【導(dǎo)讀】寫(xiě)技術(shù)文件和繪制工程圖件的基本技能。這些能力的培養(yǎng)對(duì)以后走上工作崗位做了良好的鋪墊。了一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)就是在河南平寶煤業(yè)有限公司首山一礦實(shí)際地。一些改動(dòng)后，對(duì)礦井做出的初步設(shè)計(jì)。其主要內(nèi)容包括：礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特。本設(shè)計(jì)以《畢業(yè)設(shè)計(jì)論文大綱》為依據(jù)，按照《安全規(guī)程》的要求，力有限，設(shè)計(jì)中難免有不妥和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)審閱老師批評(píng)指正。該井田位于平頂山礦區(qū)李口向斜北翼東端。井田交通方便，由鐵路、公路與省內(nèi)外溝通。穿煤田，平頂山火車(chē)站東距京廣鐵路的孟廟站70km，西距焦枝鐵路寶豐站26km；平頂山市到禹州市的平禹鐵路于井田東側(cè)穿過(guò)；十三礦鐵路專(zhuān)用線穿過(guò)本井田。經(jīng)過(guò)工業(yè)場(chǎng)地在七里店與許南公路相接。灌溉水源，不承擔(dān)工礦企業(yè)生活、生產(chǎn)供水任務(wù)，不能作為首山一礦的供水水源。全區(qū)可采，為井田主采煤層。首山一礦井田位于丘陵～平原的過(guò)渡部位。左右，相對(duì)高差260～280m。丘陵地貌分布于井田南

　　

【正文】 計(jì)將軌道布置在煤層中考慮了探煤能保證巷道的準(zhǔn)確連接，但存在串聯(lián)風(fēng)無(wú)法避免，還要多次揭煤層，施工進(jìn)度比較慢，采區(qū)形成系統(tǒng)時(shí)間長(zhǎng) ，煤層中維護(hù)困難，維修費(fèi)用高。 方案二雖然初期工程量偏大，初期投資偏大，但回采巷道聯(lián)絡(luò)工程量小，工程總費(fèi)用增加不大，同時(shí)能避免中車(chē)場(chǎng)施工貫通前的串聯(lián)風(fēng)，以及不揭煤層，保證巷道準(zhǔn)確連接，主要巷道布置在穩(wěn)定的巖層中，容易維護(hù)，且能加快工程進(jìn)度，縮短建井工期，特別是對(duì)于己二采區(qū)，作為二水平的軌道和皮帶暗斜，更具有重要意義，作為首選方案。 為了提高巷道支護(hù)效果，降低維護(hù)工作量，我們考慮將軌道、回風(fēng)、皮帶上 (下 )山布置在穩(wěn)定的巖層中，對(duì)己二采區(qū)，將軌道和回風(fēng)下山布置在煤層頂板 6～ 10 米的砂巖及沙質(zhì)泥巖中，巖層很穩(wěn)定， 支護(hù)效果好，也便于巷道連接，皮帶下山布置在距煤層底板 15～ 20 米間的二灰中。 附表一：采區(qū)巷道布置方案比較表 項(xiàng)目 方案一（三條巖巷） 方案二（三條巖巷、一條輔助煤巷） 方案三（兩條巖巷、一條煤巷） 備注 采區(qū)準(zhǔn)備 工程量 (m) 3322 全巖 4152 其中巖 3322 煤 830 3322 其中巖 2655 煤 667 不包含連接處部分各方案相同的工程量 中車(chē)場(chǎng)工 程量 (m) 390 390 780 全區(qū)四個(gè)中車(chē)場(chǎng) 順槽回風(fēng)聯(lián)巷工程量（ m） 520 160 520 工程量合計(jì)（ m） 4232全巖巷 4702 其中巖 3872 煤 830 4622 其中巖 3955 煤 667 己二采區(qū) 工程費(fèi)用估算（萬(wàn)元） 5279． 6 巖巷 萬(wàn)元 /m,煤 萬(wàn)元 /m,輔助煤巷 元 /m 揭煤次數(shù) 4 0 8 通風(fēng)系統(tǒng) 連接段施工必須串聯(lián)風(fēng) 不串聯(lián)風(fēng) 連接段施工必須串聯(lián)風(fēng) 表二：采區(qū)巷道布置方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表 項(xiàng)目 方案一（三條巖巷） 方案二（三條巖巷、一條輔助煤巷） 方案三（兩條巖巷、一條煤巷） 備注 優(yōu)點(diǎn) 巷道布置在穩(wěn)定巖層中易于維護(hù)且施工進(jìn)度快 巖巷較煤層施工進(jìn)度快 采區(qū)準(zhǔn)備工程量小 初期投資偏小 主要巷道布置在穩(wěn)定巖層中易于維護(hù)且施工進(jìn)度快 施工中車(chē)場(chǎng)及巷道連接不揭煤 施工準(zhǔn)備工程時(shí)不用揭煤，不串聯(lián)風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)健全 確保中車(chē)場(chǎng)連接測(cè)量準(zhǔn)確 軌道布置在煤層中，便于探清煤層條件。 采區(qū)準(zhǔn)備工程量小 確保中車(chē)場(chǎng)連接測(cè)量準(zhǔn)確 初期投資小 煤層有突出危險(xiǎn)性 缺點(diǎn) 探不清煤層條件，巷道層位不易準(zhǔn)確控制 中車(chē)場(chǎng)施工時(shí)需要揭煤及串聯(lián)風(fēng)，不利于安全生產(chǎn) 工程總費(fèi)用偏高 采區(qū)準(zhǔn)備工程量大 初期投資偏大 軌道布置在煤層中，施工進(jìn)度慢，采區(qū)形成系統(tǒng)時(shí)間長(zhǎng)。 中車(chē)場(chǎng) 施工時(shí)需要揭煤及串聯(lián)風(fēng)，不利于安全生產(chǎn) 大斷面煤巷維護(hù)困難，且易自燃發(fā)火 第二節(jié) 采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式選擇設(shè)計(jì) 采區(qū)車(chē)場(chǎng) 采區(qū)上車(chē)場(chǎng)為平車(chē)場(chǎng)，中部車(chē)場(chǎng)為單側(cè)甩車(chē)場(chǎng)，下部車(chē)場(chǎng)為繞道式平車(chē)場(chǎng)。 第三節(jié) 采區(qū)主要硐室 硐室 己 2采區(qū)上部均設(shè)有采區(qū)（轉(zhuǎn)載）煤倉(cāng)，并分別與上倉(cāng)帶式輸送機(jī)相接，煤倉(cāng)高度為 30，凈直徑 6m，有效容量為 400t。順槽與上山之間均設(shè)置一定容量的溜煤眼，容量200～ 300t。 此外，采區(qū)內(nèi)的硐室有采區(qū)提升機(jī)房、采區(qū)變電所、帶式 輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾硐室及井下瓦斯抽采泵站等。己 2采區(qū)下部還設(shè)有采區(qū)水倉(cāng)、泵房及變電所等。 第四節(jié) 采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù) 礦井所需風(fēng)量：前期： 305m3/s； 后期： 305m3/s。 礦井所需負(fù)壓：前期： 2806Pa； 后期： 2343Pa。 確定通風(fēng)機(jī)需要的風(fēng)量及全壓 根據(jù)礦井所需的風(fēng)量和負(fù)壓，考慮通風(fēng)設(shè)施漏風(fēng)、各種阻力損失和自然負(fù)壓后，通風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)量和負(fù)壓分別為： 通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的風(fēng)量： Q=KLＱ =179。 305=320m3/s 式中： KL－設(shè)備漏風(fēng)系數(shù)； 通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的負(fù)壓 ： H 前期 =Ｈ min+Δ h177。 hz =2806+200+0=3006Pa H 后期 =Ｈ max+Δ h177。 hz =2343+200+0 =2543Pa 式中： Δ h－通風(fēng)設(shè)備中，除風(fēng)機(jī)以外的風(fēng)道和輔助裝置的風(fēng)壓損失， Pa。 hz－礦井自然風(fēng)壓， Pa 通風(fēng)機(jī)驗(yàn)算 礦井現(xiàn)裝備了型號(hào)為 ANN2884/1400N 型不停車(chē)動(dòng)葉可調(diào)礦用軸流式通風(fēng)機(jī)２臺(tái)，其中１臺(tái)工作，１臺(tái)備用。每臺(tái)通風(fēng)機(jī)配用 6 極 990r/min， 10kv， 1250kw 電動(dòng)機(jī) 1臺(tái) 通風(fēng)機(jī)可根據(jù)實(shí)際風(fēng)量、負(fù)壓的變化，通過(guò)調(diào)整葉片角度運(yùn)行在高效區(qū)。 其 運(yùn)行工況如下： 前期： 風(fēng)量： Ｑ 1=320 m3/s 負(fù)壓： H1=3010Pa 葉片角度： α 1=49176。 效率： η 1=83％ 計(jì)算軸功率： N1 =1183(kw)＜ 1250kw 后期： 風(fēng)量： Ｑ 2=320m3/s 負(fù)壓： H2 =2540 Pa 葉片角度： α 2=49176。 效率： η 2=80％ 計(jì)算軸功率： N2=1036(kw)＜ 1250kw 經(jīng)驗(yàn)算通風(fēng)機(jī)配用的電動(dòng)機(jī)容量，能夠滿足風(fēng)機(jī)起動(dòng)要求。 通風(fēng)機(jī)達(dá)到最大設(shè)計(jì)負(fù) 壓和風(fēng)量時(shí)，葉片角度α 2=49176。＜ 55176。（風(fēng)機(jī)最大葉片角度），風(fēng)機(jī)具有足夠的富裕能力，因此，現(xiàn)風(fēng)機(jī)能夠滿足采區(qū)前、后期的通風(fēng)負(fù)壓要求，可繼續(xù)使用。 第六節(jié) 采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)運(yùn)輸及設(shè)備 （一） 采區(qū)煤炭運(yùn)輸及設(shè)備 煤炭運(yùn)輸線路 回采工作面煤炭經(jīng)工作面刮板輸送機(jī)→工作面運(yùn)輸順槽轉(zhuǎn)載機(jī)及可伸縮帶式輸送機(jī)→溜煤眼（工作面煤倉(cāng)）→運(yùn)輸上（下）山采區(qū)（轉(zhuǎn)載）煤倉(cāng)→上倉(cāng)帶式輸送機(jī)巷→井底煤倉(cāng)→主井箕斗提升至地面。 掘進(jìn)工作面煤炭經(jīng)可伸縮帶式輸送機(jī)→溜煤眼（工作面煤倉(cāng)）→運(yùn)輸上（下）山帶式輸送機(jī)→采區(qū)（ 轉(zhuǎn)載）煤倉(cāng)。 采區(qū)上（下）山煤炭運(yùn)輸設(shè)備 采區(qū)上（下）山采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，選型計(jì)算方法及公式同第三章第三節(jié)上倉(cāng)帶式輸送機(jī)選型計(jì)算。 經(jīng)計(jì)算，戊 1采區(qū)上山帶式輸送機(jī)主要技術(shù)特征： 膠帶 St2500 帶寬 B=1m 帶速 V=長(zhǎng)度 L=724m 運(yùn)量 Q=800t/h 電機(jī)功率 P=2179。 250kW 己 2采區(qū)下山帶式輸送機(jī)主要技術(shù)特征 : 膠帶 St3000 帶寬 B=1m 帶速 V=長(zhǎng)度 L=1183m 運(yùn)量 Q=800t/h 電機(jī)功率 P=2179。 355kW （二） 輔助運(yùn)輸及設(shè)備 軌道上（下）山選用 ，順槽采用 調(diào)度絞車(chē)運(yùn)輸，人員運(yùn)送采用斜巷人車(chē)，矸石運(yùn)輸采用 3t固定礦車(chē)，材料運(yùn)輸采用材料車(chē)，液壓支架采用 15t 平板車(chē)運(yùn)輸。 矸石從掘進(jìn)工作面裝 3t固定礦車(chē)→采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)→軌道上（下）山→采區(qū)下（上）部車(chē)場(chǎng)→大巷→井底車(chē)場(chǎng)→副井罐籠提升至地面。 材料設(shè)備從采區(qū)（上）下部車(chē)場(chǎng)→軌道下（上）山→采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)→采掘工作面。 采區(qū)通風(fēng)及排水 采區(qū)通風(fēng) 新鮮風(fēng)流由 600m 軌道大巷和 600m 進(jìn)風(fēng)石門(mén)→采區(qū)軌道運(yùn)輸上（下）山采區(qū)→中車(chē)場(chǎng)工作面運(yùn)輸順槽→回采工作面；泛風(fēng) 風(fēng)流由回采工作面→回風(fēng)順槽→采區(qū)回風(fēng)上（下）山→總回風(fēng)巷→中央回風(fēng)井至地面。 掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。 采區(qū)排水 采掘工作面積水由污水泵排至采區(qū)上中下車(chē)場(chǎng)→采區(qū)上（下）山→運(yùn)輸大巷→井底車(chē)場(chǎng)水倉(cāng)→副井井筒→地面污水處理廠。 排水設(shè)備 （ 一 ） 、設(shè)計(jì)依據(jù) 本采區(qū)排水泵房標(biāo)高為 750m，采區(qū)正常涌水量為 60m3/h，最大涌水量為180m3/h。采區(qū)涌水由 750m 排至 600m 水平，排水垂高為 150m，排水管路沿軌道下山敷設(shè)。 （ 二 ） 、設(shè)備選型 水泵型號(hào)、臺(tái)數(shù) 水泵必須的排水能力： 正常涌水 時(shí)排量： Q = 179。 60=72m3/h 最大涌水時(shí)排量： Qmax = 179。 180=216m3/h 水泵必須的揚(yáng)程： HB =（ 150+5）179。 =202m 選擇布置 MD15530179。 7 型多級(jí)離心水泵，配防爆電動(dòng)機(jī) YB315L14 型，電動(dòng)機(jī)功率 160kw。水泵性能參數(shù)為：額定流量 Q=155m3/h，額定揚(yáng)程 H=210m。 泵房布置三臺(tái)水泵，礦井正常涌水時(shí)， 1臺(tái)工作， 1 臺(tái)備用， 1臺(tái)檢修；最大涌水時(shí)， 2 臺(tái)工作， 1臺(tái)檢修。 排水管路 取經(jīng)濟(jì)流速 vp=～ ，則排水管內(nèi)徑： m～～d p )(3600 1554 ?? ?? ）? 排水管路選用Φ 219179。 6mm 無(wú)縫鋼管。 排水管布置 2趟，在正常涌水時(shí)， 1臺(tái)泵工作于一趟排水管路，在最大涌水時(shí) 2 臺(tái)泵同時(shí)對(duì) 2趟管路工作。 吸水管選用Φ 273179。 7mm 無(wú)縫鋼管。 水泵工作工況 根據(jù)水泵特性方程在水泵工作特性曲線上作管路特性曲線，得水泵工況點(diǎn)M，則單臺(tái)泵工作工況： Qm=145m3/h， Hm=224m，η m=75%。 電動(dòng)機(jī) 根據(jù)水泵工況參數(shù)計(jì)算電機(jī)所需功率為： 179。 1020179。 145179。 224179。 P39。= ———————————— =141kw 1000179。 3600179。 179。 選擇 YB315L14 型防爆電機(jī)能夠滿足排水要求。 排水時(shí)間 正常涌水時(shí)日排水時(shí)間： 60179。 24 T 正常 = ———— = ＜ 20h 145 最大涌水時(shí)日排水時(shí)間： 160179。 24 T 最 = ———— = ＜ 20h 2179。 145 均滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。 第五章 采煤工 工作面回采工 藝 設(shè)計(jì) 第一節(jié) 工作面基本條件 采面概況 己 1512021 采面位于己二采區(qū)上部，采面西靠 600m 軌道運(yùn)輸石門(mén)、己二采區(qū)運(yùn)輸下山及己二采區(qū)上部回風(fēng)巷，東至采區(qū)邊界，北面緊鄰白石山背斜，以南尚未開(kāi)采，對(duì)應(yīng)地面村莊位置為孫灣、高溝。 根據(jù)礦井初步設(shè)計(jì)，該采面走向長(zhǎng) 2380m，可采走向長(zhǎng) 2180m，采長(zhǎng) 210m，采面回采己 15煤層，可采儲(chǔ)量 148 萬(wàn)噸。 該采面風(fēng)巷標(biāo)高為： 580m～ 620m；機(jī)巷標(biāo)高為： 600m～ 680m。 煤層賦存情況 己 1512021 采面煤層結(jié)構(gòu)單一，厚度一般在 ～ m，平均 m，與己 1617煤層 間距為 2～ 6 m。該采面緊鄰白石山背斜，煤層傾角變化較大，在白石山背斜軸部坡度平緩，幾乎在 0176。左右，在機(jī)巷里段坡度較大，一般為 11176。左右。 地質(zhì)構(gòu)造 己 1512021 采面位于白石山背斜南翼，緊鄰白石山背斜。 DXF21 斷層位于該采面內(nèi)，斷層落差 0～ 4 m，傾角 74176。該采面穿 DF18 斷層和 F13 高溝逆斷層， DF18 斷層落差 0～ 5 m，傾角 70176。； F13 逆斷層落差 0～ 40 m，傾角 40176。～50176。 頂?shù)装鍘r性 煤層直接頂板大部為中厚 厚層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖 ,局部為中厚層狀細(xì)粒砂巖 ,厚度 ～ ，一般 3～ 6m，因該采面緊鄰白石山背斜軸，斷層裂隙發(fā)育，頂板巖石破碎，巖體完整性差，大部為Ⅲ～Ⅳ類(lèi) ,局部為Ⅱ類(lèi)。直接底板大部為泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度一般 ～ ，平均 ，局部為細(xì)粒砂巖，厚度 0～ ，平均厚 ，底板飽和抗壓強(qiáng)度平均為 ，屬松軟類(lèi)底板。 水文地質(zhì) 煤層底板灰?guī)r巖溶裂隙含水層一般由 3～ 4 層灰?guī)r組成（ L7～ L10），厚度 ～ ，平均 ，埋深多在 600m 以下，富水性弱～極弱。 L10灰?guī)r頂界至煤層底板間距 ～ ，平均 ，巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，其次為粉細(xì)砂巖，自然狀態(tài)下為隔水層。 煤層頂板砂巖孔隙裂隙承壓含水層由 2～ 4 層細(xì)～中粗粒砂巖組成，厚～ ，平均 ，富水性弱～極弱。 采面內(nèi) DXF21 斷層控制程度較差，可能斷至寒武系灰?guī)r而具有較強(qiáng)導(dǎo)水性；DF18 和 F13 逆斷層控制程度可靠， F13 逆斷層斷裂帶本身富水性弱或不富水，但使兩盤(pán)不同的含水層對(duì)接，并發(fā)生一定程度的水力聯(lián)系。 綜上所述， DXF21 斷層、 F13高溝