【導讀】煤礦的建設(shè)和生產(chǎn)中。本設(shè)計就是在這樣的的前提下對河南集團鶴壁六礦進行。實地考察和實習后，經(jīng)過認真而詳細的分析，計算后撰寫的。本設(shè)計的井田面積為萬平方千米，年產(chǎn)量120萬噸。比較穩(wěn)定，煤層平均傾斜角度為20°，平均煤厚，整體地質(zhì)條件比較簡單，根據(jù)實際的地質(zhì)資料情況主要對礦井開拓方式、準備方式和采煤方法進行。工藝，走向長壁采煤法，用全部跨落法處理采空區(qū)。設(shè)計時根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件，盡可能采用。礦井全部實現(xiàn)機械化，采用先進技術(shù)和借鑒已實現(xiàn)高產(chǎn)。井生產(chǎn)圖紙和資料，并作了一些改動以后，對礦井進行的初步設(shè)計。采礦工程畢業(yè)設(shè)計是采礦工程專業(yè)全部教學進程中的最后一個環(huán)節(jié)。來對基礎(chǔ)知識及其專業(yè)知識的掌握情況，使學生學會自我思考、自行設(shè)計。產(chǎn)高效的先進技術(shù)與工藝，力爭自己的設(shè)計成果達到較高水平。由于時間關(guān)系和設(shè)計者水平有限，設(shè)計中失誤之。處在所難免，敬請審閱老師給予批評指正！

　　

【正文】 風和排水。 立井開拓系統(tǒng)剖面圖見圖 322 水平單位（ ）水平主井副井 圖 322： 立井開拓系統(tǒng)剖面圖 開拓方案 1 和開拓方案 2 的方式不同，通過技術(shù)比較，不能確定，故要進行經(jīng)濟比較，才能確定方案。 開拓方案 1 和開拓方案 2的后期工程量相同，所以只比較前期。 各方案比較費用表及工程量見表 32表 32表 32表 32表 325 河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 20 表 321 建井工程量表 項 目 方案一 方案二 初 期 主井井筒 280+150+40 280+150+40 副井井筒 280+150+20 280+150+20 井底車場 600 600 主石門 300 0 運輸大巷 2519 2519 后 期 主井井筒 500 0 副井井筒 500 0 暗斜井 0 1774 井底車場 600 800 主石門 1200 0 運輸大巷 2280 2280 表 322 生產(chǎn)經(jīng)營工程量表 運輸提升 /萬 t km 項目 工程量 方案一 方案二 大巷運輸 一水平 一采區(qū) 1049 = 1049 = 二采區(qū) 934 = 934 = 三采區(qū) 800 =720 800 =720 四采區(qū) 800 =720 800 =720 二水平 一采區(qū) 1040 = 1040 = 二采區(qū) 933 ＝ 933 ＝ 二水平提升 500 ＝ 300 1774 ＝ 石門運輸 ＝ ————— 總計 表 333 基建費用表 項目 方案一 方案二 工程量 /m 單價（元 /m） 費用 /萬元 工程量 /m 單價（元 /m） 費用 /萬元 主井井筒 970 5786 470 5786 副井井筒 950 6127 450 6127 暗斜井 ——— ——— ——— 1774 2 3701 井底車場 1200 2237 1400 2237 主石門 1500 20xx ——— ——— ——— 運輸大巷 4799 1718 4799 1718 小計 ——— ——— ——— ——— 河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 21 表 334 生產(chǎn)經(jīng)營費用表 項目 方案一 方案二 運輸提升 工程量 /萬 t km 單價 /t km/元 費用 /萬元 工程量 /萬 t km 單價 /t km/元 費用 /萬元 大巷運輸 一水平運輸 二水平運輸 一水平提升 282 282 二水平提升 300 合計 表 335 費用匯總表 方案 方案一 方案二 項目 費用 /萬元 百分率（％） 費用 /萬元 百分率（％） 初期建井費 100 生產(chǎn)經(jīng)營費 100 總費用 100 經(jīng)過經(jīng)濟比較可知，方案一的費用為 萬元，方案二的費用為 萬元，方案一不論是建井費用還是生產(chǎn)經(jīng)營費用均低于方案二，其比較結(jié)果確定為方案二，即采用立井兩水平上下山開采 井筒特征 由前章確定的開 拓方案可知第一水平主、副井都為立井，在井田煤層露頭兩采區(qū)上方設(shè)兩個風井，井筒穿過表土沖積層，含水層等。一般來說，立井井筒橫斷面形狀有圓形、矩形兩種，但圓形斷面的立井服務(wù)年限長，承壓性能好，通風阻力小，維護費用少及便于施工的特點，因此，主、副立井及風井均采用圓形斷面。井筒斷面尺寸，主要是根據(jù)提升容器的種類、數(shù)量及外形尺寸；井筒裝備的類型、規(guī)格、最小允許間隙；井筒的用途、管路、電纜、梯子間的平面尺寸來確定。 主井 本礦井采用立井開拓，礦井的年產(chǎn)量為 120 萬 t。主井主要用于提煤。井筒直徑 ，采用 剛性罐道立井提煤箕斗進行煤炭提升型號為 JDG9/110 4。井筒采用鋼筋混凝土支護；井壁厚度 350mm，壁后充填厚度 80mm。井筒裝備有方形鋼管罐道和罐道梁，井深 970m。 主井井筒斷面布置見圖 331 河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 22 圖 331 主井井筒斷面布置 副井 副井井筒也采用立井形式，井筒主要用于提料、運人、提升設(shè)備，矸石等，并兼作通風、排水。圓形斷面，凈直徑為 ，斷面積 178。，井筒內(nèi)裝備選擇罐籠型號為 。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道，井筒采用鋼筋混凝土支護；井壁厚度 450mm，壁后充填厚度 100mm。井深 950m 副井井筒斷面見圖 332。 河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 23 圖3 32 副井井筒斷面圖 圖 332 副 井井筒斷面布置 副井風速校核： MAXVMDQV ?? 式中： V —— 通過井筒的風速， m/s； Q —— 通過井筒的風量， m3/s； S —— 井筒凈斷面積， m2； M —— 井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井取 ； MAXV —— 《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風速； 由此： 6 6 8 3 ???V =8m/s 所以井筒選擇符合要求。 風井 風井采用直徑為 的圓形井筒，其內(nèi)布置梯子間，作為緊急出口。井壁厚 350mm，充填 50mm。 風井井筒斷面布置如下： 河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 24 圖 3 2 3 風井斷面布置圖 圖 333 風 井井筒斷面布置 風井： smV / 5 6 6 8 3 ????? 表 331 井筒特征 井筒名稱 主井 副井 風井 井口坐標 X(m) 517824 517877 516365 Y(m) 3974093 3974034 3973388 Z(m) 150 150 150 用途 提煤 提人 ,運料 ,排矸，排水 回風 提升設(shè)備 9t箕斗型號為 JDG9/110 4 井筒傾角 (176。 ) 90 90 90 斷面形狀 圓形直徑 圓形直徑 7m 圓形直徑 支護方式 鋼筋混凝土 鋼筋混凝土 混凝土 井筒壁厚 (mm) 400 450 350 提升方位角 (176。 ) 159 159 井筒深度 (m) 970 950 157 斷面積 凈 (m2) 掘 (m2) 河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 25 井壁的支護材料及井壁厚度 井壁是井筒的重要組成部分，其主要作用是承受地壓、防止圍巖風化等。合理地選擇井筒支護形式，對節(jié)約原材料、防低成本、保證安全生產(chǎn)、加快建井速度具有重要意義。目前我國的井筒支護方式主要有砼支護、料石支護、砼砌塊支護和噴射砼支護等。 主井筒直徑 ，采用鋼筋混凝土支護，混凝土壁厚 400mm,充填 80mm。副井筒直徑 7m，其內(nèi)布置梯子間管子道，采用鋼筋混凝土支護，混凝土壁厚 450mm,充填 100mm。風井采用直徑為 的圓形井筒，其內(nèi)布置梯子間，作為緊急出口，井壁厚 350mm，充填 50mm。 井筒深度除自井口至開采水平的井筒長度外，還需要加井窩的深度。 平臺下再設(shè)≥ 4m井底水窩。本礦井的各井筒斷面，井壁厚度，井筒直徑和裝備詳見表 331。 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工作服務(wù)。它是井下運輸?shù)目倶屑~。 井底車場首先必須保證礦井生產(chǎn)所需要的運輸能力，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。 從礦車在井底井場內(nèi)的運行特點看，井底車場有兩大類，即環(huán)形式和折返式。本礦井采用立井開拓，煤層屬于緩傾斜煤層，本礦的設(shè)計生產(chǎn)能力為 120萬 t，所以選用 固定式礦車，軌型為 24kg/m，電機車型號為 XK8－ 6/110A，主要用于輔助運輸，運煤采用皮帶輸送機。井底車場選用刀式環(huán)行井底車場，不經(jīng)過石門與大巷直接相連，減少工程量。由于該車場采用了膠帶輸送機運煤系統(tǒng)，使車場形式大為簡化，通過能力較大，其輔助運輸設(shè)備的型號及外形尺寸見下表 341 所示 表 341 設(shè) 備型號及外形尺寸 運送載體 運輸方式 運輸設(shè)備 型號 外形尺寸（長寬高） mm 質(zhì)量 kg 運材料 材料車 2400 1050 1200 566 運矸石 固定礦車 2400 1050 1200 718 運設(shè)備 平板車 2400 1050 415 535 牽引電車 礦用蓄電池電機車 CXT8A 4500 1040 1600 河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 26 井底車場設(shè)計示意圖如圖 341井底車場示意圖： 圖 341 井底車場示意圖 ① 、 井筒相互位置的確定 本礦井所在地地形平坦，井筒位置不受地面限制，主井中心坐標為（ 517824，3974094），副井中心坐標為（ 517877， 3974034），兩井筒垂直于存車線方向的距離 H 為 35m，平行于存車線方向的距離 L為 71m。如下圖 342 所示： 1— 主井中心線； 2— 副井中心線； 3— 副井儲車線 圖 342 井筒相互位置圖 兩井筒中心點間的直線距離 C 為： 22 )()( baab YYXXC ???? =79m 3 井底車場各存車線長度的確定 井底車場線路包括存車線和行車線。存車線為存放空、重車輛的線路，它由主井重車線、主井空車線、副井重車線、副井空車線及材料車線組成。 行車線為調(diào)度空、重車輛的線路，如連接主、副井空、重車線的繞道和調(diào)車線。副井馬頭門線路也用于行車線。 除上述主要線路外，在井底車場內(nèi)還有一些輔助線路，如通往各硐室的專用線路和硐室內(nèi)鋪設(shè)的線路。 當運輸大巷采用列車運行時，主、副井空重車線長度應(yīng)符合《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：主井空、重車線長度應(yīng)能夠容納 ～ 2列車，副井進、出車線 長度，應(yīng)河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 27 能夠容納 1～ 列車。材料車線應(yīng)能夠容納 10 個以上材料車到一列車。 井底車場線路由直線線路和連接部分所組成，連接部分包括曲線線路和道岔。直線線路就是指存車線和行車線以及調(diào)車線。本礦井運煤直接由膠帶輸送機運往煤倉，故無需計算主井空重車線長度。 a、副井空、重車線長度 L=m nL1+L2+L3 式中： L— 副井空、重車線長度， m m— 列車數(shù)，列數(shù)，取 列； n— 每列車的礦車數(shù)，輛，取 16 輛； L1— 一個礦車長度， m， 2400mm； L2— 電機車長度， m， 4430mm； L3— 列車制動距離， m，一 般取 12～ 15m， L3＝ 15m 取 14m； 副井輔助運輸采用 固定礦車，型號為 MG－ － 6A，外形尺寸 24001050 1200mm，自重 718kg。電機車選用 CXT8A,外形尺寸 4430 1054 1550。 L=mnL1+L2+L3= 16 2400+4430+14000 =76030mm，取 L=； b、材料車線長度 L=10L+ L2 式中： L— 材料車線長度， m； L材 — 一輛材料車長度， m， 2400mm； 本礦井選用 材料車，型號為 MC－ － 6A，外形尺 寸 2400 10501200。 L=10L 材 =10 2400+4430=28430mm 取 L=29 m c、副井馬頭門線路長度 馬頭門線路指副井重車線的末端至材料車線進口變正常軌距的一段線路，線路布置圖如下所示： 圖 343 副井馬頭門布置示意圖 馬頭門的長度 L 可有下式進行計算確定： L=a+b+c+d+e+f+2g 式中： L—— 馬頭門長度 ,m； a—— 罐籠長度，取 ； b—— 進車側(cè)搖臺的搖臂的長度，取 ； c— — 出車側(cè)搖臺的搖臂的長度，取 ； d—— 搖臺臂活動軌中心至單式阻車器輪擋面之間的距離；取 2m； e—— 出車側(cè)搖臺臂的活動軌中心至對稱道岔與直線段連接的切線交 之河南理工大學本科生畢業(yè)設(shè)計 28 間的距離，取 e=3m； f—— 單式阻車器輪擋面至對稱道岔與直線段連接的切線交點之間的距離，取 f=4m； g—— 基本起軌點至單開道岔與直線段連接的切線交點之間的距離f=； 因而可求得： L =+++2+3+4+= 3 線路連接計算 a、線路概述 井底車場線路包括存車 線和行車線。存車線為存放空、重車輛的線路，它由主井重車線、主井空車線、副井重車線、副井空車線及材料車線組成。 行車線為調(diào)度