【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)械化水平高； 輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車(chē)，因此設(shè)備方面有利于增大盤(pán)區(qū)尺寸，但本礦井為高瓦斯礦井，考慮通風(fēng)的需要，盤(pán)區(qū)尺寸不宜過(guò)大。 本井田 走向長(zhǎng) ， 傾斜寬 ～ ，開(kāi)采 3 號(hào)煤層， 3 號(hào)煤層厚度大，賦存穩(wěn)定。此外，井田 3 號(hào)煤層瓦斯含量高。 根據(jù)上述井田尺寸及 3 號(hào)煤層賦存條件，結(jié)合工作面生產(chǎn)能力和裝備水平，本著適當(dāng)加大盤(pán)區(qū)尺寸、增加工作面推進(jìn)方向長(zhǎng)度、盡量減少工作面搬家次數(shù)、提高工作面單產(chǎn)及效率的原則，并考慮到高瓦斯礦井回采、掘進(jìn)的通風(fēng)因素，設(shè)計(jì)確定工作面推進(jìn)方向長(zhǎng)度20203000m左右 。 結(jié)合礦井開(kāi)拓布置， 3號(hào)煤層 井下 分別 劃分為 兩 個(gè)盤(pán)區(qū)： 一盤(pán)區(qū)： 位于井田北部。 二盤(pán)區(qū)： 位于井田南部。 ○ 2 開(kāi)采順序 開(kāi)采順序?yàn)楸P(pán)區(qū)前進(jìn)式，即由靠近井筒的盤(pán)區(qū)向井田邊界推進(jìn)， 先開(kāi)采一盤(pán)區(qū)，等到一盤(pán)區(qū)開(kāi)采完后 .再進(jìn)行二盤(pán)區(qū)的開(kāi)采。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等的要求，主要巷道一般布置在巖層或非突出煤層中，并減少井巷揭穿突出煤層的次數(shù)。 根據(jù)井檢鉆及井田綜合柱狀等資料，在 3 號(hào)煤層底板約 14~25m 左右是一層全井田賦存比較穩(wěn)定的厚度 ，其下為主要標(biāo)志層 K5 石灰?guī)r，為弱富水性的碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層。根據(jù)上述條件，設(shè)計(jì)確定 3條主要大巷布置在距 3號(hào)煤層底板 20m 左右的砂質(zhì)泥巖中，下距 K5石灰?guī)r 5m 左右，盡量減少該含水層對(duì)巷道掘進(jìn)的影響。 3 條主要大巷自西向東分別為中央回風(fēng)大巷、中央膠帶輸送機(jī)大巷和中央輔助運(yùn)輸大巷，大巷間距 35m。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 本礦井采用斜井開(kāi)拓，工業(yè)場(chǎng)地布置主斜井、副斜井兩個(gè)井筒。井筒、大巷煤炭均采用膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸，井下輔助運(yùn)輸為無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸系統(tǒng)，材料、設(shè)備裝礦 車(chē)后通過(guò)副斜井到 +320m 水平井底車(chē)場(chǎng)，在換裝站換裝到無(wú)軌膠輪車(chē)后運(yùn)送到各使用地點(diǎn)。 （ 1） 井底車(chē)場(chǎng)形式 初步設(shè)計(jì)中井底車(chē)場(chǎng)標(biāo)高為 +327m，布置在 3 號(hào)煤層底板巖石中。根據(jù) 3 號(hào)、 4 號(hào)、 5號(hào)井檢鉆資料， 3 號(hào)煤層底板標(biāo)高分別為 +、 + 和 +，考慮到井底車(chē)場(chǎng)硐室多，尤其的換裝站硐室高度大，達(dá)到 8m左右，錨索可能穿透 3號(hào)煤層造成瓦斯噴出，故本次設(shè)計(jì)調(diào)整結(jié)合底板巖性情況，將副斜井井底車(chē)場(chǎng)標(biāo)高下調(diào) 7m 至 +320m，井底車(chē)場(chǎng)仍采用立式布置。 井底布置立式環(huán)形車(chē)場(chǎng)。掘進(jìn)矸石裝無(wú)軌膠輪車(chē)后， 在進(jìn)風(fēng)排矸立井井底車(chē)場(chǎng)換裝到 礦車(chē)上，通過(guò) 副斜井 提升到地面。 （ 2） 井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力 由于本礦井煤炭采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，由主井提升，井底車(chē)場(chǎng)主要擔(dān)負(fù)材料、設(shè)備、矸石、人員等輔助運(yùn)輸任務(wù)，且輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車(chē)，在換裝站換裝后直達(dá)使用地點(diǎn)，故車(chē)場(chǎng)的通過(guò)能力是非常富裕的，完全能夠滿足礦井初后期生產(chǎn)的需要。 （ 3） 井底車(chē)場(chǎng)硐室 ○ 1 主井生產(chǎn)系統(tǒng)硐室 初步設(shè)計(jì)中煤炭通過(guò)中央大巷膠帶輸送機(jī)到井底煤倉(cāng)，然后裝載到主斜井膠帶輸送機(jī)提升至地面。 由于井底車(chē)場(chǎng)附近 3號(hào)煤層標(biāo)高下降，初步設(shè)計(jì) 中主運(yùn)輸系統(tǒng)需 3 次揭煤：一是中央膠帶輸送機(jī)大巷由煤層底板穿過(guò) 3號(hào)煤層到井底煤倉(cāng)上口；二是井底煤倉(cāng)穿過(guò) 3 號(hào)煤層；三是通風(fēng)行人斜巷從副斜井井底車(chē)場(chǎng)穿過(guò) 3號(hào)煤層到井底煤倉(cāng)上口。揭煤次數(shù)多，不安全因素增加，且井底煤倉(cāng)穿過(guò) 3號(hào)煤層，涌出的瓦斯易于積聚形成危險(xiǎn)源，故本次設(shè)計(jì)變更取消井底煤倉(cāng)及及裝載硐室，采用大巷膠帶輸送機(jī)與主斜井膠帶輸送機(jī)直接搭接的方式，搭接硐室中心線距主斜井井底斜長(zhǎng) 25m。 維持主斜井井底清理撒煤硐室不變。 ○ 2 副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室主要包括：換裝站、主變電所、主排水泵 房、管子道、水倉(cāng)、膠輪車(chē)加油檢修硐室、消防材料庫(kù)等。 由于地質(zhì)報(bào)告中提供的礦井涌水量較大，為保證礦井生產(chǎn)安全，設(shè)計(jì)水倉(cāng)容量考慮較大的富裕系數(shù)，設(shè)計(jì)水倉(cāng)長(zhǎng)度 400m，凈斷面 12m2，有效容量約 4000m3。 主排水泵房留有擴(kuò)建的余地。 ○ 3 進(jìn)風(fēng)立井系統(tǒng)硐室 進(jìn)風(fēng)立井井底布置立式環(huán)行井底車(chē)場(chǎng)，車(chē)場(chǎng)鋪設(shè) 900 mm 軌距 30Kg 的軌道。裝滿矸石的礦車(chē)由牽引車(chē)由中央輔助運(yùn)輸大巷牽引至進(jìn)風(fēng)立井井底車(chē)場(chǎng)，由防爆柴油機(jī)車(chē)牽引 的礦車(chē)中運(yùn)至進(jìn)風(fēng)排矸立井井底，通過(guò)罐籠提升至地面。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 礦 井基本巷道 （ 1） 主斜井 井 筒 凈 寬 ，凈 斷面 ，傾角 16176。，斜長(zhǎng) 1706m，擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù) 、人員上下井和安全出口 。井筒內(nèi)裝備 B=1200mm膠帶輸送機(jī)， 并安設(shè)斜井架空乘人器，井筒內(nèi) 敷設(shè) 排水管路、 消防灑水管路、動(dòng)力電纜及 通信 電纜。 圖 22 主斜井井筒斷面圖 （ 2） 副斜井 井 筒 凈 寬 ，凈 斷面 ，傾角 20176。 ，斜長(zhǎng) 1356m，擔(dān)負(fù)全礦井 設(shè)備、材料、矸石等輔助 提升任務(wù) 兼安全出口 。井筒內(nèi) 鋪設(shè) 900mm 軌距、 43kg/m 的雙軌，裝備 1 臺(tái)Φ 4m單繩絞車(chē)提升大件，裝備 1臺(tái)Φ 3m 絞車(chē)負(fù)責(zé)日常材料的輔助提升，井筒內(nèi) 敷設(shè) 消防灑水管路、通信 電纜 等 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 圖 23 副斜井井筒斷面圖 （ 3） 回風(fēng)立井 井筒凈直徑 Φ ，凈斷面 ，井深 563m，擔(dān)負(fù) 礦井生產(chǎn)初期的回 風(fēng)任務(wù) ，井筒內(nèi)裝備封閉梯子間作為安全出口，并敷設(shè)瓦斯抽采管路、壓風(fēng)管路等。 圖 24 回風(fēng)立井井筒斷面圖 （ 1） 井底車(chē)場(chǎng)形式和布置形式 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 井底車(chē)場(chǎng)標(biāo)高為 +327m，布置在 3 號(hào)煤層底板巖石中。根據(jù) 3號(hào)、 4 號(hào)、 5號(hào)井檢鉆資料， 3 號(hào)煤層底板標(biāo)高分別為 +、 + 和 +，考慮到井底車(chē)場(chǎng)硐室多，尤其的換裝站硐室高度大，達(dá)到 8m 左右，錨索可能穿透 3 號(hào)煤層造成瓦斯噴出，故本次設(shè)計(jì)調(diào)整結(jié)合底板巖性情況，將副斜井井底車(chē)場(chǎng)標(biāo)高下調(diào) 7m 至 +320m，井底車(chē)場(chǎng)仍采用立式布置。 進(jìn)風(fēng)排矸立井采用罐籠裝載 礦車(chē)提升掘進(jìn)矸石，年提升量 15 萬(wàn) t 左右，井底布置立式環(huán)形車(chē)場(chǎng)。掘進(jìn)矸石裝無(wú)軌膠輪車(chē)后，在進(jìn)風(fēng)排矸立井井底車(chē)場(chǎng)換裝到 礦車(chē)上，通過(guò)罐籠提升到地面。 （ 2） 井底車(chē)場(chǎng)硐室 ○ 1 主井生產(chǎn)系統(tǒng)硐室 初步設(shè)計(jì)中煤炭通過(guò)中央大巷膠帶輸送機(jī)到井底煤倉(cāng)，然后裝載到主 斜井膠帶輸送機(jī)提升至地面。 由于井底車(chē)場(chǎng)附近 3號(hào)煤層標(biāo)高下降，初步設(shè)計(jì)中主運(yùn)輸系統(tǒng)需 3 次揭煤：一是中央膠帶輸送機(jī)大巷由煤層底板穿過(guò) 3號(hào)煤層到井底煤倉(cāng)上口；二是井底煤 倉(cāng)穿過(guò) 3 號(hào)煤層；三是通風(fēng)行人斜巷從副斜井井底車(chē)場(chǎng)穿過(guò) 3號(hào)煤層到井底煤倉(cāng)上口。揭煤次數(shù)多，不安全因素增加，且井底煤倉(cāng)穿過(guò) 3號(hào)煤層，涌出的瓦斯易于積聚形成危險(xiǎn)源，故本次設(shè)計(jì)變更取消井底煤倉(cāng)及及裝載硐室，采用大巷膠帶輸送機(jī)與主斜井膠帶輸送機(jī)直接搭接的方式，搭接硐室中心線距主斜井井底斜長(zhǎng) 25m。 維持主斜井井底清理撒煤硐室不變。 ○ 2 副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室主要包括：換裝站、主變電所、主排水泵房、管子道、水倉(cāng)、膠輪車(chē)加油檢修硐室、消防材料庫(kù)等。 井底水倉(cāng)布置在副斜井南側(cè)，入口與車(chē)場(chǎng)巷道相連。設(shè)計(jì)水倉(cāng)長(zhǎng)度 400m，凈斷面 12m2，有效容量約 4000m3。 主排水泵房留有擴(kuò)建的余地。 ○ 3 進(jìn)風(fēng)立井系統(tǒng)硐室 進(jìn)風(fēng)立井井底布置立式環(huán)行井底車(chē)場(chǎng)，車(chē)場(chǎng)鋪設(shè) 900 mm 軌距 30Kg 的軌道。裝滿矸石的礦車(chē)由牽引車(chē)由中央輔助運(yùn)輸大巷牽引至進(jìn)風(fēng)立井井底車(chē)場(chǎng)，由防爆柴油機(jī)車(chē)牽引 的礦車(chē)中運(yùn)至進(jìn)風(fēng)排矸立井井底，通過(guò) 罐籠提升至地面。 礦井主要運(yùn)輸巷有中央膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷。 （ 1） 中央膠帶輸送機(jī)大巷 沿 3 號(hào) 煤層底板 的穩(wěn)定巖層中 布置，巷道坡度隨煤層而起伏，一般為 1176。 左右 ，上倉(cāng)段 15176。 ，大巷內(nèi)裝備 B=1400mm 膠帶輸送機(jī)。巷道為 拱 形斷面，凈寬 5000mm， 墻 高 1500mm；采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，噴射混凝土厚度為 150mm，錨桿為樹(shù)脂錨桿，錨桿長(zhǎng)度 2400mm。 大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度為 100mm；凈斷面 ，掘進(jìn)斷面 。 （ 2） 中央 輔助運(yùn)輸大巷 一條 沿 3 號(hào) 煤層底板布置，巷道坡度隨煤 層而起伏，一般為 1176。 左右 ，采用無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸。巷道為矩形斷面，凈寬 5500mm，凈高 3500mm；采用錨噴網(wǎng) +錨索 支護(hù)，噴射混凝 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 土厚度為 100mm，錨桿為樹(shù)脂錨桿，錨桿長(zhǎng)度 2600mm，錨索長(zhǎng)度 ，間距 ，排距2m。 大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度為 200mm，凈斷面 ，掘進(jìn)斷面 。 另一條沿 3號(hào) 煤層底板 的穩(wěn)定巖層中 布置 ， 巷道為 拱 形斷面，凈寬 5400mm， 墻 高 1600mm；采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，噴射混凝土厚度為 150mm，錨桿為樹(shù)脂錨桿，錨桿長(zhǎng)度 2400mm。 大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度為 200mm；凈斷面 ，掘進(jìn)斷面 。 大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇 （ 1） 煤炭運(yùn)輸 目前國(guó)內(nèi)大中型礦井的大巷煤炭運(yùn)輸較為普遍地采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，其主要優(yōu)點(diǎn)如下： ○ 1 運(yùn)輸能力大，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，有利于實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效。 ○ 2 自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)集中管理，簡(jiǎn)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率和保證安全。 ○ 3 井底車(chē)場(chǎng)可以簡(jiǎn)化 ， 所需工程量少。 ○ 4 運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，占用人員 少，主輔運(yùn)輸互不干擾。 ○ 5 帶式輸送機(jī)能適應(yīng)煤層巷道的起伏變化，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。 因此，大巷運(yùn)輸確定采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方式。 （ 2） 輔助運(yùn)輸 礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)主要應(yīng)滿足以下要求：減少輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)及轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，減少輔助運(yùn)輸人員，提高運(yùn)輸效率。本礦井煤層為近水平煤層， 一條輔助運(yùn)輸大巷及膠帶輸送機(jī)大巷和回風(fēng)大巷均布置在 3 號(hào)煤層底板巖層中， 錨網(wǎng) 噴 支護(hù)，坡度一般 3～ 5176。，最大不超過(guò) 8176。 ，采煤方法為大采高綜采 ，巷道為 綜掘 機(jī)掘進(jìn) ， 機(jī)械化程度高、 推進(jìn) 速度快，用人、用料數(shù)量少。根據(jù)上述特點(diǎn)，需要 一種方便、靈活、快捷的輔助運(yùn)輸方式與之配套，以實(shí)現(xiàn)井下“ 一條龍 ” 式連續(xù)運(yùn)輸。 從本礦區(qū)相鄰礦井實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)看， 無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸在 3號(hào)煤層的開(kāi)采中 已得到 成功的應(yīng) 用， 亞美大寧、趙莊、寺河 等礦井輔助運(yùn)輸均采用了無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸方式 并在生產(chǎn)過(guò)程中取得了良好的效果 ，其優(yōu)點(diǎn)為： ○ 1 無(wú)軌膠輪車(chē)靈活、機(jī)動(dòng)、快速、轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少、可實(shí)現(xiàn)井下輔助材料、人員、設(shè)備長(zhǎng)距離 “ 一條龍 ” 連續(xù)直達(dá)運(yùn)輸； ○ 2 能適應(yīng)井下煤層巷道的起伏變化； ○ 3 輔助運(yùn)輸效率高 、勞動(dòng)強(qiáng)度低、占用人員少，輔助生產(chǎn)人員僅是傳統(tǒng)運(yùn)輸方式十分之一； ○ 4 可實(shí)現(xiàn)綜采工作面重型設(shè)備的快速搬家，一般只需 8～ 15天，提高了綜采設(shè)備的利用率； ○ 5 運(yùn)輸費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益好，據(jù)調(diào)查了解，其它輔助運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)營(yíng)費(fèi)一般約 5 元 /t，而無(wú)軌膠輪車(chē)的運(yùn)輸費(fèi)用為 元 /t，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 因此，結(jié)合本礦井的具體特點(diǎn)，設(shè)計(jì)確定井下輔助運(yùn)輸方式為無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸。 2． 煤炭運(yùn)輸設(shè)備選型 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 由于工作面生產(chǎn)能力大，大巷運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，普通帶式輸送機(jī)不能滿足要求，因此確定大巷 煤炭運(yùn)輸采用鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)。 在井下一采區(qū)布置一個(gè)厚煤層大采高綜采工作面，原煤通過(guò)中央大巷帶式輸送機(jī)運(yùn)至主斜井井底煤倉(cāng)，煤倉(cāng)容量約為 1500t。井底煤倉(cāng)下口設(shè)有一臺(tái)甲帶式給料機(jī)，原煤由給料機(jī)經(jīng)主斜井帶式輸送機(jī)提升至地面，進(jìn)入地面選煤廠，對(duì)原煤進(jìn)行洗選加工。 （ 1） 中央大巷帶式輸送機(jī)設(shè)備選型 中央大巷帶式輸送機(jī)的選型本著主要運(yùn)輸環(huán)節(jié)的能力滿足 ，結(jié)合大巷條件、煤倉(cāng)的緩沖能力、主運(yùn)輸設(shè)備的配套情況，以及工作面的峰值煤量 (工作面順槽設(shè)備能力 1300t/h，掘進(jìn)煤 200t/h)等因素 ，考慮同時(shí)來(lái)煤，為保證生產(chǎn)不間斷，故確定中央大巷帶式輸送機(jī)的運(yùn)量為 1500t/h。這樣可以保證礦井產(chǎn)量穩(wěn)定，事故率低。 （ 2） 中央大巷帶式輸送機(jī)的主要參數(shù)為： 中央大巷帶式輸送機(jī)主要參數(shù)： B=1400mm， Q=1500t/h， V=， δ =1176。～176?！?176。～ 176?！? 176?！? 0176。（共 6段變角度）， L水平≈ 2300m，總提升高度約為 43m。對(duì)幾種不同工況進(jìn)行計(jì)算，最后確定驅(qū)動(dòng)型式為頭部雙滾筒驅(qū)動(dòng)（功率配比1： 1），配 710kW 防爆電動(dòng)機(jī)二臺(tái)，電動(dòng)機(jī)型號(hào) YB630M14， CST750KS（防爆）型可控起 /停驅(qū)動(dòng)裝置兩套（速比 i=）。