【導(dǎo)讀】東部以十礦為鄰，礦井工業(yè)廣場有專用鐵路與礦區(qū)專用鐵。路相接，并與國鐵京廣線、焦枝線相連。公路交通四通八達(dá)，有柏油公路與附。近各縣市溝通，交通便利?！?00普通膠帶機(jī)連接，年產(chǎn)量維持在。作為二礦出煤系統(tǒng)，2021年5月投入使用，實(shí)現(xiàn)了井下原煤皮帶運(yùn)輸連續(xù)化，達(dá)到了增產(chǎn)增效的目的。目前礦井主要回采己15煤層，庚20煤層，己庚組四層煤聯(lián)合布置開采，及己庚一采區(qū)聯(lián)合布置同時(shí)開采己，庚組兩層煤。該區(qū)地面相應(yīng)位置為平頂山山脊及南坡、北坡。平頂山山脊為分水嶺，地面。年平均蒸發(fā)量2269mm，年最大。司進(jìn)行了三次論證，又及時(shí)地決定將天力公司無寨礦西半部的儲(chǔ)量劃入二礦，本采區(qū)為單斜構(gòu)造，庚組煤層走向120º，煤層平均傾角17º。本采區(qū)經(jīng)調(diào)查尚未發(fā)現(xiàn)有巖溶陷落柱，巖漿侵入體，古河床沖刷等現(xiàn)象。己16煤層：主要為半亮型煤，煤為黑色，亮煤為主，玻璃光澤，質(zhì)脆松軟，

　　

【正文】 下公式計(jì)算： A=60Vcbh? 式中： A—— 運(yùn)輸生產(chǎn)率 ， t/h， Vc—— 采煤機(jī)的牽引速度， ； b—— 采煤機(jī)一次截割深度， 。 41 h—— 采煤機(jī)一次截割高度， ； ? —— 煤的實(shí)體密度， t/m3。 經(jīng)計(jì)算， A= t/h 2. 工作面刮板輸送機(jī)的選擇計(jì)算 根據(jù)工作地點(diǎn)的運(yùn)輸生產(chǎn)率參考刮板輸送機(jī)規(guī)格表，按下式選擇刮板輸送機(jī)， m≥A 式中： m—— 刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力， t/h； A—— 工作面運(yùn)輸生 產(chǎn)率， t/h； 所以， m≥A= 選擇 SGZ830/630S 型刮板輸送機(jī)。 3. 采區(qū)上山運(yùn)輸上山設(shè)備選擇 采用 SSJ1200/3179。 200 帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，功率 3179。 200KW，生產(chǎn)能力為 1600 t/h 第二節(jié) 采區(qū)通風(fēng) 一 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) （一）采區(qū)進(jìn)回風(fēng)上山的選擇 由于該采區(qū)開采的煤層為厚煤層，為單一煤層，結(jié)構(gòu)簡單，賦存穩(wěn)定，設(shè)有兩個(gè)上山，一條軌道上山，一條運(yùn)輸上山，該采區(qū)采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸上山回風(fēng)。 （二）采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)的布置 井下采煤工作面是人員比較集中的 作業(yè)區(qū)域，也是瓦斯涌出量和煤塵飛揚(yáng)比較集中的地方，因此要求采煤工作面要有良好的通風(fēng)條件，實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)，42 形成并聯(lián)風(fēng)路。 該采煤工作面采用長壁后退式采煤法。所以采用 U型通風(fēng)系統(tǒng) 。區(qū)段運(yùn)輸平巷進(jìn)風(fēng)，區(qū)段回風(fēng)平巷回風(fēng)，及工作面的材料運(yùn)輸。 U型后退式通風(fēng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，巷道施工維修量小，工作面漏風(fēng)小，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理等， 采煤工作面運(yùn)輸平巷作為進(jìn)風(fēng)巷，可有效防止刮板輸送機(jī)運(yùn)輸過程中被風(fēng)仰起的煤塵污染新風(fēng)流，但同時(shí)也影響工作面的風(fēng)流質(zhì)量。另外，由于采煤工作面的電器設(shè)備均布置在階段運(yùn)輸平巷內(nèi)，可減少隱患，并 為工作面采用上行通風(fēng)提供基本條件。 （三）采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)的選擇 上行通風(fēng)與下行通風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)流方向與采煤工作面的關(guān)系而言。當(dāng)風(fēng)流沿采煤工作面由下向上流動(dòng)的通風(fēng)方式，稱為上行通風(fēng)。當(dāng)風(fēng)流沿采煤工作面由上向下流動(dòng)的通風(fēng)方式，稱為下行通風(fēng)。 1. 上行通風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)：采煤工作面和回風(fēng)巷道風(fēng)流中的瓦斯以及從煤壁及采落的煤炭中不斷放出的瓦斯，由于其比重小，有一定的上浮力，瓦斯自然流動(dòng)的方向和通風(fēng)方向一致，有利于較快地將低工作面的瓦斯?jié)舛?，防止在低瓦斯風(fēng)速地點(diǎn)造成瓦斯局部積聚。 主要缺點(diǎn)：采煤 工作面為逆向通風(fēng)，容易引起煤塵飛揚(yáng)，增加了采煤工作面風(fēng)流中的煤塵濃度；煤炭在運(yùn)輸過程中放出的瓦斯，又隨風(fēng)流帶到采煤工作面，增加了采煤工作面的瓦斯?jié)舛?；運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱量隨進(jìn)風(fēng)流散發(fā)到采煤工作面，使工作面氣溫升高。 2. 下行通風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)：工作面內(nèi)為同向通風(fēng)，降低了吹起煤塵的能力，煤塵濃度較小，運(yùn)輸平巷的機(jī)械發(fā)熱量不會(huì)帶入工作面，氣溫可以降低；因?yàn)轱L(fēng)流方向與瓦斯輕浮向上的方向相反，當(dāng)風(fēng)流保持足夠的風(fēng)速時(shí)，就能夠43 對(duì)向上輕浮的瓦斯具有較強(qiáng)的擾動(dòng)，混合能力，使瓦斯局部積聚難以產(chǎn)生，而且煤炭 在運(yùn)輸過程中放出的瓦斯不會(huì)帶入工作面。 主要缺點(diǎn)：工作面運(yùn)輸平巷中設(shè)備處在回風(fēng)流中；一旦工作面發(fā)生水火災(zāi)時(shí)控制火災(zāi)比較困難；當(dāng)發(fā)生煤與瓦斯突出事故時(shí)，下行通風(fēng)極易引起大量的瓦斯逆流而進(jìn)入上部進(jìn)風(fēng)水平，擴(kuò)大突出的涉及范圍。 由于該采煤工作面煤層傾角為 110。工作面瓦斯?jié)舛容^小，具有一定上浮力，綜上所述，該工作面采用上行通風(fēng)。 一、 采區(qū)總供風(fēng)量 采煤工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 采煤工作面所需風(fēng)應(yīng)按瓦斯、二氧化碳和工作面的氣溫、風(fēng)速、人數(shù)等因素分別計(jì)算取其最大值。低瓦斯礦井工作面主要考慮氣候條件和人 數(shù)算得最大值。 （ 1）按瓦斯涌出量計(jì)算工作面風(fēng)量： Q 采 =100Q 瓦 K 瓦 Q 采 —— 采煤工作面需風(fēng)量， m3/min Q 瓦 —— 工作面瓦斯絕對(duì)涌出量 24 m3/min， K 瓦 —— 工作面瓦斯涌處不均衡系數(shù)。對(duì)于機(jī)采工作面， K 瓦=~，取 。 經(jīng)計(jì)算： Q 采 =100179。 30179。 =3600 m3/min （ 2）、按工作面同時(shí)工作人數(shù)最多人數(shù)計(jì)算 Q 采 =4 n 采 式中： Q 采 —— 工作面總需風(fēng)量， m3/min n 采 —— 井下同時(shí)工作的最多 人數(shù)，人； 4—— 每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)， m3/min 44 經(jīng)計(jì)算 Q 采 =336 m3/min （ 3）按工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算 Q 采 =60V 采 S 采 K 采 式中： V 采 —— 采煤工作面適宜風(fēng)速 ，取 1 m/s； S 采 —— 采煤工作面平均有效斷面積， m2； K 采 —— 采煤工作面長度系數(shù)， 經(jīng)計(jì)算， Q 采 =360 m3/min （ 4）采煤工作面所需風(fēng)量的確定 根據(jù)以上瓦斯、氣溫、人數(shù)的計(jì)算比較，該采區(qū)工作面實(shí)際需風(fēng)量為 Q 采=3600m3/min。 （ 5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 15179。 S 采 ≤ Q 采 ≤ 240179。 S 采 S 采 —— 采煤工作面平均有效斷面積， m2；取 20 300≤ Q 采 ≤ 4800 m3/min。 取 3600 m3/min。 采區(qū)硐室需風(fēng)量計(jì)算 通常采區(qū)硐室需風(fēng)量取 100 m3/min，即 Q 硐 =100 m3/min， 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量一 般取 200 m3/min。 采區(qū)總風(fēng)量計(jì)算 采區(qū)總風(fēng)量為 Q 總 = Q 采 ＋ Q 掘 ＋ Q 硐 =3600+200+100=3800 m3/min。 三 負(fù)壓及等積孔 1. 通風(fēng)阻力 通風(fēng)容易時(shí)期風(fēng)量為 94 m3/s，負(fù)壓 1491Pa。 通風(fēng)困難時(shí)期風(fēng)量為 119 m3/s，負(fù)壓 2360 Pa。 2. 自然風(fēng)壓 45 本礦井最大深度 500m，故該礦井自然風(fēng)壓按下式計(jì)算； Hn=（ P0g/R）（ 1/T11/T2）（ 1+H/10000） 式中： Hn—— 礦井自然風(fēng)壓， Pa； P0—— 大氣壓力， Pa； H—— 礦井開采深度， T1—— 進(jìn)風(fēng)側(cè)平均溫度，夏季 303K（ K=273+30）；冬季 287K（ K=273+20） R—— 空氣常數(shù)，按干空氣地 287J/Kg178。 K 取值。 則礦井最大自然風(fēng)壓為：夏季 Hn=, 冬季 Hn=. 由此可看出冬季通風(fēng)有利。 3. 等積孔計(jì)算 礦井等積孔： A=式中： A—— 等積孔， m2； Q—— 礦井總風(fēng)量， m3/s， H—— 礦井通風(fēng)負(fù)壓， Pa， 經(jīng)計(jì)算，通風(fēng)容易時(shí)期風(fēng)量 94 m3/s，負(fù)壓 1491 Pa，通風(fēng)等積孔 m2；通風(fēng)困難時(shí)期風(fēng)量 119 m3/s，負(fù)壓 Pa，通風(fēng)等積孔 m2。采區(qū)通風(fēng)容易，采用離心式通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。 該運(yùn)輸巷采用半圓拱形斷面，采用 900mm 軌距雙軌運(yùn)輸大巷，其凈寬在 以上，在煤層中選用鋼筋砂漿錨桿與噴射混凝土支護(hù)。 二 .確定巷道斷面尺寸 B ZK14— 91550 型電機(jī)車，寬 A1=1355mm，高 h=1600mm， 3t礦車寬 1200mm，高 1400mm 根據(jù)《規(guī)程》并參照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，取巷道人行道寬 c=1200mm，非人行道一側(cè)寬46 a=500mm，雙軌中心線距 b=1600mm。 則：兩列對(duì)開電機(jī)車之間距離為： 1600（2135521355?） =245mm 故巷道凈寬度 B=a1+b+c1=（ 500+21355） +1600+（21355+1200） =4655mm h0 半圓拱形巷道拱高即半拱半徑 R h0=R=2B = 24655 = h3 確定軌型為 24Kg/m，則道床總高度 hc=360mm 道喳高度 hb=200mm，道喳至軌面高 ha=160mm。 （ 1） 按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定 h3= h4+ hc 22 ）（）（ zKnR ??? 公式中： h4—— 軌面起電機(jī)車架線高度 h4=2021mm， hc —— 道床總高度為 360mm， n—— 導(dǎo)電方子距拱壁安全間距，取 n=300mm， b1—— 軌道中心線與巷道中線間距， b1=2B a1= 24655 =1150mm K—— 導(dǎo)電弓子寬度之半；取 360mm 則： 第三節(jié) 采區(qū)供電 一 . 采區(qū)供電設(shè)計(jì)的任務(wù)及設(shè)計(jì)資料 1. 采區(qū)供電設(shè)計(jì)任務(wù) 47 (1).確定采區(qū)變電所和各個(gè)配電點(diǎn)的位置； (2).采區(qū)變電動(dòng)力變壓器選型計(jì)算和型號(hào)臺(tái)數(shù)的確定； (3).選擇采區(qū)所用電纜； (4).選擇饋電裝置和起動(dòng)器； (5).整定采區(qū)低壓電網(wǎng)過流保護(hù)裝置； (6).制定采區(qū)漏電保護(hù)措施； (7).制定采區(qū)接地保護(hù)措施； (8).擬定采區(qū)供電系統(tǒng)并繪制采區(qū)供電系統(tǒng)圖。 （ 1） .采區(qū)地質(zhì)情況： 該采區(qū)走向長度 2021m，傾斜長 1000m，傾角 170，煤層平均厚度 6m，媒質(zhì)中硬，煤層頂?shù)装姹容^穩(wěn)定，涌水較少。 (2).瓦斯等級(jí) 該采區(qū)相對(duì)瓦斯涌處量 8m3/t，煤塵爆炸指數(shù)為 6。 （ 3）采區(qū)布置及采煤方法 該采區(qū)走向長度 2021m，分五個(gè)區(qū)段開采五個(gè)工作面，工作面長度 180m，采煤上山開采，上山軌道開在煤層下部，采用綜采放頂煤的開采方法，掘進(jìn)工作面一個(gè)。 （ 4）工作制度：采區(qū)年工作日 300 天每天四班工作，其 中三班工作一班檢修。 （ 5）采區(qū)用電設(shè)備 采煤工作面設(shè)備：雙滾筒采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、裝載機(jī)、帶式輸送機(jī)。 區(qū)段平巷運(yùn)輸設(shè)備：膠帶輸送機(jī)、破碎機(jī)、泵房、移動(dòng)變電站。 二 . 采區(qū)變壓器的選擇 根據(jù)采區(qū)負(fù)荷，可采用兩臺(tái) 320KVA 的礦用變壓器。 48 三 . 采區(qū)供電系統(tǒng) 采區(qū)供電系統(tǒng)具體擬制原則如下： ，操作是：于方便的前提下，力求所用開關(guān)、起動(dòng)器、電纜等最省。 。 ，應(yīng)合理分配變壓器的負(fù)荷。原則上一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)一個(gè)工作面的用電設(shè)備 ，這樣可以減少發(fā)生事故時(shí)的停電范圍。 。 、便于檢修。 根據(jù)以上原則采區(qū)變電所高低壓常采用下列接線方式。 （一） .高壓側(cè) 采用雙電源進(jìn)線，（ 1）一回路供電，一回路備用，兩回路進(jìn)線均設(shè)開關(guān)。 （二） . 低壓側(cè) 采用雙臺(tái)變壓器低壓側(cè)分別運(yùn)行的接線方式，用于工作面負(fù)荷。 第四節(jié) 采區(qū)排水系統(tǒng) 采區(qū)采用上山開采，采區(qū)涌水量較小，采區(qū)的涌水沿軌道水溝排至該采區(qū)所在水平的運(yùn)輸大巷專用水溝，然后引致中央泵房水溝，最終由中央泵房集中排至地面。 49 第七章 采區(qū)施工 設(shè)計(jì) 第一節(jié)巷道斷面設(shè)計(jì) 一 . 巷道斷面選型 該運(yùn)輸巷采用半圓拱形斷面，雙軌運(yùn)輸大巷，布置在煤層中，選用鋼筋砂漿錨桿與噴射混凝土支護(hù)。 二 . 確定巷道斷面尺寸 1. 巷道凈寬度 B 型電機(jī)車，寬 A1=1060mm，高 h=1600mm， 礦東寬 1200mm，高1400mm， 根據(jù)《規(guī)程》，并參照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，取巷道人行道寬 c=1000mm，非人行道一側(cè)寬a=500mm，雙軌中心線距 b=1300mm， 則：兩側(cè)對(duì)開電機(jī)車之間距離為 ： 1600（ 21060 + 21060 ） =245mm 故巷道凈寬度 B=a1+b+c1=（ 500+ 21060 ） +1300+（ 21060 +1000） =4455mm 2. 巷道拱高 h0 半圓拱形巷道拱高即半圓拱半徑 R h0=R=2B = 24455 = 3. 巷道壁寬 h3 確定軌型為 24Kg/m，則道床總高度 hc=360mm，道喳 高度 hb=200mm，道喳至軌面高 ha=160mm。 （ 1） 按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定， h3= h4+ hc 50 公式中： h4—— 軌面起電機(jī)車架線高度， h4=2021mm hc—— 道床總高度，為 360mm n—— 導(dǎo)電弓子距拱壁安全間距，取 n=300mm b1—— 軌道中心線與巷道中線間距， b1=2B a1= 24455 =1050mm K—— 導(dǎo)電弓子寬度之半，取 360mm， 則： h3=2021+360=1045mm （ 2） .按管道裝設(shè)要求確定。 h3= h5+ h7+ hb 公式中： h5—— 道喳面至管子底高度，取 1800mm h7—— 管子懸掛體總高度，取 900mm D—— 壓氣管直徑， 200mm m—— 導(dǎo)電弓子距管子間距，取 300 b2—— 軌道中心與巷道中線間距 b2= 2B c1=550mm 經(jīng)計(jì)算： h3= 1800+900+200=1100mm 第二節(jié) 采區(qū)下部及交叉點(diǎn) 一 . 采區(qū)下部車場設(shè)計(jì) 該采區(qū)煤層傾角為 170，運(yùn)輸上山和軌道上山均開在煤層內(nèi)，運(yùn)輸上山中心線與軌