【正文】 二缺 點(diǎn)： (3)由于液壓支架等重、大件設(shè)備和材料需要副立井往下運(yùn)所以井筒斷面積需要很 大 ， 提升設(shè)備要求高 ； (4)由于液壓支架等重、大件設(shè)備和材料和人員運(yùn)輸在一塊 ， 存在大馬拉小車 從而 造成資源浪費(fèi)。 綜合一 、 二方案 優(yōu)缺點(diǎn) ， 本煤 礦井田開拓部署 選用方案 二。 井筒 根據(jù)推薦的井田開 拓方案 ， 全井田共布置三 個(gè)井筒 ，分別為：主斜井、副立井、回風(fēng)立井。繪制三個(gè)井筒特征表如下 22。 主斜井：設(shè)檢修道，鋪設(shè)行人臺(tái)階和扶手，擔(dān)負(fù)全 礦井煤炭提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)和安全出口。 副立 井： 擔(dān)負(fù)全礦井人員提升任務(wù)、提升矸石、下放材料、設(shè)備等輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井。 回風(fēng)立井： 布置于井田 靠近 中央 的位置 ， 擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)任務(wù)，兼作安全出口。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 表 22 井筒特征表 井筒名稱 主斜井 副 立 井 中央回風(fēng)立井 井口 標(biāo)高 X（ m） + + + Y（ m） + + + Z（ m） + + + 用 途 提煤、進(jìn)風(fēng) 人、 設(shè)備、物料 提升 及進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 ST2500 —— —— 井筒傾角（ 176。） 20 90 90 斷面形狀 半圓拱形 圓形 圓形 支護(hù)方式 砌碹 混凝土 混凝土 井壁厚度（ mm） 400 300 300 提升方位角（ 176。） 0 90 90 井筒深度 389 387 360 井筒凈寬 (m) 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 采區(qū)劃分 該礦井全境 井田按開采水平均劃分了 3 個(gè)采區(qū) ， 根據(jù)井田開拓布置，礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)布置一個(gè) 綜采工作面。井田總體可分為 北 部采區(qū) 、東部采區(qū) 、西 南 部采區(qū)，其采區(qū)接替順序總體為：一采區(qū) → 二采區(qū) → 三 采區(qū) 。 主要巷道 本煤礦設(shè) 計(jì) 三 條主要大巷，分別是： 主要 運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷、輔助 運(yùn)輸 大巷 。三 條主要水平大巷都布置在同一煤層， 且主要大巷中心間距為 35 米。其中 主要 運(yùn)輸大巷斷面積為 m2，回風(fēng)大巷斷面積 m2，輔助 運(yùn)輸 大巷斷面積 m2。 井下主要硐室 立 井井底硐室 在副立井井底及附近設(shè)置有 硐室，包括 主排水泵房 、 主變電所、 水倉、等候室、調(diào)度室、 醫(yī)療室、 調(diào)車 和 存車硐室、消防 和 爆炸材料庫、井底避難 場(chǎng)所 等 。 本 設(shè)計(jì)在運(yùn)輸大巷和 回風(fēng) 大巷之間設(shè)置了采區(qū)變電所。 井上、下爆炸材料庫 礦井地面東部平緩空地上設(shè)一 個(gè) 爆破材料庫，而且遠(yuǎn)離工業(yè)廣場(chǎng)。 庫內(nèi)儲(chǔ)存各種爆炸材料的數(shù)量經(jīng)計(jì)算 ： 炸藥 2t，雷管 2021 發(fā)。 在 存放 、 使用 和運(yùn)輸 爆破材料的同時(shí) 必須按照 《煤礦安全規(guī)程》 中 第 310 條 、 第311 條等 的 有關(guān)規(guī)定 以及 民用爆炸物品管理?xiàng)l例 。 地面爆炸材料庫 使用 壁槽式 的 布置方法 ，庫房?jī)?nèi) 安 設(shè)炸藥和雷管存放間 ， 庫房及通路均采用半圓拱斷面， 同時(shí) 設(shè)有防爆燈具照明，庫房?jī)?nèi)設(shè)有與地面調(diào)度室的直通電話。 安全出口 本煤礦主斜井，副 立 井，回風(fēng) 立 井都 可以作為安全出口，在主要巷道都設(shè)有逃生指示裝置，幫助 井底工作人員 在遇到危險(xiǎn)時(shí)快速 逃到安全 的 地方。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 3 采區(qū)巷道布置及開采方法設(shè)計(jì) 采區(qū)巷道布置 采區(qū)巷道布置 采區(qū)下部車場(chǎng) 應(yīng)在 采區(qū)運(yùn)輸石門接近煤層 的附近 開掘。從該車場(chǎng)沿煤層傾角向西北 方向同時(shí) 開掘運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽， 將其聯(lián)通形成通風(fēng)系統(tǒng)。 采煤工作面布置 根據(jù) 確定的井田開拓部署，結(jié)合礦井井型和工作面裝備水平， 本設(shè)計(jì)井下 布置一個(gè)綜采 工作面 和兩個(gè)掘進(jìn)工作面，采掘比為 1:2。 1）工作面長(zhǎng)度確定 煤層條件、頂?shù)装鍘r性、設(shè)備能力及設(shè)計(jì)產(chǎn)量，目前國(guó)內(nèi)外綜采工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)綜采工作面長(zhǎng)度 170m。 2）工作面年平均推進(jìn)度 根據(jù)采煤機(jī)切割速度、 工作面長(zhǎng)度、綜采工作面產(chǎn)量要求、開機(jī)率等計(jì)算，工作面年推進(jìn)度 為 。 3）工作面生產(chǎn)能力確定 綜采工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算： CTIMLA ????? (31) 式中： A－綜采工作面生產(chǎn)能力 (t/a)； L－綜采工作面年平均推進(jìn)度 (m/a)，取 1850m/a； M－采高 (m)， 取 m； I－綜采工作面長(zhǎng)度 (m)， 取 170m； T－ 煤平均視密度 (t/m3)， 取 ； 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 C－工作面回采率，取 。 A＝ 1 70＝ 掘進(jìn)煤量可按回采煤量的 10％計(jì)則礦井年產(chǎn)量為 ，滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 1200 kt/a 要求。 初期礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，采區(qū)工作面特征見表 31。 表 31 達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)采區(qū)工作面特征表 采區(qū)名稱 采煤工作面?zhèn)€數(shù) （個(gè)） 采煤工藝 煤層厚度 (m) 采高（ m） 長(zhǎng)度(m） 年推進(jìn)度 （ m） 生產(chǎn)能力（ kt/a） 一采區(qū) 1 綜采 3.4 170 1850 1223.30 采區(qū)煤炭運(yùn)輸、輔助運(yùn)輸、通風(fēng)及排水系統(tǒng) 采煤工作面 (可彎曲刮板輸送機(jī) )→ 膠帶 運(yùn)輸 順槽 (可伸縮膠帶輸送機(jī) )→ 膠帶運(yùn)輸大巷 → 井底煤倉 → 主斜井 (強(qiáng)力帶式輸送機(jī) )→ 地面 地面材料設(shè)備 → 副 立 井 → 井底車場(chǎng) → 輔助運(yùn)輸大巷 → 工作面回風(fēng)順槽 → 綜采 工作面 地面新鮮風(fēng)流 → 副 立 井（主斜井 )→ 井底車場(chǎng)、輔助運(yùn)輸石門 (膠帶、輔運(yùn)大巷 )→膠帶順槽 → 綜采工作面 (污 風(fēng) )→ 回風(fēng)順槽 → 回風(fēng)大巷 → 回風(fēng)石門 → 回風(fēng)立井 → 地面 工作面順槽 (小水泵 ) → 輔助運(yùn)輸上山 (水溝 )→ 輔助運(yùn)輸大巷 (水溝 )→ 井底車場(chǎng)巷道 (水倉 ) → 主排水泵房 (主排水泵 )→ 管子道及副立井 (排水管 )→ 井下水處理站調(diào)節(jié)池 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 采煤方法的合理性分析 一采區(qū)位于井田 西 南 部 ， 根據(jù)采區(qū)內(nèi)鉆孔資料 ， 采區(qū)內(nèi)煤層煤層平均厚度為。采區(qū) 西南角 發(fā)育 有 一 面積約 87920m2 的 陷落柱 XL2，但其 相對(duì)面積較小，對(duì)全井的開采影響不大。 二采區(qū)位于井田 北 部 ， 根據(jù)采區(qū)內(nèi)鉆孔資料，采區(qū)內(nèi)煤層平均厚度為 。 三采區(qū)位于井田東部，由一發(fā)育 陷落 柱 將其與二采區(qū)隔斷 ， 陷落柱 XL1長(zhǎng) 800m,寬 650m，面積 565109 m2，落差約 90m。 以上 一二 三 采區(qū)煤層屬于 易自燃煤層，煤塵 具 有爆炸危險(xiǎn)性。煤層傾角 1— 5176。，煤層整體厚度均 一變化 。其綜采工作面瓦斯絕對(duì)涌出量為 。 店考 煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，為中型井。根據(jù)井田內(nèi) 煤層賦存情況、井田開拓布置及井型 、 煤層厚度、開采技術(shù)條件和礦井管理水平 等因素 ，本著投資 較 少、見效 較 快、安全性 能 好和回采率 較 高的 準(zhǔn)則 ，經(jīng)技術(shù) 對(duì)比 后，確定采用 大采高 一次采全厚綜合機(jī)械化 采 煤 的方法 ， 回采工作面采用后退 式回采。 采掘設(shè)備 設(shè)計(jì)選用 MG150/375W型采煤機(jī) ， 其主要參數(shù)如下如表 32。 表 32 MG150/375W 型采煤機(jī)主要參數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)值 總裝機(jī)功率 (kW) 375 最大牽引力 (kN) 350 滾筒寬度 (mm) 710 截深 (mm) 630 滾筒轉(zhuǎn)速 () 52 或 46 工作面傾角 (176。) ≤35 機(jī)器重量 (t) 22 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 本設(shè)計(jì)選用 ZY9200/25/50D 液壓支架 主要參數(shù)如下如表 33 表 33 ZY9200/25/50D液壓支架 主要參數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)值 中心距 (m) 支撐高度 (m) 支護(hù)寬度 (m) 支護(hù)強(qiáng)度 (MPa) 1 對(duì)底板比壓 (MPa) 適應(yīng)煤層傾角 (176。) ≤15 運(yùn)輸外形尺寸 (m) 2. 5 質(zhì)量 (kg) 36300 型式 兩柱四連桿掩護(hù)式 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 及主要技術(shù)參數(shù) 本設(shè)計(jì)選用 BZ—90 掘進(jìn)機(jī)， 本設(shè)計(jì)選用 BZ—90 掘進(jìn)機(jī)主要參數(shù)如表 34 表 34 BZ— 90掘進(jìn)機(jī)主要參數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)值 適 應(yīng)巷道凈 斷面 （ m2） —16 可掘最大高度 （ m） 可掘進(jìn)最大寬度 （ m） 截割煤巖硬度 f≤7 外形尺寸（長(zhǎng) 寬 高） 整機(jī)重（ t） 26 總功率（ kW） 165 平均截割速度（ m/s） 型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù) 選用 SGD320/17B 型號(hào) 刮板輸送機(jī)，其主要參數(shù)如表 35 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 表 35 SGD320/17B 型主要參數(shù) 參數(shù)名稱 單位 參數(shù)性值 參數(shù)名稱 單位 參數(shù)值 輸送機(jī)型號(hào) SGD320/17B 電 動(dòng) 機(jī) 型號(hào) YBS174 輸送量 t/h 40 功率 kW 17 設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 m 80 轉(zhuǎn)速 r/min 1470 機(jī)頭高度 mm 480 電壓 V 380/660 刮板鏈速度 m/s 刮 板 鏈 圓環(huán)鏈規(guī)格 mm Φ1450 中 部 槽 長(zhǎng) 寬 高 mm 1200320156 每條圓環(huán)鏈破斷拉力 kN ≥250 每節(jié)質(zhì)量 kg 55 整機(jī)質(zhì)量 kg 6225 減速器傳動(dòng)比 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 4 礦井通風(fēng) 通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)是整個(gè)礦井設(shè)計(jì)內(nèi)容 的重要組成部分，是保證安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。 因而 ，必須周密 思考 ， 認(rèn)真 設(shè)計(jì)， 以 求實(shí)現(xiàn)預(yù)期 的 效果， 其設(shè)計(jì)必須滿足 《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 中 的 有關(guān)規(guī)定： 。 。 ，膠帶井風(fēng)速不得大于 4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施且膠帶井不得兼作回風(fēng)井。 便 于加快礦井建設(shè)速度 、及其 高產(chǎn)高效 和 安全生產(chǎn)， 以期滿足 整個(gè)系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)合理。通風(fēng)系統(tǒng) 簡(jiǎn)便 ， 風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理而且 滿足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災(zāi)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特 殊要求。 布置在洪水位標(biāo)高以上 ； 對(duì)于進(jìn)風(fēng)井口須距有害氣體源的地點(diǎn)不得小于 500m，避免污染空氣進(jìn)入 ； 應(yīng)將井口布置在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單的地面上等等。 礦井通風(fēng)方 法 主要通風(fēng)機(jī)的工作方 法有壓入式、抽出式和壓抽混合式三種 ， 通過對(duì)三種通風(fēng)方法 的 優(yōu)缺點(diǎn) 進(jìn)行 比較，并結(jié)合本礦井的地質(zhì)條件 （ 傾角 ， 煤層瓦斯含量，煤層埋藏深度 ） 等因素 。 確定 該礦井采用抽出式通風(fēng) 的通風(fēng)方法 。 抽出式通風(fēng) 是當(dāng)前通風(fēng)方 法 中的主要形式 ， 適應(yīng)性較廣 ， 尤其對(duì) 于 高 瓦斯礦井 ，更 便于 對(duì)瓦斯的管理 ， 同時(shí) 也適用于礦井走向長(zhǎng) ， 開采面積大的礦井 ，其 優(yōu)缺點(diǎn) 如下 ： 優(yōu)點(diǎn)： 下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn) ，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全 ； 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單 ； ，不存在過渡到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難 ，風(fēng)量調(diào)相對(duì)困難 。 缺點(diǎn)： 當(dāng)?shù)孛嬗行〗阉輩^(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下， 抽出式通風(fēng) 會(huì)把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過主扇的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會(huì)減少 。 礦井通風(fēng)方 式 礦井通風(fēng)方式 按進(jìn)、回風(fēng)井的相對(duì)位置 可 分為 ： 中央式 (包括中央并列與中央分列 )、對(duì)角式、混合式 (包括中央并列與對(duì)角、中央分列與對(duì)角、中央并列與分列式等 )，以及分區(qū)式 (分區(qū)進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng) )等。 中央并列式 出風(fēng)井與進(jìn)風(fēng)井大致并列于井田中央 ， 適用于煤層傾角較大，走向不長(zhǎng) (一般小于 4km 左右 )，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口 ， 且自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井。 中央并列式 優(yōu)缺點(diǎn) 如下： 優(yōu)點(diǎn)： 初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集 中，并便于管理，節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風(fēng)井 損失 煤少 。 缺點(diǎn)： 進(jìn)出風(fēng)井之間的漏風(fēng)較大 ，風(fēng)路較長(zhǎng)，阻力較大， 不利于對(duì)瓦斯、自然發(fā)火的管理， 工業(yè)場(chǎng)地有噪音影響。 根據(jù)井田開拓部署，移交生產(chǎn)時(shí)共布置主斜井、副 立 井及中央回風(fēng)立井三個(gè)井筒，均位于礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，其中主 斜井 、副 立 井及中央回風(fēng)立井服務(wù)于全井田，服務(wù)年限同礦井服務(wù)年限 ，為 56 年 。結(jié)合 本設(shè)計(jì) 礦井開拓布置及首采區(qū)位置 、 礦井地質(zhì)報(bào)告 、 煤塵 爆炸危險(xiǎn) 性 及煤層自燃發(fā)火傾向 等因素