【正文】 區(qū)運(yùn)輸巷斜交布置的特點(diǎn)，井底煤倉可采用立煤倉和斜煤倉兩種形式。立煤倉與相比斜煤倉，具有的優(yōu)點(diǎn)為：①立煤倉可作成圓形斷面，倉底不需鋪鋼軌，節(jié)省鋼材；②立煤倉不拐彎，不易發(fā)生堵倉；③立煤倉粉煤率低；④立煤倉倉壁受力條件好，施工較方便；⑤立煤倉容量較大。因此，本設(shè)計(jì)井底煤倉采用立煤倉布置形式。2．煤倉容量井底煤倉的有效容量計(jì)算：　　　 Q mc=(～)A =136～228　t式中： Q mc—井底煤倉有效容量，t； A—礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量，t。該礦為小型礦井，設(shè)計(jì)選取較大值，即取 Qmc＝228t 的立煤倉。二、水倉1．水倉布置根據(jù)礦井開拓巷道布置特點(diǎn)，水倉設(shè)在副井井底車場(chǎng)，采用主、副水倉布置形式。2．水倉容量水倉容量按能容納礦井 8 小時(shí)正常涌水量計(jì)算，該礦礦井涌水量按 90m3/h（考慮下水平涌水量） ，則水倉容量：29 / 195　 V≥890＝720 m 3根據(jù)計(jì)算主水倉容積為 1100m3，副水倉容積為 720m3，水倉實(shí)際有效總?cè)莘e為1820m3，滿足設(shè)計(jì)要求。3．水倉的清理方式水倉的清理方式采用人工清理。三、井下爆破器材庫1．形式：井下爆破器材庫布置形式確定為壁槽式。2．容量根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，確定井下爆破器材庫的容量：①火藥的庫容量：1t；②電雷管的庫容量：5000 發(fā)。3．通風(fēng)系統(tǒng)井下爆破器材庫采用獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，由副井入風(fēng)，風(fēng)井直接回風(fēng)。30 / 195第三章 大巷運(yùn)輸及設(shè)備第一節(jié) 運(yùn)輸方式的選擇一、煤炭運(yùn)輸在本設(shè)計(jì)中，為了適應(yīng)礦井恢復(fù)建設(shè)后產(chǎn)量大幅度提高的需要，為了提高機(jī)械化水平、減少人員及勞動(dòng)強(qiáng)度，運(yùn)輸巷道采用了直線布置，煤炭的運(yùn)輸全部采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)：1）煤炭從主水平集中到運(yùn)輸巷再運(yùn)送至地面，形成了連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)；2）井下不用設(shè)置調(diào)度車場(chǎng)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，用工少；3）采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，單機(jī)功率小，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊較?。?）煤炭、輔助運(yùn)輸互不干擾，可提高輔助運(yùn)輸?shù)男始八俣龋?）保證了工作面的連續(xù)工作，機(jī)時(shí)利用率和產(chǎn)量都得到了提高，降低了成本。 二、井下輔助運(yùn)輸井下矸石、材料及設(shè)備等輔助運(yùn)輸，確定選用 JW950/48 無極繩絞車牽引 礦車、平板車和架子車運(yùn)送。第二節(jié)　礦　　車一、礦車選型根據(jù)確定的礦井運(yùn)輸方式，煤炭運(yùn)輸全部采用帶式輸送機(jī)，只有輔助運(yùn)輸使用礦車，本設(shè)計(jì)確定采用 固定式礦車。二、礦車數(shù)量1．礦井投產(chǎn)時(shí)配備 2 個(gè)掘進(jìn)工作面，每個(gè)掘進(jìn)工作面配備 10 臺(tái) 固定式礦車、其它運(yùn)輸配備 10 臺(tái) 固定式礦車，因此選用 固定式礦車 30 臺(tái)；2．運(yùn)送大件和電纜，選用 15 臺(tái)平板車；3．運(yùn)送單體液壓支柱和“Π”型鋼梁，選用 10 臺(tái)架子車。31 / 195三、主要運(yùn)輸巷道斷面和支護(hù)方式根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，為保證運(yùn)輸設(shè)備之間的安全距離和滿足通風(fēng)的要求，經(jīng)計(jì)算，帶式輸送機(jī)巷道的巷道寬度為 ，高度為 ， 凈斷面為 m2；礦車軌道巷的巷道寬度為 ，高度為 ， 凈斷面為 m2；回風(fēng)巷的巷道寬度為 ，高度為 ， 凈斷面為 m2。由于巷道均沿煤層布置，巷道形狀采用矩形斷面，支護(hù)方式采用錨網(wǎng)支護(hù)。第三節(jié) 運(yùn)輸設(shè)備選型一、101 區(qū)運(yùn)輸巷道運(yùn)輸設(shè)備（一）設(shè)計(jì)依據(jù)1．巷道傾角： β =3176。2．運(yùn)輸能力 Q=270t/h (按刮板機(jī)最大運(yùn)輸能力 270t/h 計(jì)算)3．輸送長度： L=1468m4．煤的松散密度： ρ =1 .0t /m35．煤的最大塊度： a=300mm6．工作制度：年工作 br= 330d，日工作 t =16h（二）帶式輸送機(jī)選型根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)，初選 STJ800/150S 型固定帶式輸送機(jī)，其主要技術(shù)特征：輸送能力 Q=300 t/h，輸送長度 L=1468m，帶寬 B=800mm，帶速 υ =。1．帶寬的校核（1）按輸送能力計(jì)算 ???cKB??其中：按槽角 35176。物料斷面系數(shù)取 K=270，輸送機(jī)傾角系數(shù) c=。（2）按塊度要求計(jì)算 mm802320??????aB因此，所選取帶寬 B =800mm 滿足要求。2．基本參數(shù)計(jì)算32 / 195每米長度上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量 qRO= kg/m每米長度下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量 qRU= kg/m每米長度膠帶質(zhì)量 qB= kg/m（PVG800/1 型）每米長度膠帶上物料質(zhì)量 qG= kg/m 3．帶式輸送機(jī)布置形式：4．輸送帶垂度和強(qiáng)度校核1）圓周力計(jì)算 ????21sincos2 sGRUOGBU FgLqqqCfLF ????? ??N53701其中：輸送機(jī)傾角 β =3186。，取附加阻力系數(shù) C=，取模擬摩擦系數(shù) f=，托輥前傾等摩擦阻力 Fsa=2084 N，清掃器等特種阻力 Fs2=500 N。2）運(yùn)行段阻力計(jì)算重段直線阻力： Wzh=53836 N空段直線阻力： Wk=－4012 N3）各點(diǎn)張力計(jì)算（1）按運(yùn)行方向從主動(dòng)輪分離點(diǎn)開始順序標(biāo)出各計(jì)算點(diǎn)編號(hào)，如圖所示。（2）按驅(qū)動(dòng)滾筒不打滑要求確定主動(dòng)輪分離點(diǎn)的最小張力：本設(shè)計(jì)采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)，選擇帶人字溝槽橡膠覆蓋面的驅(qū)動(dòng)滾筒，其與膠帶之間摩擦系數(shù)為 μ =，驅(qū)動(dòng)滾筒圍包角 α =α 1+α 2=300176。， eμα =，啟動(dòng)系數(shù)取Ka=，則 ???????eFKUa（3）滿載運(yùn)行各點(diǎn)張力值計(jì)算取 S1=F2min=11313 N S2 =11313 N S3=11513 N S4 =11513 N33 / 195S5=12313 N S6= 8301 N S7=8801N S8=62637 N S9 =63137 N S10≈65014 NF1=Fmax= F2min+FU=11313+53701=65014 N4）輸送帶垂度校核重段 N???? ???????ROGBlfgq其中：膠帶重段允許撓度 = m，上托輥間距 lRO= m。Rlfax空段 ?????RUBklfgqF其中：膠帶空段允許支撓度 = m，下托輥間距 lRU=3 m。Rlfax因?yàn)?S7Fzhmin， S6Fkmin，則膠帶懸垂度滿足要求。5）輸送帶安全系數(shù)校核取 m0=， Cw=，硫化接頭效率 η 0=， Ka=。???????WaK .60648max??FB?因此，選用許用抗拉強(qiáng)度 σ B=860 N/mm 的 PVG800/1 型的尼龍帆布芯輸送帶滿足強(qiáng)度要求。5．電動(dòng)機(jī)功率校核1）軸功率計(jì)算 kW ?????UFP2）電動(dòng)機(jī)功率 kW .9.??N其中：液力耦合器取 η 1=，三級(jí)減速器傳動(dòng)效率 η 2=，傳動(dòng)效率，電壓降系數(shù)取 η ′ =，功率不平衡系數(shù)取 η ″ =。 ????34 / 195選用 YB2280S4 型電動(dòng)機(jī) 2 臺(tái)，額定功率 Pe=752 kW，額定電壓 Ue=660V，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，滿足要求。結(jié) 論：所選 STJ800/150S 固定帶式輸送機(jī)：帶寬 B=800 mm，帶速 υ = m/s輸送帶：阻燃 PVG800/1 整體帶芯 15002m電動(dòng)機(jī)：YB 2280S4 型 2 臺(tái)傳動(dòng)滾筒：直徑 630 mm經(jīng)過驗(yàn)算，初選 STJ800/150S 型固定帶式輸送機(jī)可以滿足工作要求。但必須配置《煤礦安全規(guī)程》中要求的所有安全保護(hù)設(shè)施。可選用 KHP1 礦用帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置，其裝置具有皮帶機(jī)低速、超溫、煙霧、滿煤、堆煤、跑偏、撕帶等綜合保護(hù)功能；送煤流延時(shí)順序起車，逆煤流順序停車，緊急停車等集中控制功能；報(bào)警和通話功能；根據(jù)要求設(shè)置的開車傳感器能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)開車，有顯著的系統(tǒng)節(jié)能效果。二、101 區(qū)軌道巷道運(yùn)輸設(shè)備（一）設(shè)計(jì)依據(jù)1．高瓦斯礦井2．巷道傾角為 3186。3．運(yùn)送設(shè)備、材料4．運(yùn)送矸石： A 矸 =20kt/a（二）運(yùn)輸方式的確定適應(yīng)于井下運(yùn)輸大巷輔助運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備有：1．架線式機(jī)車運(yùn)輸：用于低瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)主要運(yùn)輸巷道。如果在高瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)主要運(yùn)輸巷道使用，必須遵循《規(guī)程》規(guī)定。2．蓄電池機(jī)車運(yùn)輸：不能采用架線電機(jī)車時(shí)使用。3．低污染防爆內(nèi)燃機(jī)車（柴油機(jī)車）：4．無極繩運(yùn)輸：無極繩運(yùn)輸距離不限制，煤炭和輔助運(yùn)輸可以合用同一運(yùn)輸系統(tǒng)，可減少運(yùn)輸設(shè)備；能在彎道和坡度變化的條件下運(yùn)輸；設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，安裝不復(fù)雜，電控簡(jiǎn)單。但運(yùn)行速度低，距離較長時(shí)需增設(shè)絞車臺(tái)數(shù)；在運(yùn)行中摘掛鉤，安全性差；鋼絲繩和地滾等設(shè)施易磨損，維修工作量較大。小型礦井大巷采用。本設(shè)計(jì)經(jīng)比較，確定選擇無極繩運(yùn)輸。35 / 195（三）無極繩運(yùn)輸選擇計(jì)算1．無極繩運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)布置絞車房位置：設(shè)在斜坡上端，下端設(shè)置拉緊裝置。無極繩絞車與鋼絲繩纏繞方式：因?yàn)榍斑M(jìn)后出式從絞車受力和提高摩擦傳動(dòng)效率都有利，所以采用前進(jìn)后出式。2．設(shè)備運(yùn)輸能力計(jì)算1）運(yùn)輸生產(chǎn)率計(jì)算 t/.???tbCAQr矸矸其中：矸石年產(chǎn)量 A 矸 =20kt/a，每年工作天數(shù) br=330 d/a，每天運(yùn)輸小時(shí)數(shù)取 t =4h。2）設(shè)備運(yùn)輸能力及礦車掛車間距滿足運(yùn)輸生產(chǎn)率要求時(shí)，礦車掛車的最小間距： mQGl?360???其中：無極繩運(yùn)輸能力 Q 矸 =，礦車裝載質(zhì)量 G=，無極繩絞車運(yùn)行速度υ= m/s。取圓整值 l =331m。3．重列車側(cè)（或空列車側(cè)）掛車數(shù)確定 取 5 ?lLZ其中：運(yùn)輸距離 L=1530 m，礦車（車組）間距 l =331 m。4．鋼絲繩選擇無極繩絞車運(yùn)輸用鋼絲繩一般選用[繩 67 股（1+6）繩纖維芯]鋼絲繩，其直徑一般選用 13～34mm。1）鋼絲繩安全系數(shù)， 《規(guī)程》第四百條規(guī)定無極繩運(yùn)輸運(yùn)物時(shí)：m =－ L=－1530= 且 m≥，取 m=；2）鋼絲繩單位長度質(zhì)量： kg/mgfSGZpB)3sinco()si(0 in???????????36 / 195其中：礦車自重質(zhì)量 G0=610kg，取鋼絲繩最小張力 Smin =2940N，取礦車阻力系數(shù)ω =，取鋼絲繩阻力系數(shù) f =，取鋼絲繩抗拉強(qiáng)度 σ B =1470MPa，鋼絲繩密度 γ 0=；根據(jù)計(jì)算值，在繩 67+FC 股（1+6）繩纖維芯鋼絲繩規(guī)格表中選用：繩徑 d=14 mm，絲徑 δ = mm，單位長度質(zhì)量 p= kg/m，鋼絲破斷拉力總和Qd=95600=108410N 的鋼絲繩。5．運(yùn)行阻力計(jì)算1）重段運(yùn)行阻力：NgfpLgGZFzh )3sinco()3sinco)(0 ???? ?????1042?2）空段運(yùn)行阻力：Nfk )si()si3(0 ???? ??86．各點(diǎn)張力計(jì)算 145一一一1）最小張力點(diǎn)確定：重車向上運(yùn)行，且 Fzh0 時(shí)，最小張力點(diǎn)的位置要根據(jù) Fk值來確定。當(dāng) Fk0 時(shí)，1 點(diǎn)（見圖）的 S1為最小張力，如 Fk0 時(shí)，3 點(diǎn)的 S3為最小張力。2）各張力點(diǎn)計(jì)算：因?yàn)?Fzh0， Fk0， 則 S1= Smin=2940 NS2= N S3= N S4= 4448 N S5=14790N7．校驗(yàn)鋼絲繩安全系數(shù) 滿足要求。????FQd8．驗(yàn)算摩擦力備用系數(shù)采用 4 次纏繞摩擦繩輪，圍包角 α =4π；木襯或膠襯輪緣，摩擦系數(shù) μ =。 滿足要求。)(2)( ?????????eSek37 / 1959．絞車電動(dòng)機(jī)功率 kWMSP??10)(?? )2947(. ????其中：絞車運(yùn)行速度 υ =，取設(shè)備傳動(dòng)效率 η M=。10．絞車型號(hào)選擇和主要參數(shù)校驗(yàn)1）絞車型號(hào)選擇根據(jù)以上計(jì)算，選擇 JW950/48 無極繩絞車，其技術(shù)特征：卷筒直徑 D=1200mm，寬度 B=140mm，最大靜拉力 Fjmax=2500kg，最大靜拉力差 Fcmax=2022kg，允許鋼絲繩最大直徑 d=，鋼絲繩速度 υ =，減速比 i=48，電動(dòng)機(jī)型號(hào) IJB326，配用功率 Pe=25kW，轉(zhuǎn)速為 n=980r/min。2）主要參數(shù)校驗(yàn)（1）卷筒直徑 D=95050d=5015=750mm；（2） 最大靜拉力 Fjmax=2500=2452518468 N（3） 最大靜拉力差 Fcmax=2022=19620(18468 2940)=15528N（4） 允許鋼絲繩最大直徑 d=14mm（5） 電動(dòng)機(jī)配用功率 Pe=25（6） 實(shí)際鋼絲繩運(yùn)行速度為 ，在允許鋼絲繩速度 υ =。選用 JW950/48 無極繩絞車軌道運(yùn)輸滿足要求。38 / 195第四章 采區(qū)布置及設(shè)備第一節(jié) 采煤方法一、采煤方法選擇及其依據(jù)影響采煤方法的因素主要有地質(zhì)構(gòu)造、煤層埋深、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍡l件、煤質(zhì)條件及礦井生產(chǎn)能力等。合理的采煤方法是建設(shè)高產(chǎn)高效型礦井的關(guān)鍵。雙樹子煤礦井田擴(kuò)采區(qū)范圍內(nèi)主采層為 42 和 172 煤層。頂、底板巖性均為砂巖、粉砂巖。該礦井煤層瓦斯含量高，屬高瓦斯礦井，自燃煤層，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性；地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件均簡(jiǎn)單，從煤層賦存及開采技術(shù)條件分析，煤層厚度及采高范圍：～，平均 。根據(jù)礦井的儲(chǔ)量和煤層賦存情況，本著盡量減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高礦井采掘機(jī)械化程度，結(jié)合礦井的生產(chǎn)能力和煤層賦存條件，確定該礦布置 1 個(gè)高檔普采工作面。二、采煤工藝及設(shè)備選型（一）主要機(jī)械設(shè)備選型確定礦井裝備 1 套單一長壁高檔普采工作面，可以配備刨煤機(jī)、單滾筒采煤機(jī)或雙滾筒采煤機(jī)割煤，從而實(shí)現(xiàn)工