū)內(nèi)有煤礦專用鐵路南距新鄉(xiāng)～焦作鐵路待王車站4公里東連京廣線西接焦枝線二級公路及鄉(xiāng)村油路相互連通交通極為方便見演馬莊礦交通位置示意圖圖1-1com理一地形地貌本區(qū)屬太行山山前平原和沖積洪積扇的邊緣地帶地勢平坦海拔83123m一般在100m左右全區(qū)地勢北西高南東低最大坡度±2°25′由于淺部煤層開采后地面塌陷而局部形成低洼帶二水系該區(qū)屬海河流域衛(wèi)河水系東部有石門河西部有山門河均發(fā)源于太行山且為間歇性河流據(jù)近年資料表明除雨季外平時(shí)河床干枯河流上游建了不少中小型水庫已無洪泛危害三氣象本區(qū)屬大陸性半干燥氣候夏季炎熱冬季寒冷四季分明最低氣溫-199℃1971年最高氣溫433℃1966年降雨多集中在79月份年降雨量33339087mm平均6249mm日最大降雨量達(dá)1518mm63年8月8日年蒸發(fā)量為139362313mm平均20223mm蒸發(fā)量大于降雨量常年以北和東北風(fēng)較多一般風(fēng)速23級最大11級78年6月30日晚最大凍土厚為190mm77年元月四地震據(jù)焦作市地震辦公室匯集的資料自1038年1978年6月發(fā)生的較大地震且對焦作有影響的共有35次本區(qū)地震基本烈度為7度com發(fā)歷史一演馬莊礦生產(chǎn)建設(shè)概況演馬莊礦是由武漢煤礦設(shè)計(jì)院于1958年8月提交的水力采煤設(shè)計(jì)年產(chǎn)60萬噸1959年8月改為旱采1961年正式投產(chǎn)年產(chǎn)45萬噸1958年9月開工建斜井因出水報(bào)廢同年12月1日建豎井1961年4月移交生產(chǎn)另外該礦依據(jù)省煤炭廳73豫煤革第2號文批復(fù)生產(chǎn)能力擴(kuò)大到90萬噸年并于同年進(jìn)行了擴(kuò)建工程1979年和1985年兩次突水淹井本礦現(xiàn)開采二1煤層截止2005年末累計(jì)產(chǎn)原煤18771萬噸累計(jì)損失量13178萬噸原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬噸2005年核定生產(chǎn)能力為100萬噸現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力90萬噸演馬莊礦主付井均為豎井建在該井田西部4-3孔附近井筒直徑均為6m主井深218m坐落在C3L9灰?guī)r之下的砂質(zhì)泥巖中付井深189m座落在二1煤頂板大占砂巖中主井坐標(biāo)X390471035Y3844136987付井坐標(biāo)X390466701Y3844131213開拓方式為豎井開拓采區(qū)前進(jìn)采面后退傾斜分層走向長臂式分層采煤全部陷落法管理頂板分層開采厚度一般為200m通風(fēng)方式為中央邊界混合式通風(fēng)局部為局扇壓入式通風(fēng)排水泵房現(xiàn)有4座排水能力241m3min供電由馬村和九里山區(qū)域變電站供電全礦總設(shè)備容量42112KW工作容量25006KW全礦井自北向南東劃分三個(gè)水平一水平范圍淺部由煤層露頭2544m防水煤柱線深止于東一軌道下山下延F143斷層F137斷層1107工作面北緣F39斷層F102斷層1901工作面北緣井田東邊界一線標(biāo)高在40-180m之間二水平范圍淺部起于一水平底界深部到西邊界F218斷層F212斷層F204斷層?xùn)|邊界一線標(biāo)高在-80-280m之間二水平底界以下為二水平下山范圍標(biāo)高在-160-480m之間目前一水平已基本采完一水平面積約369km2探明儲(chǔ)量38337萬t平均煤厚660m煤層穩(wěn)定二水平現(xiàn)主要在22采區(qū)25采區(qū)和27采區(qū)等開采本礦是多災(zāi)多難的礦井曾發(fā)生瓦斯傾出一次中型突出一次特大型突出爆炸一次發(fā)生1m3min以上突水事故47次淹地區(qū)2次淹井2次該礦既是大水礦井又是煤與瓦斯突出礦井這兩災(zāi)害是直接影響煤礦安全生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益不佳生產(chǎn)進(jìn)度緩慢水平接替緊張的重要因素com廠礦企業(yè)和農(nóng)業(yè)情況1．東韓王煤礦東韓王煤礦位于本礦區(qū)內(nèi)北西部邊緣屬本礦一水平地段其范圍由前面表1-1需扣除的5個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定該礦1994年建井2003年停產(chǎn)開采二1煤層現(xiàn)已采空因本礦一水平基本采空故其對本礦井以后生產(chǎn)無甚影響2．九里山煤礦位于本礦東邊與本礦接壤隸屬于焦作煤業(yè)公司主管1972年7月建井1983年投產(chǎn)設(shè)計(jì)能力為90萬t年現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力為90萬t年開采二1煤層分水平開拓現(xiàn)已開拓121113等三個(gè)采區(qū)1988年礦井涌水量89m3min含水系數(shù)7340m3T1982年以來突水24以上次涌水量025～5376m3min大于35m3min的突水有８次１２采區(qū)排水后水力坡度較大漏斗擴(kuò)展慢在突水點(diǎn)附近40～300米范圍石炭系八灰含水層水位保持21～60米露頭保持在50～60米與本井田有水力聯(lián)系現(xiàn)有排水能力達(dá)到3375m3min另外瓦斯突出也是該礦生產(chǎn)不安全的因素19801987年間瓦斯突出達(dá)21次之多最大突出量94t瓦斯涌出量最大27928m3該礦與本礦之間留設(shè)了約80米寬的煤柱一般不會(huì)對本礦生產(chǎn)造成不利影響3．韓王礦位于本礦東鄰面積約3６km21958年10月1日建成投產(chǎn)原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬噸1997年核定生產(chǎn)能力為21萬噸2004年核定生產(chǎn)能力為16萬噸開采二1煤層采煤方法為走向長壁下行垮落采煤方法分兩個(gè)水平十個(gè)采區(qū)目前一水平已經(jīng)采完二水平也即將采完全礦資源近于枯竭圖11演馬莊礦交通位置圖com其頂?shù)装鍘r性特征二1煤層為本區(qū)主要可采煤層現(xiàn)正開采賦存于山西組底部上距砂鍋窯砂巖78m左右下距山西組底界L9頂10m左右距L8灰?guī)r18m左右煤層厚1701060m平均658m屬厚煤層煤厚變化不大薄煤帶170m僅在72孔及11-9孔附近小范圍分布其它煤厚均在600m左右變化煤層賦存良好無分叉尖滅現(xiàn)象僅局部含有1層泥巖或砂巖夾矸夾矸厚度010070m煤層直接頂板大部為砂質(zhì)泥巖和泥巖厚度一般3m左右少數(shù)鉆孔為細(xì)中粒砂巖大占砂巖厚度一般18m左右僅局部有小面積炭質(zhì)泥巖偽頂直接底板為泥巖砂質(zhì)泥巖和粉砂巖一頂板二1煤層直接頂板多為層狀灰黑色砂質(zhì)泥巖層理明顯致密性脆硬度25～4級厚103～105m易維護(hù)其次為層狀或板狀泥巖與銹結(jié)能力差的砂巖泥巖與砂質(zhì)泥巖為相變關(guān)系厚07～637m硬度2～3級易碎易冒落銹結(jié)力強(qiáng)局部存在有炭質(zhì)泥巖偽頂老頂為灰色大占砂巖厚15～245m泥硅質(zhì)膠結(jié)較堅(jiān)硬厚層狀硬度6級左右以中～細(xì)為主局部直接覆于二1煤層上不易放頂冒落該礦在煤層露頭附近曾發(fā)生過較大冒頂如老西總回風(fēng)巷12011工作面等發(fā)生的冒頂事故總的來講二1煤層上各類頂板均較完整見圖6-1易于管理屬一類頂板二底板二1煤層底板多為厚7m左右的砂質(zhì)泥巖或泥巖次為厚03～15m含炭質(zhì)較高的泥巖局部有厚01～07m炭質(zhì)泥巖偽底炭質(zhì)泥巖質(zhì)軟易碎強(qiáng)度極低支撐力差底鼓現(xiàn)象較嚴(yán)重對巷道維護(hù)不利總體應(yīng)屬I類底板

井田斷層情況統(tǒng)計(jì)表表3-2落差米 條數(shù) 代號 說明1．本表對演馬莊礦全區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并按落差大小分了9檔總計(jì)斷層156條2．本次斷層編號以礦方提供的采掘工程平面圖為主以礦方提供的二1煤層底板等高線圖為輔而后再進(jìn)行補(bǔ)缺或改號3．為了資料的銜接和利用本次編號的原則是盡量保留圖上原有編號原編號有重的去重改號原無編號的補(bǔ)上因此本次總的編號無重復(fù)但不完全連續(xù)4．地震解釋的可靠斷層均予以利用可靠性較差的斷點(diǎn)僅供參考5．對地震可靠性較差的斷點(diǎn)在斷層表中也給予說明以便今后勘探中驗(yàn)證6．一水平斷層均為巷道揭露本次不再詳細(xì)說明以簡表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)斷層描述及素描可詳見原始斷層臺(tái)帳7．本表將詳述斷層優(yōu)先排列簡述斷層排列在后 100 3 F212F216F218 50～100 2 F217捉1 30～50 3 F204F209F210 20～30 3 F3F219F07 10～20 9 F1F3-1F3-2F39F75F102F137F213西三1 5～10 13 F2F4F35F57F97F126F148F204-1F207F208F214F215F220 3～5 9 F11F66F99F100F139F140F143F150F153 15～3 39 F3-3F3-5F4-2F4-4F6F7F15F16F17F19F26F33F36F47F48F49F51F52F53F64F65F67F70F77F80F85F94F95F96F101F102-5F106F110F111F119F122F128F146F147 15 75 F1-1F1-2F3-4F4-1F4-3F4-5F5F8F9F10F11-1F11-2F12F13F14F18F20F21F22F23F24F25F27F28F29F30F31F32F34F37F40F42F43F44F45F45-1F50F55F58F59F62F63F68F69F71F74F76F81F82F84F89F91F92F93F102-1F102-2F102-3F102-4F107F108F109F112F114F115F116F118F120F123F127F128-1F141F142F144西三3西三4 合計(jì) 156

com質(zhì)特征焦作煤田地處太行山復(fù)背斜隆起帶南段東翼山前傾斜平原地帶地層走向N60°E傾向SE傾角8～12°呈地塹地壘掀斜斷塊等組合形式以斷裂構(gòu)造為主區(qū)內(nèi)寒武系奧陶系灰?guī)r中巖溶裂隙發(fā)育為地下水提供了良好的儲(chǔ)水空間和逕流通道地下水總體流主要含煤地層含煤性統(tǒng)計(jì)表表4-1

向受構(gòu)造控制如峪河斷裂以北為SESW方向以南為SE向局部受斷層阻水影響流向稍有變化另外在斷裂帶附近巖溶裂隙相對發(fā)育常常形成強(qiáng)富水導(dǎo)水帶如鳳凰嶺斷層強(qiáng)徑流帶朱村斷層強(qiáng)徑流帶方莊斷層強(qiáng)徑流帶馬坊泉斷層強(qiáng)徑流帶和百泉斷層強(qiáng)徑流帶等成為焦作煤田內(nèi)諸礦區(qū)勘查區(qū)的補(bǔ)給邊界com煤塵與自燃一礦區(qū)瓦斯地質(zhì)概況本礦區(qū)位于九里山韓王礦中部為一傾向SE傾角4～15°的單斜構(gòu)造其淺部的煤層露頭和深部的鳳凰嶺斷層和王毋泉斷層構(gòu)成了本區(qū)的瓦斯逸散邊界而其東西邊界雖亦有小斷裂破壞了煤層的連續(xù)性但不利于瓦斯逸散上述邊界條件決定了該區(qū)瓦斯成分含量及其運(yùn)移和分布規(guī)律20022005年的瓦斯鑒定結(jié)果礦井絕對瓦斯涌出量26054693m3min相對瓦斯涌出量20402818m3t其中2005年瓦斯最大礦井絕對瓦斯涌出量4693m3min相對瓦斯涌出量2818m3t二氧化碳絕對涌出量1391m3min二氧化碳相對涌出量826m3t二礦井瓦斯等級據(jù)20022005年度瓦斯鑒定結(jié)果見表6-3瓦斯相對涌出量多大于20m3t·d按煤礦安全規(guī)程第133條屬高瓦斯礦井該礦多次發(fā)生過煤與瓦斯突出其中1975年8月4日發(fā)生過特大型煤與瓦斯突出事故2004年河南省煤炭工業(yè)廳瓦斯防治小組定為該礦煤與瓦斯突出礦井20022005年瓦斯等級鑒定表6-4瓦斯鑒定結(jié)果表表6-4時(shí)間年 瓦斯 二氧化碳 瓦斯絕對涌出量m3min 瓦斯相對涌出量m3t·d 采區(qū)最大相對量m3t·d 鑒定等級 絕對涌出量m3min 相對涌出量m3t·d 采區(qū)最大相對量m3t·d 鑒定等級 2002 3516 2313 3342 瓦斯突出礦井 1719 1131 748 高CO2礦井 2003 2605 2040 11688 瓦斯突出礦井 1376 1007 8847 高CO2礦井 2004 3851 2247 15428 瓦斯突出礦井 1534 895 10095 高CO2礦井 2005 4693 2818 511 瓦斯突出礦井 1391 826 145 低CO2礦井 一煤塵爆炸煤塵爆炸煤塵爆炸煤塵煤塵爆炸性及自燃傾向性鑒定表表6-5采樣地點(diǎn)時(shí)間 樣品編號 煤塵爆炸性 燃點(diǎn)℃ 煤塵爆炸性指數(shù) 結(jié)論 原樣 氧化 還原 自燃傾向性 1989年9月 9-13分1 無爆炸危險(xiǎn)性 387 383 402 不易自燃 9-13分9 無爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 9-13分10 無爆炸危險(xiǎn)性 392 389 400 不易自燃 2002年8月 二1煤層 754 無爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 2003年8月 二1煤層 754 無爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 2004年12月 二1煤層 無爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 二煤的自燃傾向性在鉆探過程中對9-13孔取樣進(jìn)行煤 浮煤 質(zhì)量分級 水分Mad 灰分Ad 揮發(fā)分Vdaf 水分Mad 灰分Ad 揮發(fā)分Vdaf 二1 浮煤 發(fā)熱量QgrvdMJkg 質(zhì)量分級 發(fā)熱量QgrvdMJkg 二1 煤層 原煤分析 浮煤分析 碳Cdaf 氫Hdaf 氮Ndaf 氧硫OdafStdaf 碳Cdaf 氫Hdaf 氮Ndaf 氧硫OdafStdaf 二1 井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造儲(chǔ)量水文煤層賦存情況開采技術(shù)條件開拓方式及地貌地物等因素進(jìn)行技術(shù)分析后確定一般以下列情況為界1．以大斷層褶曲和煤層露頭老窯采空區(qū)為界2．以山谷河流鐵路較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護(hù)煤柱為界3．以相鄰的礦井井田境界為界4．人為劃分井田境界根據(jù)井田地質(zhì)勘探資料結(jié)合構(gòu)造確定井田境界如下二煤－m底板等高線為界井田東西走向長約3km傾斜長約km井田面積約km2礦井儲(chǔ)量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭儲(chǔ)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的全部儲(chǔ)量又稱礦井總儲(chǔ)量它不僅反映了煤炭資源的埋藏量還表達(dá)了煤炭的質(zhì)量本井田采用的塊段法計(jì)算的各級儲(chǔ)量塊段法是我國目前廣泛使用的儲(chǔ)量計(jì)算方法之一塊段法是根據(jù)井田內(nèi)鉆孔勘探情況由幾個(gè)厚度相近的鉆孔連成塊段根據(jù)此段的面積煤的容重平均厚度計(jì)算此塊段的煤的儲(chǔ)量再把各個(gè)計(jì)算的塊段儲(chǔ)量取和即為全礦井的井田儲(chǔ)量礦井工業(yè)儲(chǔ)量是勘探精查地質(zhì)報(bào)告的能利用儲(chǔ)量中的ABC三級儲(chǔ)量之和其中高級儲(chǔ)量AB之和所占比例應(yīng)符合表21的規(guī)定由煤層底板等高線及儲(chǔ)量計(jì)算圖上提供的資料可計(jì)算出來設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲(chǔ)量見表22礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表表21礦井高級儲(chǔ)量比例地質(zhì)開采條件儲(chǔ)量級別比例％ 簡單 中等 復(fù)雜 大型 中型 小型 大型 中型 小型 中型 小型 井田內(nèi)AB級儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的比例 40 35 25 35 40 20 25 15 一水平內(nèi)AB級儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量的比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具體規(guī)定 第一水平內(nèi)A級儲(chǔ)量占本水平內(nèi)儲(chǔ)量的比例 40 30 15 30 20 不作具體規(guī)定 不要求 表22礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表煤層名稱 工業(yè)儲(chǔ)量萬噸 備注 A B AB C ABC 二煤層 符合 總計(jì) 符合 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱防水煤柱井田境界煤柱和已有的地面建筑物構(gòu)造物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量P永久煤柱損失量圖2－1礦西南水泥廠保護(hù)煤柱計(jì)算圖注表土層厚約30米由上圖可算得水泥廠保護(hù)煤柱量約為209萬噸com計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率所得到的儲(chǔ)量可暫按工業(yè)儲(chǔ)量的5％－7％計(jì)入本設(shè)計(jì)取5％各種主要巷道的保護(hù)煤柱及可采儲(chǔ)量見表23井可采儲(chǔ)量匯總表工業(yè)廣場保護(hù)煤柱計(jì)算參數(shù)見表24業(yè)廣場保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表煤層名稱 工業(yè)儲(chǔ)量ABC萬噸 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量萬噸 礦井可采儲(chǔ)量萬噸 永久性煤柱損失 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 設(shè)計(jì)煤柱損失 可采儲(chǔ)量 斷層 境界 工業(yè)廣場 井下巷道 其他 二×5202 2415 表24工業(yè)廣場保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表煤層傾角° 煤厚m Φ° γ° β° δ° 埋深m 10 65 45 70 60 70 262

23礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限com作制度根據(jù)設(shè)計(jì)大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實(shí)際情況規(guī)定該設(shè)計(jì)礦井年工作日為330d每天凈提升16h每天三班工作com務(wù)年限初步設(shè)計(jì)該礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為0Mta根據(jù)公式T礦井服務(wù)年限Zk礦井可采儲(chǔ)量萬噸A礦井生產(chǎn)能力萬噸年K儲(chǔ)量備用系數(shù)K13～15此處取1由此驗(yàn)算服務(wù)年限如下礦區(qū)內(nèi)生產(chǎn)礦井采用的是立井開拓方式暗斜井延伸由于本礦井表土沖層厚含水豐富并有流沙層礦井走向短等特點(diǎn)所以井筒施工方式采用立井開拓立井開拓的適應(yīng)性很強(qiáng)一般不受煤層傾角厚度瓦斯水文等自然條件的限制立井的井筒短提升能力大對輔助提升特別有利對于表土層厚水文情況比較復(fù)雜井筒需要特殊法施工的礦井一般都應(yīng)該采用立井開拓影響設(shè)計(jì)礦井開拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報(bào)告所確定的煤層自然產(chǎn)狀構(gòu)造要素頂?shù)装鍡l件沖積層結(jié)構(gòu)地形以及水文地質(zhì)條件等其中以沖積層的水文地質(zhì)條件對開拓方式的影響最大⑴井田開拓方式由于本井田地勢平坦表土層厚且有流沙層所以確定采用立井開拓方式并按照工業(yè)廣場少壓煤至少不壓好煤和井下生產(chǎn)費(fèi)用較低的原則確定了主副井筒位于井田偏南部的井田走向中央風(fēng)井位于部這樣風(fēng)井就不需要留設(shè)保護(hù)煤柱減少了煤柱的損失根據(jù)井二煤層賦存條件和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定本井田可以劃分為－個(gè)水平即－個(gè)階段階段內(nèi)采用帶區(qū)式或采區(qū)式準(zhǔn)備水平劃分及位置在后面的方案中進(jìn)行詳細(xì)說明⑵井硐形式數(shù)目及其配置①井硐形式選擇由于礦區(qū)地勢平坦表土層較厚流沙層較多井筒需要特殊鑿巖法施工從而確定采用立井開拓方式立井開拓井筒短提升速度快提升能力大通風(fēng)有效斷面大能夠滿足礦井通風(fēng)的需要②井筒數(shù)目因?yàn)榫镒呦蜷L度不大為礦井前面已經(jīng)確定采用立井開拓方式故開鑿一對提升井筒和③井筒位置選擇根據(jù)井田地形和地質(zhì)條件從首先滿足第一水平的開采縮短貫通距離減少井巷工程量考慮將主副井筒設(shè)置在井田走向的中央處運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的布置為了將運(yùn)輸大巷布置在距離二煤層0m左右的煤層板砂巖或砂巖中布置巖石大巷時(shí)應(yīng)避免在松軟吸水膨脹易風(fēng)化的巖石中布置考慮到二煤層將巷道布置在煤層中維護(hù)困難所以將回風(fēng)大巷布置在二煤層的部根據(jù)前述各項(xiàng)決定本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列種見圖3－1圖31立井加暗斜井多水平上山式開拓單位米方案二立井加暗斜井多水平上山及上下山混合式見圖3－圖32立井加暗斜井多水平上山及上下山混合式單位米從以上方案的簡圖可以對方案和方案進(jìn)行比較方案比方案多開設(shè)井井筒m且本礦區(qū)含水層豐富由于方案和方案在第一水平內(nèi)的準(zhǔn)備方式和采煤方法都完全相同方案比較法在對不同的開拓方案進(jìn)行比較時(shí)一些相同的部分可以不進(jìn)行比較于是我們在對方案和方案兩個(gè)方案進(jìn)行比較時(shí)可以只將兩個(gè)方案中有差別的基建工程量基建費(fèi)用生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用及費(fèi)用匯總表分別計(jì)算匯總于表3－1表3－2表3－3和表3－4通過費(fèi)用匯總表在經(jīng)濟(jì)上來比較兩方案的優(yōu)

項(xiàng)目 方案方案早期 主井井筒m 副井井筒m 25420 井底車場m 主石門m 運(yùn)輸大巷m 2 2494 后期 m 962 734 副井筒m 633 470 暗斜風(fēng)井回風(fēng)下山m 703 633 井底車場m 主石門m 運(yùn)輸大巷m 項(xiàng)目 方案一 方案二 工程量m 單價(jià) 費(fèi)用萬元 工程量m 單價(jià) 費(fèi)用萬元 后期 主暗斜井井筒皮帶下山 962 1050 10101 734 1050 7707 副井筒生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用中只有方案二中二水平下山部分的排水費(fèi)用有較明顯差別僅需對其比較即可表3－生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用×24×13×0122×732×017×10-4＝×24×13×0122×024×732×10-4＝項(xiàng)目 方案一 方案二 費(fèi)用萬元 百分率％ 費(fèi)用萬元 百分率％ 基建工程費(fèi) 24761 100 19767 80 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 173 100 244 141 總費(fèi)用 26491 100 22207 84 從前面表格中的計(jì)算可以看出方案總費(fèi)用要比方案的高出％很明顯方案要比方案優(yōu)越的多故決定采用方案圖3－4主井?dāng)嗝娌贾脠Dcom井筒直徑60m用作全礦井升降人員下材料設(shè)備及作為輔助提升亦作為全礦井新鮮風(fēng)流入口井筒裝備一對一噸雙層四車罐籠并兼作排水為防止斷繩事故設(shè)有防墜器支護(hù)材料基巖段采用單層砼結(jié)構(gòu)凍結(jié)段采用雙層砼結(jié)構(gòu)井壁厚度基巖段400mm凍結(jié)段1000mm井筒內(nèi)裝備有鋼絲繩罐道梯子間電纜線和水管管道等井深為254m副井井筒斷面布置如下式中通過井筒的風(fēng)速ms通過井筒的風(fēng)量m3s井筒凈斷面積m2井筒的有效斷面系數(shù)圓形井取08《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速由此＝25ms8ms所以井筒選擇符合要求com風(fēng)井主要用于回風(fēng)兼作礦井的安全出口配備有梯子間及管路電纜等采用砼支護(hù)井壁厚度為mm井深m風(fēng)井井筒斷面布置如下井底車場是連接礦井主要提升井和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱它聯(lián)系著井提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)為提煤提矸石下物料通風(fēng)排水供電和升降人員等各項(xiàng)工作務(wù)它是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~表3－5井筒特征表井筒名稱 主井 副井 風(fēng)井 井口坐標(biāo) Xm 38441475428 38441416091 38441318263 Ym 3904370600 3904361368 3905074779 Zm 10702 10712 11262 用途 提煤 提料矸人進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 4t箕斗 1t雙層四車罐籠 井筒傾角° 90 90 90 斷面形狀 圓 圓 圓 支護(hù)方式 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒壁厚mm 基巖段300凍結(jié)段1000 基巖段400凍結(jié)段1000 300 提升方位角° 97 97 ---- 井筒深度m 25420 25420 163 斷面積 凈 159 283 196 掘 2043 3632 2463 com平面布置設(shè)計(jì)1井筒相互位置的確定本礦井所在地地形平坦井筒位置不受地面限制主井中心坐標(biāo)為3副井中心坐標(biāo)為339兩井筒垂直于存車線方向的距離H為m平行于存車線方向的距離L為m如圖3－所示圖3-4-2井筒相互位置示意圖1主井中心線2副井中心線3副井儲(chǔ)車線設(shè)計(jì)依據(jù)⑴設(shè)計(jì)礦井基本概況見表3－⑵主副井的提升概況提升設(shè)備主井t箕斗一對副井1t礦車雙層車普通罐籠表3－設(shè)計(jì)礦井基本概況2地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)地面工業(yè)場地比較平坦時(shí)車場形式的選擇主要取決于井下的條件表3－7設(shè)備型號及外形尺寸運(yùn)送載體 運(yùn)輸方式 運(yùn)輸設(shè)備 型號 外形尺寸長×寬×高mm 質(zhì)量kg 運(yùn)材料 1t材料車 MC1--6A 2000×880×1150 494 運(yùn)矸石 1t固定礦車 MGC11--6A 2000×880×1150 592 運(yùn)設(shè)備 1t平板車 MC11--6A 2000×880×1150 464 牽引電車 架線電機(jī)車 ZK10--6250 4500×1060×1550 根據(jù)以上車場形式選擇的原則和本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況確定礦井的井底車場形式為立井刀式環(huán)形井底車場車場形式見圖3－所示

com本參數(shù)主井凈直徑45m裝備有一對4t箕斗副井凈直徑6m裝備一對1t雙層四車罐籠井下主要運(yùn)輸大巷采用3t底卸式礦車運(yùn)煤8t蓄電池式電機(jī)車牽引每列車由10輛礦車組成輔助運(yùn)輸采用1t固定式礦車組成煤矸混合列車由20輛礦車組成其中煤車5輛矸石車15輛井底車場設(shè)1t翻車機(jī)處理掘進(jìn)煤矸石輛占礦井產(chǎn)量的20％由副井提升掘進(jìn)煤輛占5％由翻車機(jī)翻入井底煤倉從主井提升礦井總進(jìn)風(fēng)量797m3s主副井進(jìn)風(fēng)風(fēng)井回風(fēng)com本問題的確定1車場形式初步設(shè)計(jì)已確定為立井刀式環(huán)形東西兩翼來車均由主石門進(jìn)入井底車場2井底車場各存車線長度的確定井底車場線路包括存車線和行車線存車線為存放空重車輛的線路它由主井重車線主井空車線副井重車線副井空車線及材料車線組成行車線為調(diào)度空重車輛的線路如連接主副井空重車線的繞道和調(diào)車線副井馬頭門線路也用于行車線除上述主要線路外在井底車場內(nèi)還有一些輔助線路如通往各硐室的專用線路和硐室內(nèi)鋪設(shè)的線路井底車場線路由直線線路和連接部分所組成連接部分包括曲線線路和道岔直線線路就是指存車線和行車線以及調(diào)車線本礦井主要運(yùn)輸大巷采用3t底卸式礦車運(yùn)煤當(dāng)運(yùn)輸大巷采用列車運(yùn)行時(shí)主副井空重車線長度應(yīng)符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定主井空重車線長度應(yīng)能夠容納15～2列車副井進(jìn)出車線長度應(yīng)能夠容納1～15列車材料車線應(yīng)能夠容納10個(gè)以上材料車到一列車主要計(jì)算公式主井重空車線的長度計(jì)算副井進(jìn)出車線的長度計(jì)算調(diào)車線有效長度計(jì)算L主井空重車線副井進(jìn)出車線有效長度m列車數(shù)目n每列車的礦車數(shù)每輛礦車帶緩沖器的長度N機(jī)車數(shù)每臺(tái)機(jī)車的長度附加長度一般取100003材料車線長度L10L材式中L材料車線長度mL材一輛材料車長度2000mm本礦井選用1t材料車型號為MC1--6AA外形尺寸2000×880×1150L10L材10×200020000mm取L20m3馬頭門線路長度馬頭門線路指副井重車線的末端至材料車線進(jìn)口變正常軌距的一段線路路布置圖如下圖3－4－3所示圖3－4－2馬頭門線路布置馬頭門線路L0可有下式進(jìn)行計(jì)算確定L0＝a＋2b＋c＋d＋e＋f＋e′＋g＋h＋i＝Ls＋Ln式中L0馬頭門線長度mLs馬頭門重車線長度mLn馬頭門空車線長度ma從復(fù)式阻車器的前輪擋到對稱道岔基本軌起點(diǎn)之間的距離取30mb基本軌起點(diǎn)至對稱道岔連接系統(tǒng)末端之間的距離其長度取決于對稱道岔的型號c對稱道岔連接系統(tǒng)的末端與單式阻車器輪擋面之間的距離取兩輛礦車長40md單式阻車器輪擋面至搖臂中心線間距離一般取20～30m取30mee′搖臺(tái)的搖臂長度600mm軌距搖臂長度e＝23me′＝28mf罐籠長度取28mg出車方向搖臺(tái)搖臂軸中心線至對稱道岔連接系統(tǒng)的末端之間的距離取30mh緩和線長度取20mi基本軌起點(diǎn)到單開道岔平行線路連接系統(tǒng)終點(diǎn)的長度從《窄軌道岔線路連接手冊》中查得i＝60m計(jì)算得L0＝34783232828326376m取L038m4設(shè)計(jì)采用30Kgm的鋼軌主井系統(tǒng)采用5號道岔副井采用4號道岔曲線半徑為20m道岔1為ZDK630\5\20單開非平行道岔道岔2為ZDC630\3\20對稱道岔道岔三為ZDX630\5\2014渡線道岔5雙軌巷道斷面171m2單軌巷道斷面144m2巷道采用錨噴支護(hù)主要硐室及交岔點(diǎn)采用混凝土或料石砌碹6底卸式礦車卸載站與翻車機(jī)硐室聯(lián)合布置com接計(jì)算1單開道岔非平行線路聯(lián)接已知道岔ZDK630\5\20a＝3967mmb＝4333mmα＝1131單開道岔非平行線路聯(lián)接如圖3－4－2圖3－4－3單開道岔非平行線路聯(lián)接主要公式及計(jì)算方法對上述數(shù)據(jù)依次取整得T8284mmm20461mmH9367mmh47764mmf4294mmKp3946mm2單開道岔平行線路聯(lián)接已知道岔ZDC630\3\20a＝2560mmb＝2852mmα＝1845主要公式及計(jì)算方法單開道岔平行線路聯(lián)接如圖3－4－3圖3－4－4單開道岔平行線路聯(lián)接對上述數(shù)據(jù)依次取整得B320mmm8158mmT1980mmn6178mmL13947mmC1845mmKp3946mm3渡線道岔線路聯(lián)接已知道岔ZDX630\5\2014a＝3967mmb＝4333mmα＝1131S＝1600mmL14934mmT1400mm渡線道岔線路聯(lián)接如圖3－4－4圖3－4－5渡線道岔線路聯(lián)接com力計(jì)算1區(qū)段劃分見下圖圖3－4－6區(qū)段劃分Ⅰ1-2Ⅱ2-3Ⅲ3-5-4Ⅳ3-5-62調(diào)車作業(yè)程序及時(shí)間表3－4－1表3－4－2表3－4－13t底卸式煤列車調(diào)車作業(yè)程序及時(shí)間區(qū)段 運(yùn)行狀況 運(yùn)行距離m 運(yùn)行速度ms 運(yùn)行時(shí)間s Ⅰ 牽引列車 54 20 27 Ⅱ 摘鉤 10 Ⅱ 機(jī)車過道岔2 145 20 725 Ⅲ 單機(jī)運(yùn)行 208 25 832 Ⅲ 機(jī)車掛鉤拉空車 208 20 10410 Ⅱ 拉空車過道岔2 185 10 185 Ⅰ 牽引空車出車場 54 2 27 總計(jì) 287 表3－4－21t煤矸混合列車調(diào)車作業(yè)程序及時(shí)間區(qū)段 運(yùn)行狀況 運(yùn)行距離m 運(yùn)行速度ms 運(yùn)行時(shí)間s Ⅰ 牽引列車 54 20 27 Ⅰ 摘鉤機(jī)車換向 20 Ⅰ 單機(jī)運(yùn)行 54 20 27 Ⅱ 頂列車過道岔2 185 10 185 Ⅳ 頂推列車煤車與矸石車摘鉤 90 15 60100 Ⅲ 單機(jī)運(yùn)行 208 25 832 Ⅲ 機(jī)車換向掛鉤 1010 Ⅲ 拉空車 208 20 104 Ⅱ 過道岔2 185 1 185 Ⅰ 牽引空車出車場 54 20 27 總計(jì) 415 3每一循環(huán)進(jìn)入井底車場得列車數(shù)比每一調(diào)度循環(huán)進(jìn)入井底車場得列車數(shù)比可用兩種方法計(jì)算⑴按運(yùn)量和凈載重計(jì)算礦井日產(chǎn)煤1364t矸石量占20％日產(chǎn)矸石量273t掘進(jìn)煤占5％日運(yùn)量682t3t底卸式列車日運(yùn)量占95％為1296t每日3t底卸式列車數(shù)＝12963×10＝432列每日1t煤矸混合列車數(shù)＝6822735×115×1＝171列列車數(shù)比＝432171＝251通過能力計(jì)算通過能力富裕系數(shù)＝7845＝174滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求com算如前所述本車場采用后進(jìn)車前出車的方式底卸式礦車的列車卸載站翻車機(jī)硐室聯(lián)合布置翻車機(jī)硐室設(shè)鏈?zhǔn)酵栖嚈C(jī)副井進(jìn)車線設(shè)繩式推車機(jī)主井空車線和副井出車線均設(shè)較長的自動(dòng)滑行段并在9點(diǎn)開始設(shè)合股道岔為使主井兩股空車線在12點(diǎn)會(huì)合翻車機(jī)軌面高出卸載站軌面295mm翻車機(jī)前設(shè)2‰上坡因受主排水泵吸水高度的影響將水倉入口設(shè)在車場外主石門內(nèi)本車場以停在車場內(nèi)的副井罐籠軌面標(biāo)高為±0進(jìn)行標(biāo)高閉合計(jì)算空車從搖臺(tái)出車以24‰的下坡滑過對稱道岔到基本軌起點(diǎn)末速度為142mscom井底車場硐室位置1井下中央變電所⑴硐室位置中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站為了節(jié)約輸入輸出電纜線配電均衡安裝維護(hù)方便和便于提供新鮮風(fēng)流等目的宜將變電所置于副井與井底車場連接的附近其斷面按所選的具體變壓器型號確定同時(shí)應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定的要求不得違反有關(guān)規(guī)程⑵支護(hù)形式和特殊要求變電所必須采用不燃性材料支護(hù)如選用混凝土或料石砌碹條件許可也可采用不燃性錨噴支護(hù)硐室必須設(shè)置易關(guān)閉的既防水又放火的密閉門門內(nèi)可設(shè)向外開的鐵珊門但不能妨礙門的關(guān)閉從硐室出口防火門起5m內(nèi)的巷道應(yīng)砌碹或用其它不燃性材料支護(hù)變電所的地坪應(yīng)比副井重車線側(cè)的硐室通道與車場巷連接點(diǎn)處的標(biāo)高高出05m硐室不應(yīng)有滴水現(xiàn)象電纜溝應(yīng)設(shè)置一定坡度以便將積水隨時(shí)排出室外中央變電所應(yīng)根據(jù)規(guī)定設(shè)置滅火器材如配置滅火設(shè)備和充足的砂箱為此在硐室設(shè)計(jì)尺寸時(shí)應(yīng)留出相應(yīng)的位置2中央水泵房硐室⑴水泵房硐室是井下主要硐室之一能否正常安全運(yùn)行關(guān)系重大故水泵房硐室位置的選擇應(yīng)考慮以下因素①管路敷設(shè)最短不僅節(jié)約管路電纜而且管道阻力和電壓將最小②一旦井下發(fā)生水患人員設(shè)備便于撤出同時(shí)便于下放排水設(shè)備增加排水能力迅速排除事故恢復(fù)生產(chǎn)③具有良好的通風(fēng)條件根據(jù)以上要求硐室位置應(yīng)選在井底車場與副井連接處附近空車線一側(cè)以便于設(shè)備運(yùn)輸與中央變電所硐室組成聯(lián)合硐室即使有特殊原因也要盡可能靠近副井⑵硐室支護(hù)與特殊要求①中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護(hù)如砌料石或混凝土碹在堅(jiān)固的巖層中也可采用錨噴支護(hù)但不得有淋水②出口通道處須設(shè)置向外開啟的能防水防火的密封門從硐室出口防火門起五米內(nèi)的巷道應(yīng)砌碹或用其它不燃性材料支護(hù)③泵房硐室的地坪應(yīng)高出通道與車場連接處地板05m設(shè)置流水坡以防硐室積水④水泵工作的總能力應(yīng)能滿足20小時(shí)內(nèi)排出框架24小時(shí)的正常用水量3水倉容量與數(shù)量水倉是按礦井正常涌水量計(jì)算的《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定當(dāng)正常涌水量大于1000m3h的礦井主要水倉有效容量可按下式計(jì)算

Ｖ＝2Q3000

式中V--主要水倉的有效容量m3

Q--礦井每小時(shí)正常涌水量m3

但主要水倉的總有效容量不得小于4h的礦井正常涌水量

采區(qū)水倉的有效容量應(yīng)能容納4h的采區(qū)正常涌水量

式中B回采工作面總線長mA礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量taX回采出煤率可取095∑m同采煤層總厚度m煤層容重K3工作面采出率97％95％93％L年推進(jìn)度L＝330×n×I×Ф其中330礦井年工作日天n日循環(huán)數(shù)4I循環(huán)進(jìn)度06mФ正規(guī)循環(huán)系數(shù)Ф＝08～1取1由此L＝330×4×06×10＝792m⑵確定同采工作面數(shù)式中N同采工作面數(shù)個(gè)B工作面總線長mn同采煤層數(shù)L回采工作面長度m由此com2采區(qū)工作面配置采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目應(yīng)根據(jù)煤層賦存特征所確定的回采工藝等確定同時(shí)還應(yīng)符合合理的開采順序保證安全生產(chǎn)提高工作面單產(chǎn)為原則采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個(gè)面普采工作面宜為一個(gè)面不應(yīng)超過2個(gè)面因此在滿足礦井服務(wù)年限的條件下由于采區(qū)內(nèi)同采工作面為1個(gè)所以才采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面為1個(gè)com3礦井產(chǎn)量的驗(yàn)算式中礦井同采工作面產(chǎn)量總和萬噸第i號工作面采高m第i號工作面長m第i號工作面年推進(jìn)度ma第i號工作面煤的容重tN同采工作面數(shù)由此＝32×115×792×147×1＝4284萬噸計(jì)算結(jié)果加上全礦井掘進(jìn)煤之和應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量A但不宜超過115A全礦井掘進(jìn)煤＝×01＝4284×01＝428萬噸實(shí)際產(chǎn)煤為＝4284428＝4711萬噸因此進(jìn)行驗(yàn)算有471145＝105115故符合設(shè)計(jì)要求36井巷工程量和建井周期com根據(jù)以上各章節(jié)計(jì)算的結(jié)果計(jì)算統(tǒng)計(jì)達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)的井巷工程量設(shè)計(jì)中的井筒有主井副井風(fēng)井主井直徑為45m副井直徑6m風(fēng)井直徑為5m掘進(jìn)斷面面積分別為204m2363m2和246m2采用普通法施工月進(jìn)度為50m設(shè)計(jì)中的巷道有井底車場運(yùn)輸大巷回風(fēng)大巷回風(fēng)石門分帶運(yùn)輸斜巷分帶回風(fēng)斜巷進(jìn)風(fēng)行人斜巷工作面開切眼com程量和建井周期的各計(jì)算圖表礦井建設(shè)主要工程包括井筒井底車場巷道及峒室主要石門運(yùn)輸大巷及采區(qū)回采巷道等全部工藝本設(shè)計(jì)中礦井的主要巷道由井底車場運(yùn)輸大巷軌道大巷及工作面巷道斷面均按通過設(shè)備最大尺寸和通風(fēng)行人的安全尺寸設(shè)計(jì)礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)井巷工程量見下表表3－6－1表3－6－1礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)井巷工程量表序號 巷道名稱 斷面形狀 支護(hù)材料 巷道斷面m3 巷道長度m 工程量m3 凈 掘 凈容積 掘進(jìn)容積 1 主井 圓形 砼 159 204 25420 43566 55896 2 副井 圓形 砼 283 363 25420 77542 99462 3 風(fēng)井 圓形 砼 196 246 163 31948 40098 4 井底車場 半圓拱形 混凝土 144 192 951 136944 182592 5 運(yùn)輸大巷 半圓拱形 混凝土 144 192 40 576 768 6 軌道上山 半圓拱形 混凝土 108 147 594 64152 87318 7 運(yùn)輸上山 半圓拱形 混凝土 108 147 740 7992 10878 8 回風(fēng)上山 半圓拱形 混凝土 144 192 594 85536 114048 9 運(yùn)輸平巷 梯形 錨網(wǎng) 75 94 586 4395 55084 10 回風(fēng)平巷 梯形 錨網(wǎng) 75 94 612 4590 57528 11 工作面 矩形 錨網(wǎng) 85 116 112 952 12992 井巷工程施工進(jìn)度見下表表3－6－2表3－6－2井巷施工進(jìn)度表序號 工程名稱 工程量m 施工速度m月 時(shí)間月 1 主井 25420 80 34 2 副井 25420 80 34 3 風(fēng)井 163 80 20 4 井底車場 951 120 79 5 運(yùn)輸大巷 40 120 03 6 軌道上山 594 250 24 7 皮帶上山 740 250 30 8 回風(fēng)上山 594 250 24 9 運(yùn)輸平巷 586 400 15 10 回風(fēng)平巷 612 400 15 11 開切眼 112 400 03 總計(jì) 28 4采煤方法41采煤方法的選擇為了選擇合理的采煤方法必須詳細(xì)研究煤層的賦存條件和地質(zhì)特征并考慮實(shí)習(xí)礦井實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)莊礦區(qū)結(jié)合設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況以及現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件設(shè)計(jì)采用機(jī)械化回采工藝傾斜長壁采煤法用全部跨落法處理采空區(qū)布置采區(qū)巷道是為了把回采工作面與主要開拓巷道聯(lián)系起來構(gòu)成運(yùn)輸通風(fēng)動(dòng)力供應(yīng)材料供應(yīng)等系統(tǒng)保證工作面聯(lián)續(xù)不斷的生產(chǎn)本區(qū)位于井田中央至井田部邊界之間區(qū)內(nèi)劃分為個(gè)傾向長度m走向長1125m具前所述工作面長度定為1m回采巷道寬m本區(qū)劃分為個(gè)每個(gè)走向長度為m采用煤柱護(hù)巷技術(shù)由于開采的煤層為厚煤層且回采巷道的服務(wù)年限較短根據(jù)煤層賦存條件可以知道頂?shù)装鍘r石比較穩(wěn)定維護(hù)條件較好所以決定將回采巷道布置在煤層中為了減少煤層厚度的損失回采巷道和采煤工作面開切眼均應(yīng)沿煤層板布置回風(fēng)巷用斜巷與回風(fēng)大巷聯(lián)接運(yùn)輸巷用進(jìn)風(fēng)行人斜巷與大巷聯(lián)接絞車房應(yīng)選擇在圍巖穩(wěn)定無淋水礦壓小和容易維護(hù)的地點(diǎn)在滿足施工機(jī)械安裝和提升運(yùn)輸要求前提下絞車房應(yīng)盡量靠近變坡點(diǎn)以減少工程量絞車房采用三角架進(jìn)行安裝絞車房的高度一般在3～45m斷面形狀和支護(hù)設(shè)計(jì)為半圓拱型采用錨噴支護(hù)噴厚100mm工作面輔助運(yùn)輸采用絞車牽引變電所區(qū)變電所是采區(qū)供電的樞紐由于低壓輸電的電壓降較大故合理的確定采區(qū)變電所位置及尺寸是保證采區(qū)正常生產(chǎn)減少工程費(fèi)用的重要措施采區(qū)變電所應(yīng)設(shè)在巖層穩(wěn)定無淋水礦壓小及通風(fēng)良好的地點(diǎn)并位于采區(qū)電負(fù)荷中心布置在回風(fēng)大巷和運(yùn)輸大巷之間間故變電所形式采用形布置同時(shí)采區(qū)工作面考慮采用移動(dòng)變電站變電所應(yīng)采用不可燃材料支護(hù)煮好采用錨噴支護(hù)底板應(yīng)采用100號混泥土鋪地并高出臨近的巷道200-300和具有3‰的坡度同時(shí)在通道5范圍內(nèi)應(yīng)采用不可燃材料支護(hù)硐室內(nèi)一般不設(shè)電纜溝電纜沿墻敷設(shè)電纜穿過密閉處需要套管保護(hù)在硐室和通道的連接處必須裝設(shè)向外開的防火柵欄兩用門區(qū)掘進(jìn)巷道及其煤巷統(tǒng)計(jì)見表4－1表4－2表4－1區(qū)掘進(jìn)巷道統(tǒng)計(jì)表4－2區(qū)煤巷統(tǒng)計(jì)表根據(jù)區(qū)生產(chǎn)能力區(qū)巷道布置煤層賦存條件選擇確定巷道的掘進(jìn)方法為綜掘當(dāng)某一回采工作面將要采完時(shí)須把一個(gè)接替回采工作面準(zhǔn)備好以確保工作面的正常生產(chǎn)故需要配置足夠的巷道掘進(jìn)隊(duì)并安排好掘進(jìn)工作面的接替采掘工作面的比例關(guān)系頭面比計(jì)算方法如下N掘進(jìn)工作面回采工作面頭面比t1機(jī)械安裝時(shí)間采個(gè)月t2工作面?zhèn)溆脮r(shí)間按半月計(jì)th回采工作面所需時(shí)間月Lg區(qū)段內(nèi)回采工作面沿走向全長mVh回采工作面月速度m月tj掘進(jìn)工作面所需時(shí)間月In接替工作面的巷道長度mVj巷道的掘進(jìn)速度m月又因?yàn)閠1＝t2＝05com產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)包括區(qū)內(nèi)的煤矸石材料和設(shè)備的運(yùn)輸路線1煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)采工作面的煤炭皮帶巷井底中央煤倉主井提升至地面2運(yùn)料排矸系統(tǒng)區(qū)內(nèi)以軌道巷及材料斜巷構(gòu)成輔助運(yùn)輸系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著設(shè)備材料矸石和人員的運(yùn)輸任務(wù)工作面所需材料副井井底車場軌道采區(qū)上部車場區(qū)段軌道巷采工作面矸石運(yùn)輸由巖巷掘進(jìn)工作面往外運(yùn)的方向與上述方向剛好相反運(yùn)料排矸系統(tǒng)均采用1t的固定式礦車運(yùn)輸3通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)區(qū)巷道布置及生產(chǎn)安排主要進(jìn)風(fēng)巷巷主要回風(fēng)巷為軌道巷通風(fēng)路線副井井底車場軌道區(qū)段運(yùn)輸巷采工作面軌道巷風(fēng)井4排水系統(tǒng)根據(jù)區(qū)巷道布置工作面污水經(jīng)水溝流至再經(jīng)由井下中央泵房排至地面5供電系統(tǒng)高壓電纜由井底中央變電所經(jīng)運(yùn)輸大巷至區(qū)變電所經(jīng)降壓后的低壓電通過由低壓電纜分別引向回采和掘進(jìn)工作面的配電點(diǎn)以及運(yùn)輸巷輸送機(jī)軌道巷絞車等用電地點(diǎn)6供水系統(tǒng)采掘工作面及運(yùn)輸巷輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)所需的防塵噴霧用水由地面儲(chǔ)水池以專用管道送至采區(qū)用水地點(diǎn)在確定采煤方法及回采工藝的類型的基礎(chǔ)上對首采區(qū)首先投產(chǎn)工作面回采工藝設(shè)計(jì)回采工藝設(shè)計(jì)主要包括機(jī)械設(shè)備選型確定作業(yè)方式確定支護(hù)方式和采空區(qū)處理方法繪制機(jī)械配備平剖面圖編制循環(huán)圖表及工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表表4－3采面主要設(shè)備表序號 設(shè)備名稱 型號 數(shù)量 1 采煤機(jī) 1 2 刮板輸送機(jī) 1 3 液壓支架 140 4 乳化液泵臺(tái) 1 5 端頭支架 ZT9001838 200 6 順槽轉(zhuǎn)載機(jī) SZD-73075 2 7 移動(dòng)變電站 KSGZY 1 8 噴霧泵站 XPB-25055 1 工作面長度為1m煤層傾角平均為°頂?shù)装宥急容^穩(wěn)定向長度為m煤厚為m故采用全部垮落法管理頂板機(jī)械配備平剖面圖見下圖圖－圖4－機(jī)械配備平剖面圖采工作面一般以割煤移架推溜三個(gè)主要工序?yàn)橹骶€完成這三個(gè)工序即為完成一個(gè)循環(huán)故常布置多循環(huán)方式組織作業(yè)在冊人數(shù)為100人勞動(dòng)組織表見表4－在安排作業(yè)方式時(shí)必須把機(jī)械設(shè)備檢修作為綜采的一個(gè)工序適當(dāng)安排保證檢修時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)備檢修能力組織兩班采煤一班準(zhǔn)備的三班作業(yè)制表4－勞動(dòng)組織表高檔普采工作面生產(chǎn)割煤和移架平行作業(yè)無須單獨(dú)回柱放頂時(shí)間因此準(zhǔn)備班的工作量不是太大主要是檢修設(shè)備更換易損零部件前移轉(zhuǎn)載機(jī)回收運(yùn)輸和回風(fēng)巷支架平巷超前支護(hù)工作在工作面還有如加固煤壁扶正支架整理工作面端頭等但這些工作可以平行進(jìn)行一般一班即可順利完成循環(huán)作業(yè)圖表見圖4－35礦井運(yùn)輸提升及排水51礦井運(yùn)輸com輸系統(tǒng)和運(yùn)輸方式的確定1井下運(yùn)輸系統(tǒng)根據(jù)礦井井下開拓系統(tǒng)和區(qū)回采工作面的布置確定煤炭矸石材料設(shè)備和人員在內(nèi)的運(yùn)輸系統(tǒng)如下⑴煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)采工作面的煤炭巷井底中央煤倉主井提升至地面⑵設(shè)備材料和人員的運(yùn)輸系統(tǒng)副井罐籠中的設(shè)備材料人員井底車場大巷區(qū)段回風(fēng)平巷采工作面⑶矸石運(yùn)輸系統(tǒng)掘進(jìn)工作面出的矸石軌道巷軌道井底車場由副井提至地面2井下運(yùn)輸方式大巷礦車運(yùn)煤輔助運(yùn)輸區(qū)巷運(yùn)輸順槽皮帶工作面可彎曲刮板機(jī)com輸設(shè)備的選型采區(qū)主要設(shè)備主要包括回采工作面的主要運(yùn)煤設(shè)備矸石運(yùn)料運(yùn)輸設(shè)備其設(shè)備類型主要由地質(zhì)特征開拓系統(tǒng)開采方法運(yùn)輸傾角運(yùn)距運(yùn)量和瓦斯等條件來決定對于區(qū)運(yùn)輸設(shè)備原則上不必進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算直接從有關(guān)設(shè)備技術(shù)特征表中選用即可區(qū)設(shè)備選型時(shí)運(yùn)輸設(shè)備的小時(shí)生產(chǎn)能力的確定依據(jù)是回采工作面可彎曲刮板輸送機(jī)小時(shí)運(yùn)輸能力應(yīng)大于回采工作面采煤機(jī)設(shè)計(jì)的小時(shí)生產(chǎn)能力同時(shí)不應(yīng)小于回采工作面的小時(shí)運(yùn)輸能力考慮到實(shí)際情況所選擇的采區(qū)工作面的刮板輸送機(jī)型號為膠帶輸送機(jī)的型號為com輸設(shè)備大巷一般采用軌道運(yùn)輸并選用標(biāo)準(zhǔn)礦車牽引設(shè)備一般采用電機(jī)車小型礦井亦可采用無機(jī)繩運(yùn)輸大型礦井采區(qū)生產(chǎn)集中礦井一翼走向長度小于2Km條件適合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)越時(shí)可采用膠帶輸送機(jī)礦車類型應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力選擇考慮將來的增產(chǎn)因素決定選用底卸式礦車輔助運(yùn)輸可選用1噸固定礦車和平板車材料車和人車等輔助車輛com成的計(jì)算在確定電機(jī)車粘著質(zhì)量及礦車形式之后可以根據(jù)運(yùn)輸條件計(jì)算列車組成列車組成的計(jì)算按三個(gè)條件來確定分別為⑴按電機(jī)車的粘著質(zhì)量⑵按牽引電動(dòng)機(jī)的允許溫升⑶按列車的制動(dòng)條件分別計(jì)算如下⒈按電機(jī)車的粘著力條件計(jì)算式中P機(jī)車粘著重量tQzh重車組質(zhì)量tψ機(jī)車粘著系數(shù)啟動(dòng)ψ024Wzh重列車起動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)取00105I軌道線路平均坡度i3‰列車起動(dòng)時(shí)的加速度004ms2表5－1架線式電機(jī)車主要技術(shù)特征表型號 粘著質(zhì)量t 軌距mm 軸距mm 速度Kms 配套電機(jī) 外形尺寸 型號 功率Kw 電壓V ZK106250 10 600 1100 11 ZQ21 21 250 4500×1060×1550 表5－2礦車主要技術(shù)特征表名稱 型號 名義載重t 最大載重t 軌距mm 軸距mm 緩沖器 外形尺寸mm 自重Kg 3t底卸式礦車 MD336 3 600 1100 雙列彈簧式 3450×1400×1200 1800 1t固定箱式礦車 MGC116A 1 600 550 單列彈簧式 2000×880×1150 592 1t平板車 MP16A 1 2 600 550 單列彈簧式 2000×880×1150 464 1t材料車 MC16A 1 2 600 550 單列彈簧式 2000×880×1150 494 ＝134-10＝124t⒉按牽引電動(dòng)機(jī)允許溫升條件計(jì)算Fch電機(jī)車長時(shí)牽引力NP機(jī)車重量α電機(jī)車調(diào)車時(shí)的電能消耗系數(shù)取125T機(jī)車往返一次的運(yùn)行時(shí)間minθ列車往返一次的運(yùn)行時(shí)間minWzh重列車運(yùn)行阻力系數(shù)取0007id等阻力坡度一般為2‰3‰取2‰g重力加速度取98ms2其中式中列車往返一次的運(yùn)行時(shí)間min加權(quán)平均運(yùn)距Km取1Km重列車的運(yùn)行速度Kmh取6Kmh空列車的運(yùn)行速度Kmh取8Kmh＝23minθ列車往返一個(gè)循環(huán)中的休止時(shí)間min取θ＝5min＝331t⒊按列車制動(dòng)條件計(jì)算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》列車制動(dòng)距離制動(dòng)時(shí)不得超過40m在車組重量計(jì)算時(shí)一般只按運(yùn)送物料下坡制動(dòng)不超過40m計(jì)算列車開始制動(dòng)時(shí)速度等于長時(shí)速度則制動(dòng)時(shí)的減速度為機(jī)車長時(shí)制運(yùn)行速度取10Kms制動(dòng)距離運(yùn)送物料時(shí)取40m按制動(dòng)條件計(jì)算車組重量的最大值是重車組質(zhì)量tP機(jī)車重量tψ機(jī)車制動(dòng)時(shí)粘著系數(shù)取ψ024重列車運(yùn)行的阻力系數(shù)取0007I軌道的平均坡度取i＝3‰b列車制動(dòng)時(shí)的加速度ms2＝249t⒋列車中礦車數(shù)量的確定式中距三個(gè)約束條件確定的車組質(zhì)量中最小者tGG0分別為礦車的載重或自重t＝24臺(tái)com臺(tái)數(shù)的計(jì)算⒈機(jī)車的加權(quán)平均周期運(yùn)行時(shí)間加權(quán)平均運(yùn)距Km取1Km重列車的運(yùn)行速度Kmh取6Kmh空列車的運(yùn)行速度Kmh取8Kmhθ列車運(yùn)行一個(gè)循環(huán)中休止時(shí)間min取5min＝133105＝29min⒉每臺(tái)機(jī)車每班可能運(yùn)行次數(shù)次班式中一個(gè)工作班內(nèi)的運(yùn)輸工作時(shí)間運(yùn)人取時(shí)取75h機(jī)車的加權(quán)平均周期運(yùn)行時(shí)間min＝16次班⒊班產(chǎn)量Ab＝A1A2Ant班式中A1A2An各帶區(qū)的班產(chǎn)量t班⒋每班所需運(yùn)送貨載總次數(shù)每班矸石產(chǎn)量t班生產(chǎn)不均勻系數(shù)?。?35一列礦車的礦車數(shù)取2輛礦車載重取3t＝02＝02×1565＝313t班所以＝36次班⒌每班運(yùn)送總次數(shù)取1所以＝361＝37次班⒍工作機(jī)車臺(tái)數(shù)＝3716＝23臺(tái)取3臺(tái)⒎備用與檢修臺(tái)數(shù)＝025×3＝075臺(tái)取1臺(tái)⒏所需機(jī)車總臺(tái)數(shù)＝31＝4臺(tái)52礦井提升com據(jù)根據(jù)本礦井的實(shí)際情況主井作為礦井的提升井擔(dān)負(fù)全礦井煤的提升升系統(tǒng)能力0Mta礦井工作制度三八制年工作日330d日提升小時(shí)16h井口標(biāo)高10702m大巷標(biāo)高-140m箕斗裝載點(diǎn)標(biāo)高-146m箕斗卸載點(diǎn)標(biāo)高122m提升高度m型號JDS9110×4載荷9000kg質(zhì)量11600kgcom備的選型計(jì)算⒈主立井提升容器確定⑴一次合理提升式中A礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力tc提升不均衡系數(shù)箕斗井為11～115取115提升富裕系數(shù)第一水平取120t日提升小時(shí)數(shù)取16hn年工作日數(shù)取330d一次循環(huán)時(shí)間sH提升高度m箕斗井礦井開采水平垂直深度m卸載水平至井口水平距離m取m裝載水平至井底車場水平距離m取m最大提升經(jīng)濟(jì)速度其中加速度取075U箕斗在曲軌上減速與爬行所需的附加時(shí)間取u10s休止時(shí)間s取θ＝s表5－箕斗休止時(shí)間箕斗規(guī)格t 5及以下 5～9 12 16 20 休止時(shí)間s 8 10 12 16 20 ＝152476＝268m＝＝655ms＝＝696s所以＝23t⑵選擇提升容器規(guī)格尺寸根據(jù)Q值及煤的松散容重即可選用t標(biāo)準(zhǔn)箕斗根據(jù)表中斗箱有效容積計(jì)算一次實(shí)際提升量式中式中煤的松散容重取其中147為煤的容重為碎脹系數(shù)取11箕斗容積滿度系數(shù)取09＝＝134tm3所以Q09＝531t根據(jù)箕斗實(shí)際提升量選副立井主要擔(dān)負(fù)提升人員材料設(shè)備矸石的任務(wù)根據(jù)輔助運(yùn)輸設(shè)備和井下矸石量初步選擇罐籠型號為GDS－1×275×4型1t礦車雙層四車罐籠其自重為7t要求最大班工人下井時(shí)間一般不超過40min最大班凈作業(yè)時(shí)間一般不超過5h包括提人材料矸石其中升降工人時(shí)間按工人下井時(shí)間的15倍升降其它人員時(shí)間按升降工人的20％提升矸石按日出矸量的50％升降坑木支架按日需量的50％⑴下井人數(shù)的確定因?yàn)樵摰V年產(chǎn)量為萬噸且工作制度為三八制二班半采煤半班準(zhǔn)備所以該礦總工作人員為＝455其中管理人員占10％為人井下工人為人所以下井最大工人數(shù)人⑵用提升人員進(jìn)行驗(yàn)算單層罐籠每次升降5人及以下時(shí)其休止時(shí)間為20s超過5人每增加1人增加1s雙層罐籠升降人員如兩層中的人員可同時(shí)進(jìn)出罐籠時(shí)休止時(shí)間比單層罐籠增加2s信號練習(xí)時(shí)間當(dāng)人員由一個(gè)水平出罐時(shí)休止時(shí)間比單層增加一倍另加6s換置罐籠時(shí)間式中每罐提升人數(shù)24人最大作業(yè)班下井人數(shù)人提升加速度取07ms2＝25415＝269m其中礦井開采水平垂直深度m卸載水平至井口水平距離取m穩(wěn)罐附加時(shí)間?。?sθ上下人員休止時(shí)間取s＝413137人滿足要求⑶以最大班凈作業(yè)時(shí)間6小時(shí)驗(yàn)算式中每日矸石提升量每次矸石提升量t＝865min②升降其他人員的時(shí)間02×min＝22min02×＝02×22＝44min③下坑木支架按日需量的50計(jì)算取05h＝30min④下炸藥24次取3次保健車24次取3次運(yùn)送設(shè)備510次取8次其他510次取8次則總計(jì)3388＝22次22×15201s＝558min總作業(yè)時(shí)間為4430558＝177min＝295h6h滿足要求⒊提升鋼絲繩的選擇計(jì)算⑴提升鋼絲繩的繩端荷重Qd箕斗提升時(shí)Qd＝2gN罐籠提升時(shí)Qd＝〔Q22GG0〕gNQd鋼絲繩繩端荷重NQ2提升容器箕斗或罐籠的質(zhì)量kgQ一次提升量kg2每次提升的礦車數(shù)G礦車中的裝載質(zhì)量kgG0礦車的質(zhì)量kgG重力加速度98Nkg⑵鋼絲繩最大懸垂度Hc＝H＋Ht＋HkˊmHc尾繩環(huán)的高度mH＝Hg＋15ss提升鋼絲繩的中心距mHg過卷高度取mHt提升高度mHt＝Hz＋Hs＋HxHz裝載水平至井下運(yùn)輸水平的高度取mHx卸載水平至井口的高度取mHs井筒深度mHkˊ提升容器在卸載位置時(shí)容器底部至主導(dǎo)輪軸的高度Hk′Hr＋Hg＋h＋H2xHr容器全高mh導(dǎo)向輪中心距樓板層面高度h＝075RR導(dǎo)向輪半徑mH2x主導(dǎo)輪中心至導(dǎo)向輪中心的高度m根據(jù)所選提升容器查表得箕斗全高為1m罐籠全高為10m按《煤礦安全規(guī)程》第397條表6規(guī)定過卷高度取m即Hg＝m根據(jù)井筒斷面布置和所選容器的外形尺寸可知罐籠提升的提升鋼絲繩的中心距為0mm箕斗提升的提升鋼絲繩的中心距為1mm根據(jù)主導(dǎo)輪直徑為28m查表可知H2x＝5m且主導(dǎo)輪半徑為R＝14m①對于箕斗井H＝Hg＋15s＝15×165＝mHt＝Hz＋Hs＋Hx＝25415＝mHk′Hr＋Hg＋h＋H2x＝65075×145＝2m所以Hc＝H＋Ht＋Hkˊ＝275235＝m②對于罐籠井Hh＝Hg＋15s＝1015×174＝1261mHt＝Hz＋Hs＋Hx＝25415＝mHk′Hr＋Hg＋h＋H2x＝10075×145＝m所以Hc＝H＋Ht＋Hk＝126123＝⑶確定鋼絲繩每米質(zhì)量PKgm罐籠提升PKgm式中鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度Pa鋼絲繩密度Kgm3n鋼絲繩數(shù)目g重力加速度ms2ma提升鋼絲繩的安全系數(shù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定當(dāng)鋼絲繩懸垂長度不大于1200m時(shí)按下列公式計(jì)算ma專為升降物料時(shí)ma＝72-00005人員和物料混合提升時(shí)ma＝92-00005同時(shí)鑒于我國立井多采用抗拉強(qiáng)度為1550Nmm2和1700Nmm2兩種鋼絲繩不妨取鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度＝1700Nmm2＝1700×106Pa查表并計(jì)算可得鋼絲繩密度為9350Kgm3①對于主井箕斗井＝72-00005×308＝705所以＝Kgm②對于副井罐籠井ma＝92-00005＝92-00005×311＝904＝15Kgm根據(jù)計(jì)算出的P值主井提升鋼絲繩決定選用繩6×19股16繩纖維芯直徑為245mm的鋼絲繩其參考質(zhì)量為2165Kg100m鋼絲破斷拉力總和為355000N副井提升鋼絲繩決定選用繩18×7股16繩纖維芯直徑為280mm的鋼絲繩其參考質(zhì)量為2996Kg100m鋼絲破斷拉力總和為496500N⑷驗(yàn)算鋼絲繩的安全系數(shù)箕斗提升時(shí)1083705罐籠提升時(shí)1682904所以鋼絲繩的安全系數(shù)均能滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求提升機(jī)的選擇是在確定主導(dǎo)輪直徑口和鋼絲繩最大凈張力差Fe后查提升機(jī)特征表確定的根據(jù)《安全規(guī)程》規(guī)定摩擦式提升機(jī)的主導(dǎo)輪直徑D與鋼絲繩直徑d之比應(yīng)符合下列要求有導(dǎo)向輪時(shí)D≥90d⑵鋼絲繩最大靜張力Ff的計(jì)算對于等重尾繩及輕尾繩提升系統(tǒng)的FfFf＝〔Q2QnpHk′HtnHh〕×gN〔53104×2165×22754×2×9〕×98＝N罐籠提升時(shí)Ff＝〔Q22GG0npHk′HtnHh〕gN＝〔70002×10005924××22754××1261〕×98＝13N⑶鋼絲繩作用在主導(dǎo)輪上的最大靜張力差FcFc＝〔Q｜ΔHt｜〕g＝0×98＝N罐籠提升時(shí)Fc〔4GΔH1〕g＝4×10001×98＝39210NΔ提升鋼絲繩與平衡尾繩總單位質(zhì)量之差對于等重尾繩的提升系統(tǒng)Δ＝0上式中Δ取其絕對值⒌電動(dòng)機(jī)容量選擇式中K礦井提升阻力系數(shù)箕斗井取115罐籠井取12減速器傳動(dòng)效率取092P動(dòng)負(fù)荷影響系數(shù)P＝12－14V提升速度V＝04＝594Kw 根據(jù)計(jì)算功率選定提升機(jī)型號為JKM－284I其性能特征如下主導(dǎo)輪直徑28m導(dǎo)向輪直徑25m鋼絲繩最大凈張力差為90KN鋼絲繩允許最大直徑為28mm最大提升速度118ms減速器的速比115最大扭距為133KNm電動(dòng)機(jī)功率為1000Kw最大允許功率計(jì)算值為720Kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為630rmin最大轉(zhuǎn)數(shù)750rmin傳動(dòng)方式為單電機(jī)傳動(dòng)·m礦井充水方式為直接充水目前礦井年平均正常涌水量在65m3min上下取60m3min預(yù)算―330m以淺水平正常涌水量為77m3min充水后采掘工程受水害影響較嚴(yán)重礦井安全受水害威脅防治水工程量較大難度較高防治水的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果一般比照煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)礦井水文地質(zhì)類型宜定為復(fù)雜偏極復(fù)雜本礦屬于沒與瓦斯突出礦井礦井排水系統(tǒng)見圖5－1圖5－1礦井排水系統(tǒng)簡圖QB′＝＝12Qm3h式中QB′水泵最小排水量m3hQ礦井正常涌水量m3h12×60×60＝m3h最大涌水量時(shí)QBr′＝＝12QBr′m3h式中Qr礦井最大涌水量m3hQBr′＝12××60＝m3h⑵水泵揚(yáng)程的計(jì)算式中排水高度取井筒垂深m吸水高度取5m管道效果豎井取089－09⑵水泵形式及臺(tái)數(shù)的確定《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定主排水泵的選擇必須能使水泵總能力在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的正常涌出量備用水泵不少于工作水泵的70并且工作水泵和備用水泵的總能能在20小時(shí)排出24小時(shí)最大涌出量檢修水泵臺(tái)數(shù)按工作水泵臺(tái)數(shù)25設(shè)置取偏上整數(shù)水泵型號的確定本礦井正常涌出量為m3h水泵最小排水量為420m3h礦井水的PH7由《礦山固定機(jī)械》查得本礦井可選用水泵型號為DS450100×6見水泵特征表5－3表5－3DS450100×7水泵特征表型號 流量m3h 揚(yáng)程 轉(zhuǎn)速rpm 吸程m 放率 配帶電動(dòng)機(jī) 口徑mm 重量 型號 功率 吸入 吐出 DS450-100×6 600 504 2980 5 71 JKZ-1250 1250 300 250 3500 《安全規(guī)程》規(guī)定必須由工作和備用的水管其中工作水管的能力應(yīng)配合工作水泵在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的正常涌水量工作和備用水管的總能力且能配合工作和備用水泵在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的最大涌水量因此設(shè)計(jì)中主排水管敷設(shè)兩趟一趟工作一趟備用dp′m式中v排水管流速v＝15－22ms取v＝2ms所以dp′＝0282m查表選用外徑為299mm的標(biāo)準(zhǔn)無縫鋼管壁厚15mm內(nèi)徑284mmm由此＝0307m查表選用外徑為325mm的標(biāo)準(zhǔn)無縫鋼管壁厚15mm內(nèi)徑310mmdp排水管內(nèi)徑取284mmC附加厚度取1mmKz鋼材許用應(yīng)力kgmm2m式中產(chǎn)品樣本上給出的允許吸上真空度m取額定工況時(shí)的吸水管中流速msms所選標(biāo)準(zhǔn)吸水管的內(nèi)徑m吸水管的阻力損失mm查表可知因＝310mm故＝205＝0028取＝10m＝＝181m最大吸水高度＝＝305m⑵求管道特性方程繪制管道特性曲線式中排水管阻力損失m排水管沿程阻力系數(shù)排水管中流速所選標(biāo)準(zhǔn)排水管內(nèi)徑m排水管上各管件局部阻力系數(shù)之和排水管長度m泵房里最遠(yuǎn)一臺(tái)泵排水管長取20m斜巷內(nèi)排水管長取20m井管內(nèi)管長取井筒深地面上排水管長取20m＝2020412320＝4723m＝284mm故＝0027＝205又因?yàn)椋?97ms所以＝1295mH＝417317×18112951＝44348m管道阻力系數(shù)式中所選泵的額定流量m3h所以＝1293×則管道特性方程為取不同的Q值求得相應(yīng)的值列表如下Qm3h 0 100 200 300 400 500 Hm 4173 4186 4225 4289 438 4496 i＝HHk＝44348100＝443取i＝5＝520m3h＝072＝1308Kw520m5－3－3＝161520h圖5－2水泵管道特性曲線＝115420h＝191ms式中水泵額定工況時(shí)的效率穩(wěn)定性式中H水泵流量為零時(shí)一級揚(yáng)程⑶驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率Kw式中傳動(dòng)效率直連時(shí)＝111～115富裕系數(shù)當(dāng)Q＞300m3h取11＝1138Kw1380Kw

6礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施61礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇com計(jì)的基本依據(jù)由地質(zhì)資料所述煤層的瓦斯含量高該礦井瓦斯礦井煤塵沒有爆炸危險(xiǎn)性無自然發(fā)火傾向現(xiàn)行礦井投產(chǎn)至今未見煤的自燃現(xiàn)象選擇通風(fēng)系統(tǒng)主要考查礦井開采技術(shù)條件和開拓開采設(shè)計(jì)同時(shí)盡可能地減少井巷工程量和通風(fēng)運(yùn)營費(fèi)設(shè)備運(yùn)輸及維修費(fèi)等經(jīng)濟(jì)問題同時(shí)還要根據(jù)上述問題思考是否要灌漿煤層注水及抽放瓦斯等⑴每一個(gè)生產(chǎn)礦井必須有至少兩個(gè)能行人的通達(dá)地面的安全出口各個(gè)出口之間的距離不得少于30m⑵進(jìn)風(fēng)井口必須布置在不受粉塵灰塵有害和高溫氣體浸入的地方⑶箕斗提升或裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒不應(yīng)兼作回風(fēng)井如果兼作回風(fēng)井使用時(shí)必須遵循下列規(guī)定①箕斗提升兼作回風(fēng)井時(shí)井上下裝卸井塔都必須有完善的封閉措施其漏風(fēng)率不超過15％并應(yīng)有可靠的降塵措施但裝有皮帶輸送機(jī)的井筒不得兼作回風(fēng)井②箕斗提升井或裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒兼作進(jìn)風(fēng)井時(shí)箕斗提升井筒中的風(fēng)速不得超過6ms裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒的風(fēng)速不得超過4ms并都有可靠的防塵措施保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒中還應(yīng)有裝有專用的消防管路⑷所有礦井都必須采用機(jī)械通風(fēng)主要扇風(fēng)機(jī)必須安裝在地面同一井口不宜選用幾臺(tái)主扇并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)主扇要用符合要求的防爆門⑸每個(gè)礦井必須有完整的獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)⑹采用多臺(tái)分區(qū)主扇通風(fēng)時(shí)總進(jìn)風(fēng)道的斷面不宜過?、嘶夭晒ぷ髅娴木蜻M(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)⑻井下火藥庫井下充電峒室必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流本設(shè)計(jì)井田傾向約km且煤層相對賦存較淺傾角較小屬于近水平煤層采用立井一水平上山加暗斜井二水平上山開拓傾斜長壁采煤法經(jīng)濟(jì)技術(shù)上綜合考慮擬采用中央邊界式通風(fēng)方式采用副井進(jìn)風(fēng)風(fēng)回風(fēng)結(jié)合設(shè)計(jì)礦井的情況通風(fēng)系統(tǒng)采用抽出式通風(fēng)方式抽出式主扇使井下風(fēng)流處于副壓狀態(tài)但一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)井下的風(fēng)流壓力提高有可能使采區(qū)瓦斯涌出量減少比較安全Qkj∑Qcj∑Qjj∑Qdj∑QgjKkjQkj礦井總進(jìn)風(fēng)量m3min∑Qcj采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量總和m3min∑Qjj掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和m3min∑Qdj獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和m3min∑Qgj礦井中除采煤掘進(jìn)和硐室以外其它井巷需在通風(fēng)量總和m3min