【導讀】題進行設計或研究的綜合性訓練。度，提高自己調查研究和科技創(chuàng)新的能力。作面條件，選擇采區(qū)運輸方式及排水、供電設備；熟悉采區(qū)通風系統(tǒng)，了解采區(qū)通風方式；了解采區(qū)巷道支護方式；采區(qū)設備的選型與計算；導老師指出寶貴意見。區(qū)內主要河流為石湖河，位于井田中部，平時水。主要為恢河，由南向北經(jīng)陽方口流入朔州平原，屬桑干河上游支流。神頭泉在本井田東北的朔州平原排泄，出露標高為－。井田內無長年地表水體，各河谷為季節(jié)性河流及雨季排洪通道。降雨主要集中在6、7、8月份，最大年降水量，最。小年降水量，平均年降水量，年平均蒸發(fā)量。井田總體構造形態(tài)為走向NW轉NNE，傾向SW轉NWW的單斜構造。落差30—40m，在區(qū)內呈反“S”型延展，延長度約為2100m。井田內無陷落柱，無巖漿巖侵入，總之，本井田地質構造簡單為一類。厚度較薄，向南北均變厚，為井田現(xiàn)采煤層。井田已有采空區(qū)及小窯破壞區(qū)面積約。質泥巖，平均厚度，節(jié)理，裂隙不發(fā)育。

　　

【正文】 (m3/min) 式中 Q 掘 —— 綜掘工作面配風標準， m3/min； q CH4絕 －綜掘工作面 CH4 絕對涌出量，掘進工作面平均斷面為 10m2,單進為450/月，生產(chǎn)天數(shù)為 25d。 q CH4 絕 =10179。 450179。1. 56179。 247。（ 25179。24179。60 ） =(m3/min)； K 掘 CH4－工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)， K CH4=2； 則 Q 掘 CH4＝ 100179。 179。 2＝ 58(m3/min) ② 按 CO2涌出量計算 Q 掘 ＝ 70qCO2絕 179。 K (m3/min) 式中 Q 掘 —— 綜掘工作面配風標準， m3/min； QCO2 絕 －綜掘工作面 CO2 絕對涌出量，掘進工作面平均斷面為 10m2,單進為450/月，生產(chǎn)天數(shù)為 25d。 QCO2 絕 =10179。 450179。1. 56179。 247。（ 25179。24179。60 ） =(m3/min)； K 掘 CO2－工作面 CO2涌出不均衡系數(shù)， K CO2=2； 則 Q 掘 CO2＝ 70179。 179。 2＝ (m3/min) 40 ③按人數(shù)計算 Q 掘 =4N=4179。 25＝ 100m3/min) 式中 4－每人每分鐘供給的風量不得小于 4 m3； N－掘進工作面同時工作的最多人數(shù)。 ④ 根據(jù)上述計算，綜掘工作 面需風量為 100m3/min,故選 FBD№179。11 型局扇壓入式供風，經(jīng)查該型號局扇風量為 315～ 220 m3/min。 為了防止局扇發(fā)生循環(huán)風，綜掘工作面配風量不得低于 315m3/min，故綜掘工作面配風暫按 400m3/min 計算。 ⑤ 按風速驗算 按最高、最低風速驗算，必須滿足 ＜ V 掘 ＜ 4m/s。 則 Vmin= Q 掘 /Smax=400/＝ Vmax= Q 掘 /Smin=400/＝ 式中 Smax－掘進工作面最大凈斷面積 S 掘 ＝ ； Smin－掘進工作面最小凈斷面積 S 掘 ＝ ； 故有 ＜ V 掘 ＜ 4m/s，經(jīng)驗算符合要求。 因此綜掘工作面的配風量為： Q 掘 ＝ 400m3/min，綜掘工作面選用 FBD№179。11 局扇供風。 （ 4）炮掘工作面配風量 ① 按瓦斯涌出量計算 Q 掘 ＝ 100qCH4 絕 179。 K (m3/min) 式中 Q 掘 —— 炮掘工作面配風標準， m3/min； q CH4絕 －炮掘工作面 CH4 絕對涌出量，掘進工作面平均斷面為 10m2,單進為240m/月，生產(chǎn)天數(shù)為 28d。 q CH4 絕 =10179。 240179。1. 56179。 247。（ 28179。24179。60 ） =(m3/min)； K 掘 CH4－工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)， K CH4=2； 則 Q 掘 CH4＝ 100179。 179。 2＝ 28(m3/min) ② 按 CO2涌出量計算 Q 掘 ＝ 70qCO2絕 179。 K (m3/min) 式中 Q 掘 —— 炮掘工作面配風標準， m3/min； 41 QCO2 絕 －炮掘工作面 CO2 絕對涌出量，掘進工作面平均斷面為 10m2,單進為240m/月，生產(chǎn)天數(shù)為 28d。 QCO2 絕 =10179。 240179。1. 56179。 247。（ 28179。24179。60 ） =(m3/min)； K 掘 CO2－工作面 CO2涌出不均衡系數(shù)， K CO2=2； 則 Q 掘 CO2＝ 70179。 179。 2＝ 67(m3/min) ③ 按炸藥量計算： Q 掘 ＝ 25A m3/min 式中 A－掘進工作面一次爆破所用的最大炸藥量，本礦實測 A=； 則： Q 掘 =25179。 =200 m3/min ④按人數(shù)計算 Q 掘 =4N=4179。 20＝ 80m3/min) 式中 4－每人每分鐘供 給的風量不得小于 4 m3； N－掘進工作面同時工作的最多人數(shù)。 ⑤根據(jù)上述計算，炮掘工作面需風量為 200m3/min,故選 FBD№179。11 壓入式供風，經(jīng)查該型號局扇風量為 315～ 220 m3/min。 為了防止局扇發(fā)生循環(huán)風，炮掘工作面配風量不得低于 315m3/min，故炮掘工作面配風暫按 400m3/min 計算。 ⑥按風速驗算 按最高、最低風速驗算，必須滿足 ＜ V 掘 ＜ 4m/s。 則 Vmin= Q 掘 /Smax=400/＝ Vmax= Q 掘 /Smin=400/＝ 式中 Smax－掘進工作面最大凈斷面積 S 掘 ＝ ； Smin－掘進工作面最小凈斷面積 S 掘 ＝ ； 故有 ＜ V 掘 ＜ 4m/s，經(jīng)驗算符合要求。 因此炮掘工作面的配風量為： Q 掘 ＝ 400m3/min，炮掘工作面選用 FBD№179。11 局扇供風。 （ 5）硐室所需風量 本礦井下設獨立回風的硐室有：火藥發(fā)放硐室、采區(qū)變所，按經(jīng)驗以上硐室供風量均取 120m3/min。 42 則 ∑ Q 硐 =120+120+120=360m3/min （ 6）其它井巷所需風量 礦井生產(chǎn)前期（ 5層）：礦井除采煤、掘進工作面和硐室需要風量外，還有 510采區(qū)皮帶、軌道巷尾回及人行斜巷尾需要風量。按經(jīng)驗均供風 120m3/min，則：∑ Q它 =2179。 120=240m3/min。 礦井生產(chǎn)后期（ 5層）：礦井除采煤、掘進工作面和硐室需要風量外，還有 511采區(qū)巷尾、 510 采區(qū)尾回及 5層運輸大巷尾回需要風量。按經(jīng)驗均供風 120m3/min，則：∑ Q 它 =2179。 120=240m3/min。 礦井各 用風點配風標準見下表 525。 礦井各用風點配風標準 表 單位 :m3/min 序號 用風地點 所需風量 數(shù)量 小計 備 注 1 綜采工作面 1412 1 1412 2 綜采備用工作面 700 1 700 3 掘進工作面 400 2 800 4 中央變電所 120 1 120 5 采區(qū)變電所 120 1 120 6 火藥發(fā)放硐室 120 1 120 采區(qū)尾回及其它 240 240 三、通風構筑物 通風構筑物主要有風橋、風門、風窗等，主要用于調節(jié)風量和 阻斷風流。 四、安全措施 本礦井采用中央分列抽出式通風，通風系統(tǒng)合理，可源源不斷地為井下提供新鮮風 43 流，避免發(fā)生通風死角和瓦斯積聚，從而保證了礦井的安全生產(chǎn)。但在日常生產(chǎn)中仍必須經(jīng)常對影響整個礦井通風的通風機、通風設施進行保養(yǎng)和維護，并經(jīng)常對井下主要通風巷道進行清理，保證通風系統(tǒng)暢通無阻。 本礦井為低瓦斯礦井，不存在瓦斯抽放。 第六章 采區(qū)巷道規(guī)格及支護方式 一、概述 根據(jù)所選的采煤方法及地質條件布置采區(qū)巷道；為減少巷道巖石工程量，采區(qū)巷道布置在煤層內；本著采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，運輸環(huán)節(jié)少；通風系統(tǒng)合 理、可靠，采區(qū)布置專用回風巷；巷道斷面規(guī)格能夠滿足運輸綜采設備的需要。 采區(qū)內布置采區(qū)上、下山巷道，采區(qū)皮帶運輸機與 2煤庫搭接，通過主斜井將原煤提出地面。 二、采區(qū)巷道規(guī)格及支護方式 5層下山 510 采區(qū)布置三條采區(qū)巷道，分別為 510 皮帶運輸下山、 510 軌道下山和 510 回風下山，下山巷道間距 20m。 510 皮帶運輸下山凈寬 ，凈高 ，凈斷面積 ， 矩形斷面，錨桿支護，沿底板布置，巷內鋪設皮帶運輸機，擔負采區(qū)的煤炭運輸和進風任務； 510 軌道下山凈寬 ，凈高 ，凈斷面積 ， 矩形斷面，錨桿支護，沿底板布置，擔負運料、行人、進風任務； 510 回風下山凈寬 ，凈高 ，凈斷面積 ， 矩形斷面，錨桿支護，沿頂板布置，擔負回風任務，兼作采區(qū)的安全避災通道。 44 第七章 采區(qū)設備選型及計算 一、采煤機的選型及驗算 ① 采高 綜合考慮，將工作面采煤機割煤高度定為 。 5 號煤層上分層平均煤層厚度為，則放頂煤高度為 ，采放比為 1:2。 ② 截深 截深的選取與煤層厚度，煤層軟硬，頂板巖性以及支架移架步距有關。 根據(jù)本礦煤層及產(chǎn)量情況， 截深 取 。 ③ 牽 引速度 主要根據(jù)工作面設計生產(chǎn)能力來選擇 。 ?MBQV 60 hg ? = 3 0 3 ??? =式中 ： Qh—— 工作面小時 最大 產(chǎn)量， t/h； htAQ h /3 0 3 0 ???? Vg—— 采煤機所需牽引速度， m/min； M—— 采高， m； B—— 截深， m； γ —— 煤容重， t/m3。 見表 521， 所選工作面采煤機牽引速度 V≥Vg 。 ④ 裝機功率 ： 采煤機需要配備的電動機功率，決定于煤質硬度 f和煤層開采厚度 M，裝機功率的大小決定采煤機在具體 條件下可能達到的生產(chǎn)率。 N1＝ 60BMVHw／ =60179。 179。 179。 179。 4/=280kW N2＝ 300179。179。F179。179。V ／ 3=270kW 式中 ： N N2—— 電動機功率， kW； Hw—— 能耗系數(shù)，按 ～ 選?。?取 F—— 煤質硬度系數(shù) ，取 2； V—— 工作面最大可能割煤速度，選 3m/min。 45 經(jīng)計算，采煤機選用 MG150/375WD 型，采高 ～ ，最大截深 630mm，無鏈液壓牽引，牽引速度應為 0～ ，裝機功率在 375kW。 二、運輸機的選型及驗 算 礦井改建完成后， 5＃ 層 510 運輸下山長度為 750m，沿煤層布置，傾角為 5176。～ 7176。，本設計以傾角 6176。為依據(jù)進行設計。 5＃ 層 510 運輸下山膠帶運輸機，負責在 5＃ 層 510 采區(qū)作業(yè)的 一套 綜采放頂煤工作面、一套機掘工作面和一套普掘工作面的煤炭運輸。膠帶運輸機選型具體計算如下： （一）設計依據(jù)及工作條件 輸送物料：原煤 物料容重： 物料粒度： 0～ 300 ㎜ 4 、 運 輸 能 力 ： ， 工 作 制 度 330a 、 16h/d ， 皮 帶 運 輸 能 力htQ / ???? ，根據(jù)實際 生產(chǎn)情況，采區(qū)皮帶機瞬時運輸能力取 Q=600t/h。 安裝條件：頭部卸料，中、尾部給料。水平總長 L=746m 。 總長 L=750m。 提升高度： H=80m 傾角 :β =6176。 布置形式見圖 311 圖311 (二）參數(shù)確定 根據(jù)運輸能力確定帶寬、帶速 1 6 0 ??? QIm（ kg/s） 46 900167 ??? ?mV II（ m3 /s） 式中： Vm II、 運輸能力 kg/s、 m3 /s ? 物料容重 kg/m3 根據(jù)運輸機械設計手冊，初選帶寬 1000 ㎜，帶速 V=，因 5層下山傾角為 6176。故選用托輥槽角α =35176。 ,動堆積角 20176。，查表得最大截面積 S= ㎡。 輸送機傾角β＝ 6176。，由表查得傾斜系數(shù) k= 1 9 69 0 1 ?????? ?S v kI m （ kg/s） 7 0 51 9 ???? mIQ （ t/h） 能滿足 600t/h 的輸送能力 故確定帶寬為 1000 ㎜，帶速 V=每米物料重 6 0 ???? VQq G (㎏ /m) 托輥參數(shù) 上托輥為三輥槽形托輥φ 108 ㎜， L=380 ㎜，軸承為 4G305，間距 l=1200 ㎜ ,轉動部分質量 G′ = ㎏。 39。3 ???? lGq RO （㎏ /m） 下托輥為平形托輥φ 108 ㎜， L=1150 ㎜ ,間距 l1=3m,轉動部分質量 G″ = ㎏。 mkglGq RU /1 ??? (三 )傳動滾筒上所需圓周驅動力 FU及功率 圓周驅動力 （ 1）承載分支運行阻力 ? ? ? ? 2139。 SSGBGBRO FFgqqHqqqc fL gA ??????? 式中： c— 膠帶機長度系數(shù)， c= 47 f — 模擬摩擦系數(shù)， ?f L— 輸送機水平總長， L=746m g — 重力加速度 ,取 2/ smg ? Gq — 每米物料的質量， mkgqG /? Q— 輸送能力， Q=600t/h v — 帶速， smv /? Bq — 每米帶的質量， 初步選輸送帶 PVC1400S,B=1000 ㎜、 ?Bq ㎏ /m。 ROq — 每米機長上托輥轉動部分的質量 mkgqRo /? H — 提升高度， mH 80? 2sF — 清掃器阻力， NAp uF s 2 4 0 532 ????? A— 清掃器接觸面積， A m?????? 3μ — 清掃器與輸送帶間摩擦系數(shù)， ?u p — 清掃器刮板與輸送帶間的壓力 mNp /105? 1sF — 托輥前傾阻力及導料槽阻力 ? ? εδμ εεε s inc o s0 gqqLCF GB ?? 取 ?C