【正文】 列車長。煤炭運輸采用－ 6 型 3 噸底卸式礦車運輸，其尺寸為 3450179。 1200179。 1400。電機車選用ZK106/550 直流架線式電機車，其尺寸為 4500179。 1060179。 1550。每列車 20 節(jié)車廂。 一列車的長度 L 列車 ＝ 4500＋ 3450179。 20＝ 73500mm＝ 副井空重車線的長度應(yīng)≥ 179。 =108m 所選車場的副井空車線的長度 L 副井 空車線 ＝ 150m108m，所選車場的副井重車線的長度 L 副井 重車線 ＝ 170m108m，符合要求。 （ 3）調(diào)車方式 運輸大巷的煤直接由底卸式礦車運入底卸式礦車卸載坑后，卸入井底煤倉?？哲嚱?jīng)調(diào)度室時，通過道岔將礦車尾指向生產(chǎn)采區(qū)，由電機車遷引礦車尾駛向采區(qū)煤倉運煤。矸石列車在副井重車線機車分離以后，電機車經(jīng)機車繞道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場。材料的運行路線與矸 石空車相同。 （ 4）車場峒室的布置 車場峒室的布置見圖 45。 主要開拓巷道 主要開拓巷道如運輸大巷（圖 46）、主石門（同運輸大巷），由于煤層較厚且煤質(zhì)較軟，布置于煤層大巷，不易維護，決定均布置在底板巖石中。并根據(jù)現(xiàn)場使用情況，決定其斷面均采用半圓拱型。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 38 圖 46 運輸大巷斷面圖 表 49 運輸大巷斷面特征表 圍巖類別 斷面（ m2） 掘進尺寸（ mm） 噴射厚度（ mm） 錨桿（ mm） 凈周長（ m） 凈 掘 寬 高 間距 錨深 規(guī)格 巖石 4800 3800 100 800 1500 1500179。 20 各主要開拓巷道的斷面尺寸，均按運輸設(shè)備的外形尺寸以及《規(guī)程》第19 條，第 20 條有關(guān)安全間隙的要求而確定其斷面尺寸，并按通風要求驗算其風速，驗算結(jié)果見第九章。 巷道支護 根據(jù)本礦井的設(shè)計的地質(zhì)條件和煤層埋藏特點，經(jīng)過開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟比較，運輸大巷（雙軌）布置在巖層中。膠帶輸送機大巷采用膠帶輸送機運輸，輔助運輸采用架線式電機車牽引 噸固定廂式礦車。主要大巷（運輸大巷 、主石門）均采取錨噴， 其支護效果好，經(jīng)濟效益可觀。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 39 風速驗算 所選定的副井作 為進風井，南、北風井作為出風井，其斷面的大小必須符合風速要求。 由第九章《礦井通風與安全》的風速驗算可知，所選的井筒符合風速要求。 5 準備方式 — 采區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 煤層的埋藏條件 首采區(qū) 煤層埋藏在 17m~ 280m 之間，傾角 平均 17176。，煤層埋藏穩(wěn)定，涌水量 平均 為 ，地表為農(nóng)田 ?？傮w可見，該煤層的開采條件較好。 采區(qū)煤層特征 本采區(qū)所采煤層為 3 煤層，煤 層特征如表 51 所示 。 表 51 煤層特征如表 煤 名 層 稱 煤 厚 (m) 傾 角 (度 ) 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn) 定 性 容重（ t/ 3m ） 硬 度 牌 號 3 5 17 簡單 穩(wěn)定 軟（ f=） 低硫低磷氣煤 一采區(qū)所屬煤層的 3 煤層 屬低硫中灰中等可選至易選煤，是良好的煉焦配煤或動力用煤，根據(jù)地質(zhì)資料， 3 煤層 屬于氮氣帶，沼氣和二氧化碳含量很底，均小于 10m3/t，屬低瓦斯。有煤塵爆炸危險，煤塵爆炸指數(shù)一般為20%~25%。有 自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為 6 個月。 地質(zhì)構(gòu)造 一采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層起伏不明顯，基本沒有斷層，煤層傾角約為 17o，煤層賦存條件好，粉砂巖頂?shù)装濉? 頂?shù)装逄匦? 3 煤層的頂?shù)装逄匦匀绫?52 所示。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 40 表 52 3 煤層的頂?shù)装逄匦? 煤層 煤層厚度 (m) 5 采高 (m) 直接頂 巖性 泥巖 厚度 (m) 初次垮落距 (m) 15—18 類別 (m) 二 老頂 巖性 砂巖 厚度 (m) 17 初次來壓步距 (m) 20 級別 二 周期來壓步距 (m) 40 來壓強度等級 三 支架載荷 (KN) 最大 2400 平均 1900 頂?shù)装逡平浚?mm） 最大 150 平均 100 超前壓力影響范圍 機巷 (m) 30—40 風巷 (m) 30—40 底板 巖性 泥巖 厚度 允許比壓 (MPa) 4 水文地質(zhì) 3 煤層主要受其頂板裂隙含水層的 威脅為主，但富水性微弱，影響不大，而與地表水、灰?guī)r水無直接水力聯(lián)系的規(guī)律。 淺水平歷年涌水量為 噸／時。深部正常涌水量為 噸／時，最大涌水量為 噸／時。 地表情況 一采區(qū)對應(yīng)的地表無村莊、無河流、無湖泊、無鐵路，開采不受地表的限制。 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)布置有這樣三種方案：方案一為布置煤層運輸上山和軌道上山；方案二為巖石運輸上山和軌道上山，上山位于煤層底板中，距煤層底板 1020m。 （ 1） 方案一 ①優(yōu)點：沿煤層布置，掘進速度快、費用低，聯(lián)絡(luò)巷工程量小，可補充探明煤層情況。 ②缺點：受工作面采動影響大，維護 比較困難，雖然可以用加大煤柱尺寸的辦法改善維護狀態(tài)，但增加了煤炭損失。 （ 2）方案二 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 41 ①優(yōu)點：減輕或避免了采煤工作面對巖石上山的采動影響，以后的維護費用較低。 ②缺點：掘進費用較高，增加聯(lián)絡(luò)巷道的工程量。 經(jīng)過以上的技術(shù)比較，方案二總費用要比方案一少?？梢钥闯龇桨付容^適用，故采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)就選為方案二。 采區(qū)走向長度的確定 考慮到運輸通風、工作面連續(xù)推進長度、盡快出煤投產(chǎn)等多項因素，決定在工廣煤柱附近開掘兩條巖石上山，布置單翼采區(qū)，單翼推進長度 1300m。 確定區(qū)段斜長和區(qū)段數(shù)目 根據(jù)工作面的長度和采區(qū)的尺寸可以確定區(qū)段數(shù)目。經(jīng)計算可以劃分 5個區(qū)段 ,工作面長 160m， 區(qū)段間沿空掘巷，實行跳采，留設(shè) 4m 保護煤柱。區(qū)段斜長＝工作面長＋區(qū)段平巷＋保護煤柱＝ 171m。 采區(qū)內(nèi)各種巷道的布置 采區(qū)內(nèi)各種巷道主要包括：運輸上山、軌道上山、膠帶運輸平巷、回風運料平巷、區(qū)段石門、溜煤眼、上下部車場等。 采區(qū)內(nèi)工作面的接替情況 本礦井采用中央 分 列式通風，副井進風，風井回風。開拓巷道布置 一 條雙軌 大巷， 兼運煤和運材料矸石。 工作面膠帶運輸平巷通過膠帶 輸送機把煤輸送到溜煤眼，且通過運輸上山運至采區(qū)下部車場，再由運輸大巷運到井底車場。 本礦井首采 采 區(qū)的推進長度為 1300m左右，采用單巷掘進，沿空掘巷，區(qū)段間實行跳采，在保證一個工作面達產(chǎn)的同時，注意另一區(qū)段的準備，保證工作面的正常接替。 采區(qū)通風、運輸及其他系統(tǒng) 采區(qū)內(nèi)的開采采用后退式開采，通風方式采用 U型、上行通風方式。這種通風方式有風流系統(tǒng)簡單，漏風小 ，有利于煤塵和瓦斯的排除 。 （ 1） 運煤系統(tǒng) 工作面 —→ 運輸平巷 —→ 溜煤眼 —→ 運輸上山 —→ 采區(qū)煤倉 —→ 運輸大巷 —→ 井底煤倉 —→ 主井 （ 2） 運料 系統(tǒng) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 42 運輸路線如下： 地面 —→ 副井 —→ 280m 井底車場 —→ 運輸大巷 —→ 采區(qū)下部車場—→ 軌道上山 —→ 回風運料石門 —→ 回風運料平巷 —→ 工作面 。 （ 3） 通風系統(tǒng) 首采 區(qū)工作面風流路線為： 副井 —→ 井底車場 —→ 運輸大巷 —→ 采區(qū)下部車場 —→ 軌道上山 —→ 區(qū)段進風石門 —→ 運輸平巷 —→ 工作面 —→ 回風平巷 —→ 回風石門 —→ 中央風井。具體路線見礦井通風部分的圖示。 （ 4） 排矸系統(tǒng) 工作面 —→ 回風平巷 —→ 軌道上山 —→ 采區(qū)下部車場 —→ 運輸大巷—→ 井底車場 —→ 副井 （ 5） 供電系統(tǒng) 地面變電站 —→ 副井 —→ 中央變電所 —→ 主運輸 大巷 —→ 軌道上山—→ 采區(qū)變電所 —→ 工作面 。 （ 6） 排水系統(tǒng) 在工作面 回風平巷 、 運輸平 巷 中 各敷設(shè)一趟 4 寸管路， 回風平 巷、 膠帶運輸平 巷低洼處各建一水窩，水由工作面排到水窩，再由水窩通過排水管排出。在水窩處備兩臺 22KW 水泵，一臺使用，一臺備用。 采區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進方法 采 區(qū)內(nèi)所有工作面 平巷 均沿底板掘進，采用連續(xù)采煤機及其配套設(shè)備施工，后配備皮帶和 刮板輸送機 組成的機械化掘進，采用連續(xù)采煤機割煤，梭車、給料破碎機、加皮帶、 刮板輸送機 運煤， 單 巷掘進。 鏟車完成材料、設(shè)備的運送、搬移以及巷道浮煤的清理工作 。 錨桿機完成巷道頂錨桿和錨索的打眼、安裝工作；選用手持風動鉆機來完成幫錨桿的打眼和安裝工作。 掘進通風的基本要求。掘進巷道應(yīng)采用礦井全風壓通風或局部通風機通風，不得采用擴散通風；局部通風機和啟動裝置必須安裝在進風巷中，距回風口不得小于 10m。 掘進通風方式為分壓入式、抽出式和混合式。 綜合設(shè)計的實際情況，工作面的推進長度為 1300m，巷道為 179。 的 矩形 巷道， 由壓入式抽出式局部通風各自的優(yōu)缺點決定 采用壓入式通風。 采區(qū)采出率 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 43 采 區(qū)內(nèi)實際采出煤量與 采 區(qū)內(nèi)工業(yè)儲量的百分比稱為 采 區(qū)采出率。 由 于煤層厚度一定，也可 按下式計算： 一采區(qū)垂高為 － 17m― ― 280m，走向長度 1400m，平均傾角 17o，由此可得一采區(qū)儲量為 Q＝（ 28017） /sin17o179。 140179。 5179。 =872 萬 t 實際采出量包括回采面出煤量和掘進面出煤量 Q1＝ 160179。 5179。 1400179。 179。 179。 5＝ 萬 t Q2＝ 179。 1400179。 179。 10＝ 萬 t 備用面＝ 400179。 200179。 179。 5179。 ＝ 萬 t 采區(qū)采出率＝實際采出煤量／采區(qū)工業(yè)儲量179。 100 ％ （ 5－ 1） ＝（ ++） /872179。 100％ ＝ ％ 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：采（盤）區(qū)采出率：厚煤層不低于 ，中厚煤層不低于 ，薄煤層不低于 。設(shè)計首采盤區(qū)采出率為 81%，符合《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 44 6 采 煤方法 采煤工藝方式 采煤工藝：采煤工作面各工序程序所用的方法，設(shè)備及其在時間上、空間上的相互配合。 采煤工藝 方式的一般選擇原則： 就目前煤礦地下開采技術(shù)發(fā)展趨勢看，綜采是采煤工藝的重要發(fā)展方向，它具有高產(chǎn)、高效、安全、低耗以及勞動條件好、勞動強度小的優(yōu)點。但是，綜采設(shè)備價格昂貴，綜采生產(chǎn)優(yōu)勢的發(fā)揮有賴于全礦井良好的生產(chǎn)系統(tǒng)、較好的煤層賦存條件以及較高的操作和管理水平。根據(jù)我國的經(jīng)驗和目前的技術(shù)水平，綜采適用于以下條件：煤層地質(zhì)條件好、構(gòu)造少、上綜采后能很快獲得高產(chǎn)、高效，或者某些地質(zhì)條件特殊上綜采后仍有把握取得較好的經(jīng)濟效益。 普采設(shè)備價格便宜，一套普采設(shè)備的投資只相當于一套綜采設(shè)備的四分之一，而產(chǎn)量平均近 綜采產(chǎn)量的三分之一。普采對地質(zhì)變化的適應(yīng)性比綜采強，工作面搬遷容易。對推進距離短、形狀不規(guī)則、小斷層和褶曲較發(fā)育的工作面，綜采的優(yōu)勢難以發(fā)揮，而采用普采則可以取得較好的效果。與綜采相比，普采操作技術(shù)比較容易掌握，組織生產(chǎn)比較容易。因此，普采是我國中小型礦井發(fā)展采煤機械的重點。 炮采工藝的主要優(yōu)點是技術(shù)裝備少，適應(yīng)性強，操作技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)技術(shù)管理比較簡單，是我國目前采用仍然較多的一種采煤工藝，但是，由于炮采單產(chǎn)和效率低、勞動條件差，根據(jù)我國的技術(shù)政策，凡條件適于機采的炮采面，特別是在國有重點煤礦都要逐步改 造成普采面。 采煤方法的選擇 采煤方法：采煤工藝和巷道布置在時間上、空間上的相互配合。根據(jù) 3 號煤的特征和采煤工藝選擇的一般原則，本礦首采區(qū)用綜采最合理、最有效益。由于煤層厚度為 5m ，煤層平均傾角 17o，一次采全高，大型支架重心較高，易傾斜滑倒，需要采取很多防滑防倒措施，嚴重影響工作面開采進度，所以考慮采用放頂煤開采，采 ，放 ，采放比中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 45 1： 。 回采工作面長度確定 根據(jù) 工作面 設(shè)計 生產(chǎn)能力 和放頂煤開采的一般情況確定： L = A /( VoMγC0 ) （ 61） 式中： A——工作面 設(shè)計 生產(chǎn)能力，萬 t/a； L——工作面長度， m； M——煤層厚度， m； Vo——工作面年推進長度， Vo=3307=1386 m/a； γ——