【文章內(nèi)容簡介】 建井工期長；② 主井兼作回風(fēng)井，漏風(fēng)量大，井筒裝備腐蝕嚴(yán)重，井筒斷面需要加大，通風(fēng)費(fèi)用高。根據(jù)以上比較結(jié)果，本礦井初期開鑿三個井筒具有較多的優(yōu)點，故本設(shè)計推薦三個井筒方案，即礦井移交生產(chǎn)時開鑿主井、副井和風(fēng)井。主井擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)，裝備一對非標(biāo)25t箕斗，井筒深度為632 m；副井擔(dān)負(fù)全礦井的輔助提升和礦井主要進(jìn)風(fēng)任務(wù)，并兼作礦井的安全出口，其內(nèi)裝備一對3t底卸式礦車雙層單車罐籠，設(shè)梯子間、管路和線纜，深度為632m；風(fēng)井擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù)兼作安全出口，井筒內(nèi)設(shè)置梯子間和灌漿管路，井筒深度為632m。 水平劃分及水平標(biāo)高根據(jù)本井田的地質(zhì)條件可知，整個井田為緩傾斜、傾斜煤層，傾角在20～30。之間，煤層底板等高線分布在300～900m間，垂高達(dá)600m，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，當(dāng)?shù)V井劃分為階段開采時，其階段垂高宜為200～350m(緩傾斜、傾斜煤層)。因此本礦井宜劃分兩個或兩個以上的水平。下面以劃分兩個水平和三個水平進(jìn)行比較。方案一劃分兩個階段，兩個水平，以300～600為第一水平，600～900為第二水平；方案二劃分三個階段，三個水平，以300～500為第一水平，500～700為第二水平，700～900為第三水平。表19為不同水平劃分方案的階段參數(shù)。表19 水平劃分的階段參數(shù)方案 階段數(shù)目/個階段垂高/m兩個水平2300300三個水平3200200200根據(jù)第一水平必須滿足規(guī)定服務(wù)年限的要求，將兩方案比較如下表110：表110方案比較礦井設(shè)計生產(chǎn)能力(Mt／a)礦井設(shè)計服務(wù)年限(a)第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限(a) （煤層傾角＜25176。）規(guī)定必須達(dá)到的服務(wù)年限（a）兩個水平三個水平32191220482918643924顯然，當(dāng)劃分為三個水平時，其第一水平服務(wù)年限符合規(guī)定。而劃分為兩個水平時，考慮到目前井型向大型化發(fā)展，劃分三個水平顯然不合理，因此，水平劃分確定為兩個水平，即300～600為第一水平，600～900為第二水平。兩水平相關(guān)參數(shù)如下表111所示：表111 水平劃分序號開采范圍可采儲量（萬噸）服務(wù)年限（a）備注一300～60029符合規(guī)定的大于20a二600～90019 大巷布置方式本礦井為低瓦斯礦井，故運(yùn)輸大巷采用雙軌架線式電機(jī)車運(yùn)輸。運(yùn)輸大巷選取的運(yùn)輸設(shè)備為：ZK106/。選取24kg/m的鋼軌，鋼筋混凝土軌枕，混凝土道床。在人行道一側(cè)布置水溝，水溝深500mm，寬550mm。管子懸吊在人行道一側(cè)，電纜掛在非人行道側(cè)，通訊電纜掛在管子上方。 由于回風(fēng)大巷內(nèi)沒有機(jī)械設(shè)備通過，因此其斷面設(shè)計只需考慮通風(fēng)情況。 采區(qū)劃分及開采順序根據(jù)對煤層賦存條件，煤層開采條件及地質(zhì)構(gòu)造條件等諸因素分析后，采區(qū)劃分主要以落差較大斷層、煤層可采邊界等自然邊界作為采區(qū)劃分的主要依據(jù)。另外設(shè)計也考慮了采用綜合機(jī)械化對采煤工作面的要求，盡量發(fā)揮綜機(jī)效能。據(jù)此礦井劃分為1個采區(qū) 礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng) 井筒提升，采用一對立井開拓方式，裝備一對JDG6/754的標(biāo)準(zhǔn)箕斗，擔(dān)負(fù)礦井的煤炭提升任務(wù)；，裝備一對1噸礦車單層雙車普通罐籠，擔(dān)負(fù)礦井人員、設(shè)備、材料等輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井。1） 主井提升設(shè)備計算原則：在不加大提升機(jī)及井筒直徑的前提下，選擇較大的提升容器，以采用較低的提升速度，節(jié)省電耗。確定小時提升量Ah=式中： Ah——小時提升量，t／h；An——礦井年產(chǎn)量，60萬t／年；c——提升不均衡系數(shù)?！睹禾抗I(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：～；。；af——提升能力富裕系數(shù)，；br——年工作日，330天；t——日工作小時數(shù)，16h；代入數(shù)據(jù)計算得： =合理的提升速度在選擇提升容器時，一般都采用經(jīng)濟(jì)速度法，常用的經(jīng)濟(jì)提升速度為vm=(～) ，m/s式中 H——提升長度，666m。取vm=代入數(shù)據(jù)計算得：vm== m／s 估計一次提升循環(huán)時間TxTx=++ u +θ，s 式中： a——提升加速度，取a =／s2；u——爬行時間，箕斗可取10 s；θ——休止時間，查表得θ=20 s。代入數(shù)據(jù)計算得：Tx=124s一次合理提升量的確定Q==根據(jù)上述計算值，從箕斗規(guī)格表中選取型號為JDG6/754的標(biāo)準(zhǔn)箕斗表112 箕斗特征表箕斗型號裝載重量(t)自重(t)箕斗容積(m3)提升鋼絲繩直徑（mm）最大提升高度(m)JDG6/754632~501200 2） 選擇鋼絲繩按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，提升鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)的方法進(jìn)行計算。3） 計算鋼絲繩終端荷載F=(Q+Qz)sinα式中 F——鋼絲繩終端載荷，t；Qz——容器自重，；α——井筒傾角，90176。代入數(shù)據(jù)計算得：F=鋼絲繩懸長Hc=H=666m鋼絲繩單位長度重量P/P/≥，㎏／m式中 σB——鋼絲繩公稱對拉強(qiáng)度，18500㎏／cm2；ma——鋼絲繩安全系數(shù),《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，專門升降物料的鋼絲繩ma≥。代入數(shù)據(jù)計算得：P/≥根據(jù)計算結(jié)果，其特征見下表113：表113 鋼絲繩特征表鋼絲繩直徑㎜鋼絲直徑㎜鋼絲總斷面積㎜2參考重量㎏100m公稱抗拉強(qiáng)度㎏／㎜2破斷拉力總和㎏1701025004）選擇提升機(jī) 確定提升機(jī)滾筒直徑按鋼絲繩直徑d選擇 D≥80d=3200㎜按鋼絲繩中最粗的鋼絲直徑選擇 D≥1200δ=3120㎜式中 δ——鋼絲繩中最粗的鋼絲直徑，㎜。綜合上述結(jié)果，確定提升機(jī)滾筒直徑D=3200㎜。① 計算最大靜張力Fj和最大張力差Fc它們的值應(yīng)不小于提升機(jī)實際最大靜張力和最大張力差。Fj=(Q+Qz+PHc)sinα，㎏Fc= (Q +PHc)sinα，㎏代入數(shù)據(jù)計算得： Fj=㎏；Fc=㎏② 滾筒寬度驗算及選擇提升機(jī)專門升降物料的傾斜井筒應(yīng)采用多層纏繞的提升方式。B≥，㎜式中 n——摩擦圈數(shù)，n=3； n180?！鄬永p繞為避免長期咬繩而加的備用圈數(shù)，取為4；ε——相鄰兩繩圈的間隙寬度，一般取2～3㎜，㎜； D0——平均纏繞直徑，m D0=D+，mm式中 K——鋼絲繩纏繞圈數(shù)，取4；代入數(shù)據(jù)計算得：D0=3260mm ，B≥553㎜根據(jù)以上參數(shù)，從提升機(jī)表中選取型號為的提升機(jī)，其特征見下表114：表114 提升機(jī)特征表提升機(jī)型號卷 筒鋼 絲 繩鋼絲繩最大速度減速器及傳動比兩筒中心距總 重數(shù)量直徑寬度最大靜張力最大靜張力差個m㎏m／s㎜t2JK3/2023130008000ZHKR150201626 井下運(yùn)輸 1）井底車場① 井底車場形式的確定本礦井井下采用皮帶運(yùn)輸煤炭，+540m水平井底車場主要服務(wù)于副井輔助提升系統(tǒng)，根據(jù)一水平大巷位置及地面工業(yè)場地布置方式，設(shè)計采用環(huán)形立式車場。見圖2－5－1。② 主井裝載方式的確定本礦井為立井開拓方式，對主井裝載方式，采用上提式（水平之上）裝載，裝載點標(biāo)高+，裝載硐室高于+540m車場水平34m，利用傾角13176。30′上倉皮帶斜巷連接井底煤倉。③ 空重車線長度的確定，列車運(yùn)行及調(diào)車方式、車輛通過能力計算，10噸架線式電機(jī)車牽引，每列車由20輛礦車組成。輔助運(yùn)輸采用1噸固定式礦車，掘進(jìn)煤列車由30輛礦車組成，煤矸混合列車由19輛礦車組成，其中煤車6輛，矸石車13輛。井底車場設(shè)1噸翻車機(jī)處理掘進(jìn)煤。 ④ 井底車場硐室根據(jù)生產(chǎn)及安全需要，井底車場內(nèi)設(shè)以下硐室：中央變電所、中央水泵房、爆炸材料庫、蓄電池電機(jī)車充電及修理間、消防材料庫、調(diào)度室、等候室、主井井底撒煤清理、醫(yī)務(wù)室等硐室。 2）大巷運(yùn)輸本礦井回采工作面機(jī)械化程度高，為保證井下生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性，大巷煤炭運(yùn)輸采用膠帶機(jī)運(yùn)輸。大巷鋪軌采用600m軌距、30kg/m鋼軌，支拉板、固定道床。 3）采區(qū)運(yùn)輸本礦井設(shè)計同采工作面為兩個，每個工作面日產(chǎn)煤909t，工作面長度為180m，首采區(qū)煤層平均傾角23176。，根據(jù)以上條件，回采工作面采用SGW44A型可彎曲刮板輸送機(jī)，其技術(shù)特征見表115。表115 SGW44A型可彎曲刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表型號長度m運(yùn)輸能力t/h刮板鏈規(guī)格速度m/s刮板間距mm破斷拉力t力功率kwSGW40A180150d18641024≥3522區(qū)段運(yùn)輸平巷運(yùn)輸設(shè)備選擇本礦井生產(chǎn)工藝為高檔普采，其區(qū)段平巷的配套設(shè)備為SJ80型雙向伸縮帶式輸送機(jī)，其技術(shù)特征如表116。表116 SJ80型帶式輸送機(jī)技術(shù)特征表型號輸送量t/h輸送長度m帶速m/s傳動滾筒直徑 mm托輥直徑 mm帶寬mmSJ804008002500108800 礦井通風(fēng)通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)的選擇城郊二煤礦是低瓦斯礦井，根據(jù)井田內(nèi)的煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度及井田范圍等條件，在設(shè)計投產(chǎn)初期采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)。1）最大風(fēng)量根據(jù)按井下同時工作的最多人數(shù)計算，和按采煤、掘進(jìn)、硐室以及其他用風(fēng)巷道實際需風(fēng)量計算，后者大于前者，所以最后確定礦井需風(fēng)量為41 m3／s。最大及最小負(fù)壓礦井通風(fēng)容易時負(fù)壓： H01=礦井通風(fēng)困難時負(fù)壓： H02=選擇通風(fēng)機(jī)國內(nèi)目前礦井所用風(fēng)機(jī)分為軸流式和離心式兩大類通風(fēng)機(jī)，由于離心式通風(fēng)機(jī)占地面積大無自身反風(fēng)功能，故設(shè)計選擇軸流式通風(fēng)機(jī)，根據(jù)礦井所需風(fēng)量和負(fù)壓及某風(fēng)機(jī)廠提供的風(fēng)機(jī)特性曲線，設(shè)計選擇2K60№24軸流式通風(fēng)機(jī)共兩臺，一臺工作，一臺備用。2）反風(fēng)措施所選通風(fēng)設(shè)備為軸流通風(fēng)機(jī)，能夠直接反轉(zhuǎn)反風(fēng)或調(diào)節(jié)動葉，不需要專用反風(fēng)道，并軸流風(fēng)機(jī)反風(fēng)量能夠達(dá)到所需風(fēng)量的40％，滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。 礦井供排水中央水泵房排水設(shè)備根據(jù)礦井開采情況，在副井井底車場附近設(shè)置中央水泵房， 排水管路沿副井井筒敷設(shè)至地面礦井水處理站。1) 選擇水泵根據(jù)國內(nèi)目前所生產(chǎn)臥泵情況，設(shè)計選擇D450100型水泵，其技術(shù)參數(shù)如下：表117 水泵特征表型號額定流量Qem3/h額定單級揚(yáng)程He1m額定單級軸功率Ne1 kw額定效率ηe(%)單級零流量揚(yáng)程H01mD450—100450100160601162) 水泵臺數(shù)的確定n1=n2≥ n1 同時滿足：(n1+ n2)Qe≥Qmaxn3≥ n1n= n1+ n2+ n3 式中 n1——工作水泵的臺數(shù)，臺； n2——備用水泵的臺數(shù)，臺； n3——檢修水泵的臺數(shù)，臺； n——水泵的總臺數(shù)，臺。 計算得：n1=2；n2=1；n3=1；n=4共需要四臺水泵，其中兩臺為工作水泵，一臺備用，一臺檢修。3) 排水管路的選擇排水管公稱直徑d/p=，m取d/p= m =28cm壁厚的計算δ/p=+ c式中 dp——標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑，㎝；σz——管材許用應(yīng)力。無縫鋼管σz =80 MPa；p——管內(nèi)液體壓強(qiáng)，p=，；c——附加厚度。無縫鋼管取c=㎝。代入數(shù)據(jù)計算得：δ/p=㎝=。現(xiàn)根據(jù)d/p、d/x和δ/p確定排水管和吸水管的管材。其特征見表118。表118 管材特征表功 用管 材公稱內(nèi)徑㎜外 徑㎜壁 厚㎜每米長的重量㎏／m排水管無縫鋼管28029913吸水管無縫鋼管40142625 根據(jù)本礦的設(shè)計排水能力，采用兩趟管路，其中一趟工作，一趟備用。 壓風(fēng)設(shè)備 1）設(shè)計依據(jù) 本礦井井下用風(fēng)設(shè)備為三個掘進(jìn)頭，工作面配置的風(fēng)動設(shè)備見表6－4－1。 2）空氣壓縮機(jī)選擇① 壓風(fēng)機(jī)站供風(fēng)量的計算Q=α1α2γΣmiqikI=（83+2+3+2+3）=② 選擇壓風(fēng)機(jī)根據(jù)“國家安全監(jiān)管總局國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于所有煤礦必須立即安裝和完善井下通訊、壓風(fēng)、防塵供水系統(tǒng)的緊急通知（安監(jiān)總煤行[2007]167號）”文件精神，設(shè)計在地面設(shè)置集中空氣壓縮機(jī)站，壓風(fēng)管路敷設(shè)到井下各設(shè)備用風(fēng)點及工作面人員所需用風(fēng)處。生產(chǎn)后期當(dāng)掘進(jìn)距離較遠(yuǎn)地面壓風(fēng)機(jī)排氣壓力不能滿足設(shè)備要求時，現(xiàn)場根據(jù)實際情況增加移動壓風(fēng)機(jī)并和地面壓風(fēng)機(jī)聯(lián)合使用。工作面風(fēng)動設(shè)備用風(fēng)量表 表119用風(fēng)地點設(shè)備名稱及型號臺數(shù)耗 風(fēng) 量m3/min臺工作壓力MPa同時使用系 數(shù)井下砼噴射機(jī)65～8～鑿巖機(jī)2～氣動錨桿錨索機(jī)3～風(fēng)鎬3～井底煤倉用風(fēng)3根據(jù)目前礦經(jīng)所需供風(fēng)量，設(shè)計選擇螺桿式空氣壓縮機(jī)三臺，其中兩臺工作，一臺備用?？紤]到井下用風(fēng)量波動較大，在壓風(fēng)機(jī)站內(nèi)預(yù)留一臺備用位置?？諝鈮嚎s機(jī)性能參數(shù)如下：排氣量：40m3/min排氣壓力：電動機(jī)功率：250kW電壓：6kV冷卻方式：風(fēng)冷