【文章內容簡介】 筒示意圖 22中國礦業(yè)大學采礦工程專業(yè)06本科生畢業(yè)設計 23中國礦業(yè)大學采礦工程專業(yè)06本科生畢業(yè)設計第三章 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限第一節(jié) 礦井工作制度一、礦井年工作日數(shù)的確定按自然年天數(shù)減去休假天數(shù)，本礦井設計年工作日數(shù)為330天。二、礦井工作制度的確定礦井工作制度設計采用“三八”工作制，即兩班采煤，一班準備，每班凈工作時間為8個小時。三、礦井每晝夜凈提升小時數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間16小時。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴建。因此本礦設計每晝夜凈提升時間為16小時。第二節(jié) 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限一、礦井生產(chǎn)能力的確定根林南倉礦井田范圍，煤炭儲量情況，地質構造較復雜，煤層生產(chǎn)能力情況，開采技術條件，應建設中型礦井，初步確定礦井設計生產(chǎn)能力為90萬t/年。二、礦井及第一水平服務年限的核算礦井服務年限的計算公式為： T= （）式中 T——礦井的服務年限，a； Zk——礦井的可采儲量，萬t； K——礦井儲量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設計生產(chǎn)能力，萬t/a。由第二章計算結果可知：礦井可采儲量為10704萬t，則礦井服務年限為 T== 60a以上結果符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》的規(guī)定。第一水平服務年限的計算公式為： T1= （）式中 T1——第一水平的服務年限，a； Zk1——第一水平的可采儲量，萬t； K——礦井儲量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設計生產(chǎn)能力，萬t/a。由第二章計算結果可知：第一水平可采儲量為4462萬t，則第一水平服務年限為 T1== 37a 30a以上結果符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》的規(guī)定。經(jīng)過礦井及第一水平服務年限的核算，二者均符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》之規(guī)定，因此最終確定礦井的生產(chǎn)能力為90萬t/a。第四章 井田開拓第一節(jié) 井田開拓的基本問題一、 采用立井多水平開拓方式，主井副井兩井筒分別位于井田中央，而風井位于井田邊界，采用中央邊界式，壓入式通風。二、 為了便于井田集中，合理利用相關設備，提高生產(chǎn)及工作效率，以及少占用土地，初步確定工業(yè)場地位于井田范圍之內，及主副井附近，采用矩形布置。三、 礦井采用兩個水平，標高為500和975米，一水平垂直高度為267米，二水平垂高為475米；一水平采用下山開采，二水平采用上山開采；四、 主要可采煤層為煤11，煤12；主要開拓巷道為一水平立井、硐室、主要石門和上山（采用3條），二水平的暗立井和上山，分別布置在煤12中，這樣可以減少煤質的影響，預防煤12水害事故，及早投入生產(chǎn)，見效益。五、 為合理開采深部煤層，降低煤炭損失，采用立井延伸至二水平，井底車場與一水平相同，大提方案與一水平相當。六、 本采區(qū)采用上行開采方式，即煤12與煤11聯(lián)合開采，主要因為煤11灰分較高，煤12煤質較好，達到良好的效益。第二節(jié) 礦井基本巷道一、 井筒：根據(jù)開灤其他礦井形式來看，一般采用圓形斷面，因此主副井、風井在這里也采用圓形，這樣便于管理和維護。（一）主井如圖45，主井井筒斷面形狀為圓形，凈直徑為5m，㎡，㎡，井深400m。井筒井壁為混凝土砌碹井壁，厚450mm，充填混凝土厚50mm。主井采用兩對9t多繩箕斗提煤。（二）副井如圖表1，副井井筒斷面形狀為圓形，， m2，井深406m。井筒井壁為混凝土砌碹井壁，厚550mm，充填混凝土厚50mm。副井布置一輛3t固定箱式礦車雙層兩車罐籠。副井設梯子間。（三）風井如圖47為圓形斷面，㎡， m2，風井井深251m。風井井筒井壁均為混凝土砌碹井壁，厚450mm，充填混凝土厚50mm。風井設梯子間。風速驗算如下表。表41 井筒風速驗算表井筒名稱風 量(m3/min)井筒斷面（m2）實際風速(m/s)允許風速(m/s)驗算結果最低最高副井井筒——8符合規(guī)定風井井筒——15符合規(guī)定（注：新鮮風流主要從副井進入井下，主井不作為進回風井，故其風速不需驗算；）通過驗算，風速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用井筒斷面滿足設計要求。二、井底車場（一）、井底車場的型式和布置形式井底車場采用副井臥式環(huán)行車場。圖41 井底車場示意圖（二）、驗算主、副井空重車線長度主井空重車線長度驗算由于井下煤炭采用膠帶輸送機運輸，所以，主井的空重車線不需驗算。副井空重車線長度驗算—9B，其外形尺寸為：345013001300（mm）（長寬高）。參考煤礦現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗，一列車一般為10輛礦車。而副井重車線長度為150m，空車線長度為200m，均大于1列車的長度，符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》的規(guī)定。（三）、調車方式設計采用頂推調車方式：電機車牽引重列車駛入車場調車線，電機車摘鉤，駛過道岔，經(jīng)錯車線，過道岔繞至列車尾部，將列車頂入副井重車線。然后，電機車經(jīng)過道岔進入副井空車線，牽引列車駛向石門、運輸大巷。（四）、各種峒室的布置 主排水泵房及水倉主排水泵房布置5臺水泵，2臺使用，2臺備用，一臺檢修。礦井正常涌水量為420m3/h，最大涌水量為600m3/h。水倉容量按容納8h礦井正常涌水量考慮，總容量為4800m3/h。 主變電所主變電所與主排水泵房聯(lián)合布置，經(jīng)通道與井底車場相通。 井底煤倉礦井一水平開采，井底煤倉設計確定采用圓形立倉，直徑6m，容量500t?；费b載硐室箕斗裝載硐室采用全上提式布置。主井井底清理撒煤硐室根據(jù)箕斗硐室的布置形式，主井井底清理撒煤硐室布置在副井井底車場水平，通過撒煤清理斜巷與輔助運輸大巷聯(lián)系，撒煤經(jīng)裝載斗車→ 翻籠 → 膠帶大巷煤流系統(tǒng)。爆破材料庫礦井主要巷道布置在巖層中，爆破材料用量較大，因此設計確定井下爆破材料庫容量為1500kg。其他硐室井底車場內還布置有等候室、水倉清理絞車硐室、消防材料庫及蓄電池機車檢修硐室等。副井井底車場擔負全礦輔助運輸任務，運量較小，所運輸?shù)闹饕O備不可拆件重量大，為此確定井底車場鋪軌采用33Kg/m軌型，鋼筋混凝土軌枕。三、 主要開拓巷道（一）、 布置層位輔助運輸大巷、膠帶輸送機石門基本上沿巖層布置，膠帶輸送機大巷沿煤層布置，局部為煤巖或半煤巖巷道，巷道坡度隨煤層而起伏，一般為0～5186。左右。（二）、巷道斷面及支護形式本設計中的主要開拓巷道有運輸大巷、軌道大巷、運輸石門、回風巷等。主要設備硐室采用現(xiàn)澆混凝土支護，掘進寬度為6000mm，高度為3600mm。（三）、各段巷道風速驗算各段巷道的通風驗算結果見下表。（四）、各段巷道風速驗算各段巷道的通風驗算結果見下表。表42 井巷風速驗算表巷道名稱風 量(m3/min)巷道斷面（m2）實際風速(m/s)允許風速(m/s)驗算結果最低最高井底車場——8符合規(guī)定軌道大巷——8符合規(guī)定運輸大巷6符合規(guī)定回風大巷——8符合規(guī)定（注：表中風量為通風容易及通風困難兩個時期通過各段巷道的最大風量。）通過驗算，風速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用巷道斷面滿足設計要求。四、巷道掘進及支護工藝（一）、各種開拓巷道均為巖石巷道，其掘進方式為鉆爆法，支護形式為錨噴支護。圖41 主井井筒斷面布置圖表43 主井井筒特征井型120萬t/a提升容器兩對9t長型箕斗多繩摩擦輪提升機井筒直徑5m井深400m凈斷面積㎡井筒支護混凝土砌碹厚450㎜充填混凝土厚50㎜基巖段毛斷面積㎡表土段毛斷面積㎡ 圖4 2 副井井筒斷面布置圖 表44 副井井筒特征井型90萬t/a提升容器一3t固定箱式礦車雙層兩車罐籠； 井筒直徑井深406m凈斷面積井筒支護混凝土砌碹厚550mm充填混凝土厚50㎜基巖段毛斷面積 m2表土段毛斷面積 m2 圖43 風井井筒斷面布置圖表45 風井井筒特征井型120萬t/a凈斷面積㎡井筒直徑基巖段毛斷面積㎡井深251m表土段毛斷面積㎡（二）、 井底車場采用主要存車線與大巷平行的臥式形式。根據(jù)經(jīng)驗各類存車線長度為：～，即電機車+礦車＝列車長＝+＝，此處采用8節(jié)礦車，；材料車場長度一般能容納15～20個，此處采用15個。主井不設計重輕線，采用皮帶到煤倉，進入箕斗。重車由大巷到石門過來進入重車線，裝入罐籠，升到井上，空車由罐籠卸下送到副井另一端，由繞道進入石門。井底車場附近布置有中央配電室和水倉。四、主要開拓巷道：井底車場石門采用砌碹和冒噴聯(lián)合支護，巷道斷面形狀為半圓拱形，，主要運輸大巷或上山、回風巷等都采用拱形棚梁，局部頂板不好鋪設金屬網(wǎng)打錨桿。主要斷面圖為：
圖44 皮帶運輸大巷斷面圖 圖4 5 軌道上山斷面圖圖45 總回風巷斷面圖第五章 準備方式——采區(qū)巷道布置第一節(jié) 煤層的地質特征一、 礦主采煤層為煤11和煤12，其中巷道布置主要繪制在煤12平面圖，相關情況可見圖紙。區(qū)域煤層較穩(wěn)定，煤層結構簡單，煤層傾角為15～25度；工業(yè)牌號為，氣煤，較軟，3，煤12頂板為灰色粉砂巖，巖性致密，性脆，水平層理，并含有大量的植物化石，老頂為淺灰～白色粗砂巖，層理不明顯，成分為高嶺土，遇水變軟，易風化；煤12底板為灰色～淺灰色細砂巖，并含有大量植物根化石，老底為中砂巖，水平層理，巖石堅硬。煤塵具有爆炸性，自燃發(fā)火期為45天到2個月，其中底板具有含水層。第二節(jié) 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)一、本設計采區(qū)的走向長度為2400多米，防水煤柱為65米，其他地方為80米，階段斜長為225米，階段煤柱為8米，數(shù)目為2～3個。二、本采區(qū)采用3條上山，分別布置在煤12中，分別為軌道上山，運輸上山和通風上山，在3條上山中可采用平巷聯(lián)絡，各區(qū)段平巷均按等高線，沿煤層走向布置。三、根據(jù)林南倉礦以往回采情況來看，采用上行開采對上層頂板破壞影響不大，故先采煤12，再采煤11；在煤12中布置2個回采工作面，其他采區(qū)為銜接，可布置其他開拓工程。工作面采用由上往下回采，即先采1121工作面，再采1124工作面，以此依次回采。四、線路（一）、 通風線路：新鮮風流由副井經(jīng)石門，到軌道上山，經(jīng)每一個工作面的下運，切眼，再到上風進入皮帶運輸上山，到回風大巷，由風井排出地面。（二）、 運輸系統(tǒng)：從工作面采出的煤由工作面上刮板輸送機輸出到下運的轉載機，到下運皮帶，再經(jīng)皮帶下山到石門，由石門中的皮帶運入煤倉，由主井箕斗提到地面。物料由副井經(jīng)石門到軌道上山，由各工作面區(qū)段回風平巷進入工作面。五、采區(qū)內掘進方法：對各工作面的區(qū)段巷道采用掘進機，巷頂鋪設小木板，局部破損地方輔助鋪設金屬網(wǎng)；對一些大巷、聯(lián)絡巷或上山由于坡度大，采用放炮掘進，各局部地點采用局部通風機，把新鮮風流引入迎頭。六、生產(chǎn)能力由本采區(qū)各回采工作面出煤量+各掘進頭出煤量+開拓出煤量+各硐室出煤量。七、 準巷道斷面圖圖 51 區(qū)段回風巷斷面圖 第三節(jié) 采區(qū)車場選型設計一、 采區(qū)車場形式：（一）、 采區(qū)上部車場采用平車場，礦車由軌道上山進入上部平石門段，再有平石門緩慢進入上風道；