【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)的井田面積為34平方公里，礦井年產(chǎn)180萬噸，井田內(nèi)煤層賦層較深，傾角不大，平均厚，瓦斯涌出量相對較小，礦井涌水量一般。生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)備選型計(jì)算，對礦井各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)過程進(jìn)行了描述，在設(shè)計(jì)過程中，盡量采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，礦井全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，采用。井從而達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　

【正文】 8 3944848 Y（ m） 517460 517480 517342 Z（ m） 用途 提煤 提料、矸、人、進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 16t 箕斗 雙層四罐籠 —— 井筒傾角（176。） 90 90 90 斷面形狀 圓 圓 圓 支護(hù)方式 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒壁厚（ mm） 400 450 400 提升方位角（176。） 270 180 —— 井筒深度（ m） 294 297 270 斷面積 凈（ m2 ） 掘（ m2 ） 運(yùn)輸大巷斷面布置 .1 選擇巷道斷面形狀 年產(chǎn) 180 萬噸的運(yùn)輸大巷，服務(wù)年限為 94 年，大巷需通過的風(fēng)量為 35 3m /s，選用 ZK14— 9/550 架線式 電機(jī)車 牽引 3T 底卸式礦車 。 采用 600mm 軌距雙軌運(yùn)輸?shù)拇笙?，其凈寬?3m 以上，又穿過中等穩(wěn)定的巖層，故選用鋼筋砂漿錨稈與噴射混凝土支護(hù)，半圓拱 形斷面。 確定巷道斷面尺寸 （一） 確定巷道斷面尺寸 確定巷道凈寬度 B 查巷道運(yùn)輸設(shè)備表可知 ZK14— 9/550電機(jī)車寬 A1=1335mm、高ｈ＝ 1600mm。采用 3T 底卸式礦車寬 A11200mm、高ｈ 1400mm。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，取巷道人行 C=850mm，非人行道一側(cè)寬 a=500mm。 查資料知本巷雙軌中線距 b=1600mm，則兩電機(jī)車之間距離為 1600（ 1335/2+1335/2） =265mm 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 井田開拓 19 故巷道凈寬度 B=a1+b+c1= （ 500+1335/2 ） +1600+ （ 850+1335/2 ）=+1600+=4285mm。 （二）確定巷道拱高 h0 半圓拱形巷道拱高 h0 =B/2=4285/2=。半圓拱半徑 R= h0 =。 (三 ) 確定巷道壁高 h3 h3 由資料中半圓拱形巷道拱高公式得 h3 ? 2241( ) ( )h h c R n K b? ? ? ? ? 式子中， h4 為軌面起電機(jī)車架線高度，按《煤礦安 全規(guī)程》 h4=2020mm；hc 為道床高度。查表選 30kg/m 鋼軌，得 hc=360mm，道渣高度 hb=200mm； n為導(dǎo)電弓子距拱壁安全間距，取 n=300mm； K 為導(dǎo)電弓子寬度之半，K=718/2=359，取 K=360mm； b1為軌道中線與巷道中線間距， b1=B/2 A1=4285/2（ 1335/2+500） ==975mm。 故 h3≥ 222 0 0 0 3 6 0 ( 2 1 4 2 . 5 3 0 0 ) ( 3 6 0 9 7 5 ) 1 0 9 0 mm? ? ? ? ? ? 2. 按管道裝飾要求確定 h3 h3 ? 2257 ( / 2 )bh h h R K m D b? ? ? ? ? ? ? 式子中， 5h 為道渣面至管子底高度，按《煤礦安全規(guī)程》取 5h =1800mm；h7 為管子懸吊件總高度，取 h7=900mm； m 為導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300mm； D 為壓氣管法蘭盤直徑， D=335mm， b2為軌道中線與巷道中線間距，b2=B/2c1=4285/2（ 1335/2+850） =625mm。 故 h3? 221 8 0 0 9 0 0 2 0 0 2 1 4 2 . 5 ( 3 6 0 3 0 0 3 3 5 / 2 6 2 5 ) 1 3 2 5 m m? ? ? ? ? ? ? ? 3. 按人行道高度要求確定 h3≥ 2 21 8 0 0 ( )bh R R j? ? ? ? 式子中， j 為距巷道壁的距離。距壁 j 處的巷道有效高度不小于 1800mm。j≥100mm, 一般取 j=200mm。 故 h3≥1800+200 2 22 1 4 2 .5 ( 2 1 4 2 .5 2 0 0 )??= 綜合上面計(jì)算，并考慮一定的余量，確定巷道壁高為 h3=1600mm 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 井田開拓 20 則巷道高度 H=h3hb+h0=1600200+=，取為 3543mm。 （四）確定巷道凈斷面面積 S 和凈周長 P 查表得凈斷面積 S=B*(*B+h2) 式子中， h2,為道渣面以上的巷道壁高， h3hb=1600200=1400mm。 故 S=4285*（ *4285+1400） ==. 凈周長 P=*B+2h2=*4285+2*1400=14584mm=. 用風(fēng)速校核巷道凈斷面積 用式子校核巷道凈斷面積值 查表 知， vmax=8m/s，已知通過大巷 量 Q=35 3m /s， ，代入式 得 Q S?? =8m/s 設(shè)計(jì)的大巷斷面面積，風(fēng)速?zèng)]超過規(guī)定，可以使用 （六）本巷道采用錨噴支護(hù)，根據(jù)巷道凈寬 ，穿過中等穩(wěn)定巖層即屬于Ⅲ類圍巖、服務(wù)年限 為 94 年 等條件，得到錨噴支護(hù)參數(shù)：錨桿長 ，間距 a=≈，錨桿直徑 d=18mm，噴射混凝土層厚 T1=100mm,錨桿外露長度 T2=50mm。 故支護(hù)厚度 T=T1=100mm。 （七）選擇支護(hù)參 數(shù) 根據(jù)本巷道通過的運(yùn)輸設(shè)備，已選用 30kg/m鋼軌，其軌道參數(shù) hc、 hb分別為 360mm和 200mm，道渣面至軌面高度 ha=hchb=360200=160mm。采用鋼筋混凝土軌道枕。 確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸 由計(jì)算公式得 巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度 B1=B＋ 2T＝ 4285+2*100=4485mm。 巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度 B2=B1+2*75=4635mm。 巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度 H1=H+hb+T=4085+200+100=4385mm. 巷道計(jì)算掘進(jìn)高度 H2=H1+75=4460mm. 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 井田開拓 21 巷道設(shè)計(jì)掘 進(jìn)斷面積 S1=B1（ +h3） =4485*（ *4485+1600）==. 巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面積 S2=B2（ +h3） =4635*（ 4635*+1600）==。 布置巷道內(nèi)水溝和管線 已知通過本巷道的水量為 180m3 /h，現(xiàn)采用水溝邊坡為 %，查表得：水溝深 400mm、水溝寛 400mm，水溝凈斷面積 ；水溝掘進(jìn)斷面面積 ，每米水溝蓋板用鋼筋 、混凝土 ，水溝用混凝土 。 管子懸吊在人行道的一側(cè)，電力電纜掛在非人行道一側(cè)，通信電纜掛在管子上方。 如運(yùn)輸大巷斷面施工圖（圖 44） 計(jì)算巷道掘進(jìn)工作量和材料消耗量 每米巷道拱與墻計(jì)算掘進(jìn)積體 V1 =S2? 1=? 1= m3 每米巷道墻角計(jì)算掘進(jìn)體積 V1=?（ ? +? ） ? 1=?（ 1+） ? 1= m3 每 米巷道拱與墻噴射材料消耗2 2 1 1 1[ 1 .5 7 ( ) 2 ] 1 [ 1 .5 7 ( 4 .6 3 5 0 .1 0 ) 0 .1 0 2 1 .8 m30 0 .1 0 ] 1 1 .0 3V B T T h T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?每米巷道墻腳噴射材料消耗 410. 2 1 0. 2 0. 10 1 0. 02VT? ? ? ? ? ? m3 每米巷道噴射材料消耗（不包括損耗量） 24 V V? ? ? ? ? m3 每米巷道錨桿消耗（不包括損耗量） 11 2 ( 39。 / 2 ) 139。PMN M ?? 式中， 139。P 為計(jì)算錨桿消耗周長， 1239。 1 .5 7 1 .5 7 4 .6 3 5 7 .3PB? ? ? ?； M 、39。M mm 為錨桿間距、排距， a a39。=? 。 故 139。 2 ??? 取為 5，故1 2 5 1 1 3 .80 .8N ????根 折合重量為 20 . 0 1 81 3 . 8 [ ( 1 . 0 8 0 . 0 5 ) 3 . 1 4 7 8 5 0 ] 5 0 . 9 7 k g2? ? ? ? ? ?（ ）。其中， L河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 井田開拓 22 為錨桿深度， L=， 為露出長度； d 為錨桿直徑， d=18mm； ? 為錨桿材料密度， ? =7850kg/ m3 每排錨桿數(shù)為 39。 0 .8 1 3 .8 0 .8 1 1 .4N ? ? ? ?根 每米巷道錨桿注孔砂漿消耗 0 39。 L )KMV N S S??（ ，其中 KS , MS 分別為錨桿孔和錨桿的斷面積。 則 0 39。 L )KMV N S S??（ 2 2 211 3 . 8 1 . 8 3 . 1 4 0 . 0 4 2 0 . 0 1 8 0 . 0 2 3 m4? ? ? ? ?（ ） 每米巷道粉刷面積 n 3 2S 2hB??，其中 3B 為計(jì)算凈寬， 3B = 2B —2T=— 2 ? ? 。故 2S 1 . 5 7 4 . 4 3 5 2 1 . 4 0 9 . 8 mn ? ? ? ? ? 編制圖標(biāo) 依據(jù)以上計(jì)算結(jié)果 繪制巷道斷面施工圖，編制巷道特征表和每米巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗量表 ， 按比例繪制出巷道斷面圖 (圖 44)，并附上工程量及材料消耗表， 如表 41 及表 42 這些施工圖表發(fā)至施工單位，作為指導(dǎo)施工的設(shè)計(jì)依據(jù)。 表 41 運(yùn)輸大巷特征 圍 巖 類 別 斷面面積 /m2 設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸/mm 噴 射 厚 度/mm 錨桿 /mm 凈 周 長/mm 凈面積 設(shè)計(jì)掘進(jìn) 寬 高 型式 外露長度 排列方式 間、排距 錨桿長 直徑 Ⅲ 4485 4385 100 鋼筋砂漿 50 方形 800 1800 18 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 井田開拓 23 表 42 運(yùn)輸大巷每米工程量及材料消耗 圍 巖 類 別 計(jì)算掘進(jìn)工程量 /m2 錨桿 數(shù)量 材料消耗 /mm 粉刷 面積/m2 巷道 墻角 噴射材料/m3 錨桿 鋼筋 /kg 注砂漿 /m3 Ⅲ 44854285 17601600360100438540852143214320060060015181600625975116885013351335500 圖 44 運(yùn)輸大巷斷面圖 井底車場 井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸、下料、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。 井底車場首先必須保證礦井生產(chǎn)所需要的運(yùn)輸能力，并應(yīng)滿足礦井不斷 持續(xù)增產(chǎn)的需要。為此，井底車場的設(shè)計(jì)通過能力應(yīng)大于礦井生產(chǎn)能力 30～ 50﹪。其次，在滿足井底車場通過能力的前提下應(yīng)盡量減少其掘砌體積，而且井底車場應(yīng)便于管理和安全操車。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 井田開拓 24 井底車場設(shè)計(jì)示意圖 (圖 45)如下： 圖 45 井底車場布置圖 設(shè)計(jì)基本參數(shù) 主井凈直徑 ，裝備有一對 16t 箕斗，副井凈直徑 7m，裝備一對 雙層四車罐籠。 井下主要運(yùn)輸大巷采用皮帶運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用 ZK14— 9/550 架線式電機(jī)車牽引。 3t 固定式礦車 。 矸石輛占礦井產(chǎn)量的 15％，由副井提升。掘進(jìn)煤輛占5％，由皮帶運(yùn)至井底煤倉從主井提升。礦井為低 沼氣礦井，最大沼氣含量，礦井總進(jìn)風(fēng)量 250m3/s，主、副井同時(shí)進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。 一些基本問題的確定 （ 1） 車場形式，初步設(shè)計(jì)已確定為立式環(huán)形，南北兩翼來車均由主石門進(jìn)入井底車場。 （ 2） 車線長度，副井空、重車線長原則上按 列車長考慮，設(shè)計(jì)取 100m。副井進(jìn)車線不受主井的影響，出車線受人車線的影響，比較長，可達(dá) 100m。材料車線按 20 輛 材料車考慮。 （ 3） 主、副井中心線間距離，南北 70m，東西 20m。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 井田開拓 25 （ 4） 設(shè)計(jì)采用 30Kg/m鋼軌。系統(tǒng)采用 5 號道岔和 4 號道岔。曲線半徑為 20m。 （ 5） 皮帶大巷和軌道大巷斷面均為 ，巷道采用錨噴支護(hù)，主要硐室及交岔點(diǎn)采用混凝土或料石砌碹。 線路聯(lián)接計(jì)算