【正文】 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)。運(yùn)煤由 17 輛 3t 底卸式礦車組成。 ： 3t 底卸式礦車 － 6，自重 ，載重 3t； 固定式礦車 － 6B，自重 ，載重 。 ：年工作 300 天，每天工作兩班，每班工作 7 小時。 ： l1=920m， l2=123m。 ：兩班生產(chǎn) Qs=2500t/班，兩翼運(yùn)輸分別為 Qs1=1500t/班， Qs2=1000t/班。 第二節(jié) 運(yùn)輸機(jī)械選型 一、礦車 3t 底卸式礦車及 1t 固定式礦車選型見 下 表 礦車規(guī)格特征表 二、運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì)依據(jù) ： 。故設(shè)計(jì)選用 I 方案。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 45 經(jīng)比較， I 方案設(shè)備投資省 79 萬元，運(yùn)送材料及設(shè)備轉(zhuǎn)載方便，適應(yīng)性強(qiáng)。 II 方案：采用全液壓傳動無極繩牽引普通軌卡軌車。 大巷（包括回風(fēng)大巷）掘 進(jìn)頭，牽引設(shè)備采用 20HP 防爆低污染柴油機(jī)車。井下輔助運(yùn)輸單重大（液壓支架整體運(yùn)輸），地點(diǎn)多，運(yùn)距長。運(yùn)煤列車由 17 輛 3t 底卸式礦車組成，輔助運(yùn)輸列車由30 輛 1t 固定礦車組成。 綜上所述， 設(shè)計(jì)確定大巷運(yùn)輸采用架線式電機(jī)車牽引礦車的中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 運(yùn)輸方式。特別是本礦井存在長距離運(yùn)輸、裝載點(diǎn)分散和采區(qū)生產(chǎn)能力波動較大的實(shí)際情況，礦車運(yùn)煤對于降低噸公里費(fèi)用和巷道基建費(fèi)用是有利的。從地質(zhì)構(gòu)造和煤組條件看，礦井中后期同采采區(qū)個數(shù)較多，采區(qū)裝載點(diǎn)較分散，如采用皮帶運(yùn)輸，勢必造成皮帶臺數(shù)多，運(yùn)營費(fèi)用高，運(yùn)輸效率低等不利局面。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 第七章 井下運(yùn)輸 第一節(jié) 運(yùn)輸方式的選擇 一、大巷煤炭運(yùn)輸方式的選擇 根據(jù)所確定的開拓系統(tǒng)和本礦井煤層賦存的具體條件，并結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)代化礦進(jìn)井下運(yùn)輸現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，本設(shè)計(jì)對煤炭運(yùn)輸曾提出架線式電機(jī)車和膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸兩個方案，經(jīng)比較認(rèn)為： （一）本礦井井田面積較大，可采煤層 層數(shù)多。 確定中一上采區(qū) 14 號煤層選用國產(chǎn)大功率采煤機(jī)，型號為MG2*100460/，采煤機(jī)采高為 。 根據(jù)中一上采區(qū)和南二上采區(qū)鉆孔資料分析：中一上采區(qū)16 號煤層厚度為 ～ （包括夾矸、下同），煤層傾角6O～ 25O；南二上采區(qū) 16 號煤層厚度為 ～ ，煤層傾角 8O～ 22O。由于鄰近礦井沒有該煤層的頂板實(shí)測資料和頂板分類，而只有集賢礦開采 9 號層和 15 號層頂?shù)装宸诸愘Y料。采區(qū)設(shè)備選型立足國內(nèi)產(chǎn)品，并力求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、性能可靠。待南二上采區(qū)開采 17 號煤層時，由于其平均厚度增大，其采區(qū)生產(chǎn)能力將達(dá) ，在此期間，礦井實(shí)際生產(chǎn)能力可超過設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。因此，中一上中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 采區(qū)初期移交時在 14 號煤層布置 二 個綜采面，待南二上采區(qū)投產(chǎn)時，將中一上采區(qū)的薄煤層綜采設(shè)備移至南二上采區(qū)，中一上采區(qū)在 16 號層再布置一套中厚煤層綜采設(shè)備。 七、采區(qū)生產(chǎn)能力 根據(jù)上述確定的工作面單產(chǎn)，設(shè)計(jì)從運(yùn)輸、通風(fēng)及主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)配套能力等方面來考慮，本礦井達(dá)到 ，共布置 2 個采區(qū)， 3 個回采工作面， 3 個工作面 均為 綜采工作面。 m； h—— 工作面采高， m； L—— 工作面年推進(jìn)度， m； γ —— 煤的容重， t/m3； C—— 工作面回采率。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 五、工作面年推進(jìn)度 根據(jù)公司高產(chǎn)高 效 礦井建設(shè)精神，并考慮本礦井受構(gòu)造影響，采區(qū)走向長度多在 1000m 以內(nèi)，煤層傾角一般在 20O 左右的具體條件，確定綜采工作面年推進(jìn)度為 1500m。因此，設(shè)計(jì)結(jié)合初期采區(qū)具體條件，確定礦井移交生產(chǎn)時的 中 一上采區(qū)工作面長度 200210m。 二、工作面推進(jìn)方向 根據(jù)本礦井確定的工作面機(jī)械化程度和產(chǎn)量安排，為充分發(fā)揮綜采設(shè)備效能，減少采掘互相干擾，同時為在生產(chǎn)期間切實(shí)掌握采區(qū)內(nèi)煤層構(gòu)造及變化情況，防止煤層自燃，采區(qū)內(nèi)工作面均采用后退式開采。根據(jù)近年來國內(nèi)外應(yīng)用傾斜長壁采煤法的實(shí)踐，其適應(yīng)煤層傾角多在 12o 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 以下，對于綜采工作面，為充分發(fā)揮綜 采設(shè)備的效能，其傾斜開采煤層傾角以在 6O8O 以下為宜。掘進(jìn)中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 率： 。 半煤巖巷普掘主要配備 G10 型風(fēng)動鑿巖機(jī) 、 MZ12 型煤電鉆、 P608 型耙 斗裝巖機(jī) 、 MQT120 風(fēng)動錨桿鉆機(jī)、 ZPSⅡ S 噴漿機(jī) 和局扇等。 四、掘進(jìn)工作面機(jī)械 半煤巖巷 綜 掘主要配備 S150M型掘進(jìn)機(jī)、 SJ80膠帶輸送機(jī)、G10 型風(fēng)動鑿巖機(jī) 、 MQT120 風(fēng)動錨桿鉆機(jī)、 ZPSⅡ S 噴漿機(jī)、激光定向儀、和局扇等。 三、掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù) 為保證礦井開拓、準(zhǔn)備和回采工作面的正常接替，礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時共配備 9 個掘進(jìn)工作面，其中半煤巖巷綜掘工作面2 個，半煤巖巷普掘 工作面 2 個，巖巷普掘工作面 5 個。對局部過斷層破碎帶巷道和井下一般硐室，采用混凝土砌碹支護(hù) 或“工字鋼”棚子支護(hù) ；主要硐室采用混凝土或鋼筋混凝土砌碹支護(hù)。 第 二 節(jié) 掘進(jìn)巷道 一、巷道斷面及支護(hù)形式 本礦井為低瓦斯礦井，煤層頂?shù)装鍡l件好，煤質(zhì)中硬，巖層壓力小，因而在確定巷道斷面時，除滿足礦井正常生產(chǎn)期間的通風(fēng)、行人及設(shè)備運(yùn)輸?shù)纫笸?，尚留有一定的斷面收縮余地。或采取擴(kuò)倉的方法，使溜煤眼變成直徑 以上的煤倉，以盡量減少堵倉。 方案長溜眼最高達(dá) 100m，施工較短，溜煤眼復(fù)雜，為此，設(shè)計(jì)對此進(jìn)行了調(diào)查，根據(jù)目前實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，采用反井中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 施工完全可 以解決。 方案 石門初期已掘至采區(qū)向斜軸南翼，采區(qū)內(nèi) 以上煤層均可通過此石門和 石門進(jìn)行接續(xù)準(zhǔn)備工作，給采區(qū)內(nèi)工作面接續(xù)和向斜軸南翼煤層的開拓準(zhǔn)備創(chuàng)造了有利條件。 ， I 方案取消了運(yùn)輸機(jī)上山，減少了一條長 的下運(yùn)強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)，相應(yīng)增加了一條 長的平巷膠帶輸送機(jī)，其設(shè)備投資可比 II 方案減少 萬元以上。 經(jīng)上綜合分析后，設(shè)計(jì)選用 I 方案，其理由為： 方案與 II 方案相比， I 方案初期增加了 2 個長溜眼和一對主石門（ 380 運(yùn)輸機(jī)石門和軌道石門），但相應(yīng)減少了一條運(yùn)輸機(jī)上山和一個區(qū)段溜煤眼，其初期井巷工程量比 II 方案增加 （兩方案比較見表 422），井巷工程投資僅增加 萬元。初期在 16 號煤層打 一對平石門，不設(shè)長溜眼。各區(qū)段石門通過斜巷和溜煤眼與相應(yīng)主石門聯(lián)系，減少煤流反向運(yùn)輸。鑒于本采區(qū)的具體條件，設(shè)計(jì)對采區(qū)上山與區(qū)段平巷布置綜合考慮，提出以下二個方案： I 方案：在采區(qū) 中部 33 號勘探線附近布置二條上山（均穿層布置），一條軌道上山、一條回風(fēng)上山，上山與各煤層平巷之間采用平石門、斜巷及立眼聯(lián)絡(luò)。 二、采區(qū)巷道布置 （一）采區(qū)布置方式 根據(jù)本礦井煤層群分組和各移交采區(qū)的具體地質(zhì)條件，設(shè)中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 計(jì)按照安全生產(chǎn)、開采方便、系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)合理及多掘煤巷、少掘巖巷的原則，在采區(qū)巷道布置時進(jìn)行了多方案比較，使采區(qū)巷道布置更加合理。而當(dāng)移交中一上和南二上兩個采區(qū)時，兩采區(qū)分別位于礦井兩翼，對井下通風(fēng)及運(yùn)輸?shù)染^有利。如移交中一上和南二上兩個采區(qū)，則能保證兩采區(qū)正常的厚薄搭配開采，有利于礦井長期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。給礦井穩(wěn)產(chǎn)造成困難。但若礦井達(dá)產(chǎn)時移交中一上和南二上兩個采區(qū)，雖然工 程量較 II 方案大，但采區(qū)內(nèi)工作面?zhèn)€數(shù)少、系統(tǒng)簡單，生產(chǎn)管理方便，采區(qū)及工作面接續(xù)均為合理。因此，設(shè)計(jì)根據(jù)前述工作面單產(chǎn)情況分析，本礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時至少需保證三個工作面同時生產(chǎn)（兩綜一高）。另外，從煤層厚度上看，只有 1 17號兩個 煤層較厚（ ～ ），而 1 1 2 2 29— 30 上 層煤層厚度均在 以下，對提高工作面單產(chǎn)不利。 II 方案：移交中一上一個采區(qū)。 由南翼來的煤矸混合列車進(jìn)入井底車場，經(jīng) 6） — 11）區(qū)段及 11） — 9）區(qū)段通過線進(jìn)入 9） — 8）區(qū)段調(diào)車線停車，機(jī)車換向?qū)㈨肥嚭兔很嚪謩e頂入副井重車線和翻車機(jī)重車線，然后單機(jī)運(yùn)行至副井空車線，拉空車或材料車出副井空車線后，換向頂列車至翻車機(jī)空車線與該處的空車掛鉤編 組，而后由機(jī)車牽引駛出井底車場，返回到南翼采區(qū)。 混合列車：東西翼來的混合列車，其煤車掛在列車尾部，南翼來的混合列車，其煤車掛在列車前部 由東西翼采區(qū)來的煤矸混合列車進(jìn)入井底車場，在 8） — 9）區(qū)段調(diào) 車線內(nèi)停下，機(jī)車摘鉤，單機(jī)運(yùn)行至 列車尾部，將矸石中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 車和煤車分別頂入副井重車線及翻車機(jī)重車線。 二、井底車場調(diào)車方式及通過能力 煤列車：自東西翼采區(qū)來的 3t 煤列車由機(jī)車牽引駛?cè)刖总噲?，?jīng) 1） — 3）區(qū)段和卸載站后進(jìn)入 4） — 5）區(qū)段的空車線停車，用車場內(nèi)調(diào)度機(jī)車在列車尾部掛鉤，摘去列車頭部的原機(jī)車，換向運(yùn)行經(jīng)渡線道岔、空車回車線 7） — 8）區(qū)段后，拉空列車返回到東西翼采區(qū)，原機(jī)車駛?cè)胝{(diào)車線，作為下次列車的調(diào)度機(jī)車。 經(jīng)比較認(rèn)為：Ⅰ方案具有線路布置緊湊，工程量小，調(diào)車方便和通過能力大等明顯優(yōu)點(diǎn)。 井底車場方案比較表 2－ 5－ 1 序號 項(xiàng) 目 單 位 Ⅰ方案 Ⅱ方案 Ⅲ方案 1 工程量 （線路） 巷道長度 m 1279 掘進(jìn)體積 m3 2 調(diào)車時間 調(diào)度循環(huán)時間 min 3 車場通過 能 力 煤 通過能力 Mt/a 富裕系數(shù) 矸石 通過能力 Mt/a 富裕系數(shù) 4 交岔點(diǎn)數(shù)（線路部分） 個 4 8 6 II 方案： 3t 底卸式礦車卸載站布置同一方案，但在 1t 礦車翻車機(jī)硐中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 室空重車線兩端分別設(shè)一個三角交岔點(diǎn)，供 1t 礦車調(diào)車用。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 根據(jù)大巷運(yùn)輸方式，井底車場需設(shè)有 3t 底卸式礦車卸載站和 1t 礦車翻車機(jī)硐室及其空重車線，從而使掘進(jìn)煤及雜煤在井下并入原煤系統(tǒng)，以減輕副井提升量。 根 據(jù)井下開拓布置和井底車場周圍的地質(zhì)構(gòu)造，并考慮井筒與大巷的相對位置及地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置，設(shè)計(jì)初步確定井底車場 形式為臥式車場。各種列車均由 10t架線式電機(jī)車單機(jī)牽引，井下矸石率為 20%，掘進(jìn)煤按產(chǎn)量的 5%計(jì)。大巷煤炭運(yùn)輸采用 3t 底卸式礦車，輔助運(yùn)輸采用 1t 固定式礦車。 1 號風(fēng)井基巖段支護(hù)段高為 318m~325m，井 壁厚度為350mm。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 本礦井三個井筒的基巖段均采用普通法施工，井壁材料均為素混凝土。副井井筒凍結(jié)段支護(hù)深度為296m，井壁厚度為 1100mm~1350mm。 （三）凍結(jié)深度的確定 主井凍結(jié)深度為 372m，副井凍結(jié)深度為 302m， 1 號風(fēng)井凍結(jié)深度為 325。此外，鉆井法還存在鉆進(jìn)偏斜度較難控制等因素。因此，必須采用特殊鑿井法施工。并敷設(shè)防火灌漿管路一趟。 （三） 1 號風(fēng)井井筒 1 號風(fēng)井井筒為回風(fēng)井，并兼作礦井的安全出口之一。動力電纜及信號通訊電纜架各一趟。 罐道梁采用樹脂錨桿牛腿托架固定。根據(jù)提升容器布置和進(jìn)風(fēng)需要，設(shè)計(jì)確定井筒凈直徑為 ，全深 。并敷設(shè)信號及通訊電纜架一趟。井筒內(nèi)對稱布置一對 16t 底卸式箕斗，專供提煤用。 一、井筒用途、布置及裝備 （一）主井井筒 根據(jù)開拓布置要求，主井井筒除提煤外還兼作回風(fēng)井。 、生產(chǎn)能力低、遠(yuǎn)距較長的采 區(qū)，宜在中后期開采。在均衡生產(chǎn)期間，要形成綜采產(chǎn)量為主，高檔普采為輔的合理比例關(guān)系。 （三）采區(qū)接續(xù) 在安排礦井一水平采區(qū)接續(xù)時，考慮以下幾項(xiàng)原則： 、薄煤層適當(dāng)配采，保證礦井的正常接續(xù)和均衡生產(chǎn)。 回采工作面 產(chǎn)量 （ Mt/a） 計(jì)算風(fēng)量（ m3/min） 設(shè)計(jì)風(fēng)量 (m3/min） 按人數(shù)計(jì)算 按 CH4計(jì)算 按溫度計(jì)算 中一上采區(qū) 14層工作面 120 221242 240300 540 中一上采區(qū) 16層工作面 120 221242 240300 900 南二上采區(qū) 16層工作面 120 221242 280360 900 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 沿井田走向的開采順序是：由近及遠(yuǎn)的前進(jìn)式。 （二）開采順序 根據(jù)本礦井的煤層分組情況、煤層儲量條件及開拓要求，為獲得可靠的生產(chǎn)能力并確保穩(wěn)定生產(chǎn)。 其各采區(qū)儲量及服務(wù)年限見表 2－ 3－ 3。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 七、采區(qū)劃分、采區(qū)儲量及開采順序 （一）采區(qū)