201*年采礦工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)工作總結(jié)

201*年采礦工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)工作總結(jié)

201*年作為采礦工程系龍頭專業(yè)的采礦工程，迎來了第二批本科畢業(yè)生，畢業(yè)設(shè)計(jì)工作是從201*-201*第一學(xué)期開始進(jìn)行的。在09-10第二學(xué)期，進(jìn)行本學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的申報(bào)，教師填寫《畢業(yè)設(shè)計(jì)課題申請(qǐng)表》，系里組織教研組進(jìn)行評(píng)審，按照學(xué)校有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)管理規(guī)定選題的要求，課題質(zhì)量有一定的提高，課題數(shù)量雖然一組一題，但是各位指導(dǎo)老師嚴(yán)格要求每組每人設(shè)計(jì)內(nèi)容不能重復(fù)，因此課題重復(fù)率滿足學(xué)校的要求。系里制定的《畢業(yè)設(shè)計(jì)工作指導(dǎo)書》，對(duì)10屆畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了統(tǒng)一布署，各專業(yè)制定了畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們首次通過實(shí)習(xí)讓學(xué)生細(xì)心觀察礦下的盤區(qū)布置和設(shè)備配套，使學(xué)生們?cè)谀X中有了自己的想法，再次通過聽礦上技術(shù)員的講課來對(duì)一些疑問進(jìn)行解答，最后讓學(xué)生們自己收集礦上的資料，來為自己的選題做準(zhǔn)備。實(shí)習(xí)結(jié)束以后，老師通過教研組的研究和與學(xué)生們的討論，定下所選課題。

學(xué)生選題結(jié)束，并進(jìn)行了學(xué)生和教師的畢業(yè)設(shè)計(jì)的動(dòng)員以及畢業(yè)設(shè)計(jì)安排。在本學(xué)期從實(shí)習(xí)結(jié)束以后本專業(yè)陸續(xù)開始畢業(yè)設(shè)計(jì)，礦井設(shè)計(jì)持續(xù)8周，加上答辯時(shí)間，于201*年6月底結(jié)束。

201*屆我系有采礦本科畢業(yè)學(xué)生30名，參加畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作的教師4名，其中副教授3名，講師1名，每位教師指導(dǎo)人數(shù)不超過10人；在3個(gè)設(shè)計(jì)題目中，95%為中等以上難度；99%為中等以上設(shè)計(jì)份量題目。在本屆采礦本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我系繼續(xù)加強(qiáng)了畢業(yè)設(shè)計(jì)過程的管理，注重設(shè)計(jì)過程的監(jiān)管力度，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)學(xué)生的上機(jī)、論文以及答辯都進(jìn)行了周密的安排，尤其是對(duì)學(xué)生論文嚴(yán)格要求，首先要求指導(dǎo)教師把關(guān)，之后由系組織教師審閱，不合格者不允許參加答辯。經(jīng)過全系師生的共同努力，圓滿地完成本屆畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。下面從幾個(gè)方面做以總結(jié)：

一、關(guān)于選題

客觀地說，采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題數(shù)目要想達(dá)到每人一題，不重復(fù)實(shí)在是很難。今年，僅僅選擇了三個(gè)題目，因?yàn)椴傻V專業(yè)設(shè)計(jì)都是通過在所實(shí)習(xí)的礦上收集一些資料，然后再進(jìn)行選題設(shè)計(jì)，一個(gè)礦的井田大小畢竟是有限的，因此難免就選題數(shù)目少了，出現(xiàn)了十個(gè)人一個(gè)題目；再加上現(xiàn)在學(xué)生都是電子繪圖，難免有一些學(xué)生偷懶拷貝其他同學(xué)的設(shè)計(jì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，系里組織采礦教研組進(jìn)行了評(píng)審，工作做得基本到位，對(duì)一些不適合的題目進(jìn)行了篩選。

畢業(yè)設(shè)計(jì)選題需要我們平時(shí)的積累，教師要多搞科研，探索新問題，尤其應(yīng)多考慮采礦與機(jī)電的配合問題。要做好充分的準(zhǔn)備，對(duì)題目的設(shè)計(jì)要求要有一定的高度，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)要有充分的論證，院系評(píng)審時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，從題目的性質(zhì)、內(nèi)容、難度、工作量等方面綜合考慮。

二、設(shè)計(jì)過程

設(shè)計(jì)過程是畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)質(zhì)階段，我們對(duì)教師、學(xué)生都提出了要求。分別召開了教師、學(xué)生動(dòng)員大會(huì)，強(qiáng)調(diào)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性。尤其今年我們更注重設(shè)計(jì)的過程，為了保證學(xué)生有充分上機(jī)繪圖的時(shí)間，為學(xué)生申請(qǐng)了專門機(jī)房。但從實(shí)際情況看，學(xué)生真正很好利用的很少，一方面，絕大部分學(xué)生自己有電腦，不來機(jī)房上機(jī)；另一方面，一部分學(xué)生不能抓緊時(shí)間。按照學(xué)校要求，學(xué)院制定了畢業(yè)設(shè)計(jì)工作指導(dǎo)書，從題目申報(bào)到題目落實(shí)，都有一定的計(jì)劃要求和安排，并在每周都進(jìn)行了檢查。關(guān)于設(shè)計(jì)過程，從兩方面做以總結(jié)。

1．教師方面

整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，絕大多數(shù)教師能按學(xué)校和院里的要求，盡職盡責(zé)，很多教師基本能夠每周至少指導(dǎo)學(xué)生一次，有的教師每周一次召集學(xué)生在一起，進(jìn)行集中指導(dǎo)講授，有的教師通過電話與學(xué)生溝通交流。也有個(gè)別教師對(duì)學(xué)生聽之任之，指導(dǎo)不到位，以至于畢業(yè)設(shè)計(jì)都快結(jié)束了，還未見學(xué)生蹤影。這方面還需監(jiān)管。

2．學(xué)生方面

總體水平較以往學(xué)生都差，優(yōu)秀者甚少。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，有些學(xué)生，能夠踏踏實(shí)實(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)從不懂到最后設(shè)計(jì)出完整的礦井系統(tǒng)，最終取得了很好的成績(jī)。有相當(dāng)大部分學(xué)生，沒有把精力放在設(shè)計(jì)上，出去上網(wǎng)、睡覺，精力主要放在玩上，對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，仍采用與以往相同的幾種對(duì)策應(yīng)付，一是集中一段時(shí)間完成；一是依靠他人完成，這樣的學(xué)生不乏少數(shù)；或者找現(xiàn)成的改動(dòng)一下，現(xiàn)在關(guān)于電子繪圖，一方面提高了我們的繪圖效率，另一方面也為學(xué)生投機(jī)取巧創(chuàng)造了方便的條件；這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)，肯定沒有好的效果。

學(xué)生中存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)積累少，這一點(diǎn)體現(xiàn)的更明顯，本屆學(xué)生在一些問題的處理上往往不能想到現(xiàn)場(chǎng)所需要的，不能很好的把理論和實(shí)際相結(jié)合。學(xué)生的設(shè)計(jì)情況，反映出我們教學(xué)過程中存在的一些問題，那就是如何真正加強(qiáng)學(xué)生理論和實(shí)際相結(jié)合的能力。

二是自學(xué)習(xí)能力差，教師提供了一些參考書，學(xué)生能自己學(xué)習(xí)，弄懂弄通，達(dá)到靈活運(yùn)用的很少；學(xué)生理解能力差，很多規(guī)范看不明白。

三是依賴心強(qiáng)，缺少自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生總想借助老師或其他同學(xué)的能力，完成自己的任務(wù)，他不認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)自己的一種能力的鍛煉，反映出學(xué)生對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度是不端正的。

四是不能正確對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)，只是應(yīng)付，而把精力用在玩的方面。三、設(shè)計(jì)圖紙和答辯

這是畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后兩個(gè)環(huán)節(jié)。1．關(guān)于設(shè)計(jì)圖紙

我系在圖紙把關(guān)上，嚴(yán)格管理，首先要求指導(dǎo)教師認(rèn)真審閱，要求各系組織教師評(píng)閱，不合格者不允許參加答辯。經(jīng)過幾年的努力，設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量從格式規(guī)范，到設(shè)計(jì)水平都有很大的提高。

2．關(guān)于答辯

這是畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，我們對(duì)學(xué)生進(jìn)行了答辯審核，一些不符合學(xué)校要求的學(xué)生，決不允許參加答辯。系里組織組織了2個(gè)答辯組，每個(gè)小組至少由5名以上教師組成，每一小組有一個(gè)記錄員，對(duì)每一個(gè)學(xué)生的答辯情況進(jìn)行記錄，答辯記錄比較詳細(xì)，最后推選出校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生3名。從學(xué)生答辯的情況來看，學(xué)生的表達(dá)能力一般，這也與其所完成的情況有關(guān)�？偟膩砜�，在答辯過程中，我們做到了嚴(yán)格把關(guān)，使得學(xué)生也認(rèn)識(shí)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性。

本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，留下許多需要思考的問題。無論是從選題上，還是從指導(dǎo)教師的選配，以及過程管理上都需要進(jìn)一步的加強(qiáng)；對(duì)于學(xué)生來說，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力以及學(xué)習(xí)態(tài)度都需要加強(qiáng)和提高，這不是畢業(yè)設(shè)計(jì)這一個(gè)階段就能夠解決的，需要學(xué)生四年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的努力才能做到。另外，系里應(yīng)該制定相應(yīng)的政策，改變觀念，以適應(yīng)新形式，使采礦系管理有章可循，使教師工作踏實(shí)，使學(xué)生能夠安心學(xué)習(xí)。

采礦工程系201*-6-25

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四川師范大學(xué)大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

前言

采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是四年大學(xué)學(xué)習(xí)的終結(jié)考核，也是這四年學(xué)習(xí)生活的一次深刻的總結(jié)。在學(xué)校教學(xué)環(huán)節(jié)安排下，通過認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)已較為全面的了解了礦井的各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，使所學(xué)的專業(yè)知識(shí)得到了實(shí)踐，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是一次由工科學(xué)生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變的考驗(yàn)，更是一次作為工科學(xué)生是否具備工程技術(shù)人員基本素質(zhì)的考察。所以設(shè)計(jì)期間，嚴(yán)格執(zhí)行教學(xué)大綱要求，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度力求使設(shè)計(jì)合理、完善。

本設(shè)計(jì)是四川煤礦地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，根據(jù)指導(dǎo)老師的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。礦井自然地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，主采3＃煤層，平均厚度4.5m，屬厚煤層。煤層自燃性發(fā)火傾向Ⅳ級(jí)，為不易自燃煤層，煤塵不具有爆炸危險(xiǎn)性，礦井瓦斯含量高，相對(duì)瓦斯涌出量為13.29m3/td，為高沼氣礦井，礦井涌水量較大，正常涌水量158.4m3/h，最大涌水量395.1m3/h。井田內(nèi)小斷層較為發(fā)育煤層產(chǎn)狀較為復(fù)雜，煤層局部起伏較大，在一定程度上給開采設(shè)計(jì)帶來了困難。

通過畢業(yè)實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)考察學(xué)習(xí)，在收集的資料基礎(chǔ)上，按照畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱和設(shè)計(jì)任務(wù)要求，廣泛參考煤礦礦井開采設(shè)計(jì)的有關(guān)書籍、資料和網(wǎng)絡(luò)信息，依據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》等在原則上指導(dǎo)煤礦礦井初步設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定和煤礦工業(yè)設(shè)備選型的要求，對(duì)四川大黑山煤礦三號(hào)井進(jìn)行了礦井初步設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)中所采用的礦井開拓方式、準(zhǔn)備方式以及回采工藝經(jīng)過方案比較和驗(yàn)算符合自然地質(zhì)條件限制，滿足設(shè)計(jì)要求。所選用工業(yè)設(shè)備與礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及礦井自然地質(zhì)條件相匹配，能夠順利達(dá)產(chǎn)，滿足技術(shù)上最優(yōu)、經(jīng)濟(jì)上最省的設(shè)計(jì)原則。

四川師范大學(xué)大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

中文摘要

本設(shè)計(jì)是對(duì)四川大黑山煤礦三號(hào)井3#煤層所作的礦井初步設(shè)計(jì)。大黑山煤礦三號(hào)井自然地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，3#煤層平均厚度4.5m，屬厚煤層，煤層賦存穩(wěn)定，埋藏淺，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富。礦井瓦斯涌出量大，屬高沼氣礦井，煤塵不具有爆炸危險(xiǎn)性，煤層無自然發(fā)火傾向，礦井涌水量較大。本次設(shè)計(jì)主要對(duì)礦井開拓方式、準(zhǔn)備方式和采煤方法進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，對(duì)礦井運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、排水等生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了描述和設(shè)備選型計(jì)算。設(shè)計(jì)中采用立井一水平上下山開拓，二水平暗斜井延深，盤區(qū)式準(zhǔn)備，布置一個(gè)綜采大采高走向長(zhǎng)壁工作面，一個(gè)工作面滿足150萬t/a的生產(chǎn)要求。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，盡可能采用先進(jìn)的開采技術(shù)和設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。

關(guān)鍵詞：礦井初步設(shè)計(jì)立井開拓暗斜井延深盤區(qū)開采綜采大采高工藝

四川師范大學(xué)大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

前言............................................11井田概況及井田地質(zhì)特征...........................1

1.1井田概況...........................................11.2井田地質(zhì)特征.......................................22礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限........................6

2.1井田境界...........................................62.2井田儲(chǔ)量...........................................72.3礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限...............................103井田開拓.......................................12

3.1概述..............................................123.2井田開拓..........................................123.3井筒特征..........................................193.4井底車場(chǎng)..........................................223.5開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置....................274準(zhǔn)備方式.......................................30

4.1概述..............................................304.2準(zhǔn)備方式..........................................304.3綜采工藝設(shè)計(jì)......................................335礦井運(yùn)輸、提升及排水............................37

5.1礦井運(yùn)輸..........................................375.2礦井提升..........................................445.3礦井排水..........................................53

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6礦井通風(fēng)與安全技術(shù)..............................59

6.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)......................................596.2風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配.................................616.3全礦通風(fēng)阻力計(jì)算...................................656.4扇風(fēng)機(jī)選型........................................676.5礦井安全技術(shù)措施...................................71后記............................................77致謝.........................................78參考文獻(xiàn)......................................79附錄三附圖......................................80

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1井田概況及井田地質(zhì)特征

1.1井田概況1.1.1交通位置

大黑山煤礦三號(hào)井地理坐標(biāo)為北緯35°34′11″35°39′50″,東經(jīng)112°36′06″112°43′49″。

1.1.2地形地勢(shì)

本井田地形為低山丘陵區(qū)，溝谷發(fā)育。中部高，東、西部低，最高點(diǎn)標(biāo)高為1146.5m，最低標(biāo)高為691.3m，相對(duì)高差為455.2m。1.1.3氣象及地震

此城市屬暖溫帶大陸性氣候。四季分明，溫暖宜人，日照充足,無霜期長(zhǎng)。據(jù)城市氣象站資料,年平均氣溫11℃,極端最低氣溫-22.8℃（1956年1月21日），極端最高氣溫38.6℃（1967年6月4日）。雨季為7、8、9三個(gè)月，平均年降水量622.7mm，最小295.9mm（1965年），最大1010.4mm（1956年）。平均年蒸發(fā)量1783mm。

根據(jù)《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖（1990）》劃分：本井田屬地震烈度區(qū)Ⅵ度區(qū)；根據(jù)《中國(guó)地震參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-201*），本區(qū)所屬地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)為0。

1.1.4水源和電源

大黑山煤礦三號(hào)井沒有可作為供水水地表水，所以該礦井供水水源取用地下水，根據(jù)礦井的水文地質(zhì)資料，中奧陶馬家溝組石灰?guī)r是較好的供水水源，可作為礦井建設(shè)時(shí)期和生產(chǎn)時(shí)期的生產(chǎn)生活用水。

該礦工業(yè)場(chǎng)地附近有一座已運(yùn)行的史村河35千伏變電站，變壓器容量2×3200千伏安，電壓等級(jí)為35/10千伏，主要供周圍農(nóng)業(yè)和地方用電。在東溝鎮(zhèn)附近有一座220千伏變電站，變壓器容量為2×120兆伏安，電壓等級(jí)為220/110/10千伏。從東溝220千伏安變電站引兩回110千伏架空線路至成莊工業(yè)廣場(chǎng)110千伏變電站

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作為成莊煤礦二號(hào)井的永久電源，線路長(zhǎng)12公里左右�？稍谑反搴�35千伏變電站增設(shè)變壓器作為大黑山煤礦三號(hào)井初期施工電源。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1井田地層

本井田由東向西、巖層從老到新�，F(xiàn)分述如下：一、奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組（O2x）

以中厚層狀石灰?guī)r為主，下部夾泥質(zhì)灰?guī)r和含石膏的泥質(zhì)角礫狀灰?guī)r，中下部巖溶發(fā)育，呈蜂窩狀小溶洞相互連通，一般可見1～3層，洞內(nèi)可見黃褐色沉淀物。本組巖溶發(fā)育，含水豐富，是礦區(qū)水源的重要取水層段。本組厚度約為178.32m。

二、奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2s）

以淺灰～深灰色致密性脆的厚層狀石灰?guī)r為主，次為泥質(zhì)灰?guī)r，具方解石細(xì)脈。本組厚177.04m～254.13m，平均207.96m，富水性弱于下馬家溝組。

三、奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）

以深灰色堅(jiān)硬致密的厚層狀石灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r為主，礫石成分較復(fù)雜。在個(gè)別鉆孔中見到頂部具薄層狀黃鐵礦，為本溪組沉積物。本組厚42.79m～86.13m，平均68.38m。

1.2.2煤層及其頂?shù)装逄卣?/p>

1、含煤性

井田內(nèi)主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，總厚度116.97m～185.15m，平均厚度141.81m，含煤11層，煤層總厚度14.23m，含煤系數(shù)10%，其中本次計(jì)算資源儲(chǔ)量和蘊(yùn)藏量的煤層有3層，總厚度11.33m。

2、主要可采煤層

井田內(nèi)主要可采煤層為3＃煤層，該煤層位于山西組下部，沉積穩(wěn)定，上距K8砂巖34.80m左右，下距K7砂巖頂面6.12m左右，下距9號(hào)煤層44.82m左右。厚4.40m～4.68m，平均4.5m。煤層傾角平均6°。詳見表1－1可采煤層特征表。

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表1-1主要標(biāo)志層情況一覽表

地層單位P1x地層單位K8巖石名稱細(xì)、中粒砂巖煤細(xì)粒砂巖煤石灰?guī)r石灰?guī)r煤石灰?guī)r石灰?guī)r煤細(xì)粒砂巖厚度1.30～33.007.304.40～4.684.50.35～14.093.980～1.370.781.00～4.482.350～0.900.490.15～0.600.40.20～6.192.807.10～14.139.850.615K10.4～0.70.60～5.433.309.76層間距（m）34.8巖性特征深灰色，細(xì)～中粒長(zhǎng)石石英雜砂巖3P1sK75K5K上49C3tK3厚度大且穩(wěn)定6.121.648.3321.580.00厚度小且較穩(wěn)定19.486.65灰深灰色，厚層狀，致密堅(jiān)硬、性脆，偶夾燧石條帶，產(chǎn)動(dòng)物化石，沉積穩(wěn)定深灰色，厚層狀，致密堅(jiān)硬，塊狀，性脆，含豐富的動(dòng)物化石，厚度大且穩(wěn)定厚度小且較穩(wěn)定灰灰白色，細(xì)粒砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)深灰色，薄層狀，細(xì)粒砂巖，具波狀層理厚度小且不穩(wěn)定深灰色，致密堅(jiān)硬，含星散狀黃鐵礦及腕足類化石，沉積穩(wěn)定深灰色，含泥質(zhì)較多，沉積不穩(wěn)定K2表1-2可采煤層特征表四川師范大學(xué)大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

1.2.5煤質(zhì)

根據(jù)煤巖和煤化學(xué)特征，井田內(nèi)各煤層均屬中等變質(zhì)的無煙煤，按—中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)‖（GB5751-86）劃分煤類，并經(jīng)統(tǒng)計(jì)，3號(hào)煤層中無煙煤三號(hào)和無煙煤二號(hào)各占一半。

1、煤巖特征和機(jī)械性能

總的來講，3號(hào)煤以光亮型煤為主，半亮型煤次之，顏色呈黑色，條痕為黑色，似金屬光澤，致密堅(jiān)硬，具貝殼狀或階梯狀斷口，不染手，節(jié)理裂隙較發(fā)育，且常被方解石或黃鐵礦脈充填。煤的視（相對(duì)）密度介于1.43～1.46g/cm3之間。由于煤本身致密堅(jiān)硬，加之煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宏觀煤巖類型為均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，再加上井田內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層受擠壓、剪切力小，所以3號(hào)煤層成塊率高。

2、煤的化學(xué)組成及其特征

3＃煤產(chǎn)品質(zhì)地優(yōu)良，性能穩(wěn)定，為熱穩(wěn)定性好，發(fā)熱量大，機(jī)械強(qiáng)度大、低灰、特低硫、特低揮發(fā)份、固定碳含量高、化學(xué)活性高、灰熔點(diǎn)高、產(chǎn)塊率高的無煙煤。詳見表1-3煤的工業(yè)分析表

表1－3煤的工業(yè)分析表煤層名稱3＃煤牌號(hào)無煙煤水分灰份揮發(fā)分含磷含硫發(fā)熱量M（%）A（%）V（%）P（%）S（%）Q(J/g)0.56～10.69～6.50～0.014～0.29～32.12～2.9022.909.630.420.6935.761.6215.207.800.077050.4434.911.2.6其他開采條件

1、瓦斯

礦井瓦斯相對(duì)、絕對(duì)涌出量分別為13.29m3/t.，145.97m3/min。，屬高瓦斯礦井

2、煤塵與自燃

據(jù)地質(zhì)報(bào)告和大黑山煤礦三號(hào)煤層測(cè)試數(shù)據(jù)，3號(hào)煤層無爆炸危險(xiǎn)性；雖然煤塵無爆炸性，但是，煤塵是井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一種極其有害的物質(zhì)，它在一定條件下會(huì)引起燃燒，爆炸，甚至危害生產(chǎn)人員的健康，因此在煤礦生產(chǎn)中必須高度重視煤塵的防治。

據(jù)大黑山煤礦三號(hào)煤層測(cè)試成果，自燃性發(fā)火傾向Ⅳ級(jí)，為不易自燃煤層。

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但由于9號(hào)和15號(hào)煤層為高硫煤，煤堆可能會(huì)起火燃燒，因此注意減少地面堆煤量及堆積時(shí)間。

3、地壓

大黑山煤礦三號(hào)煤層最大埋深532.83m（310號(hào)鉆孔），一般埋深300m左右，在井田東部有3號(hào)和9號(hào)煤層露頭出現(xiàn)，在井田東部邊界外附近有15號(hào)煤層露頭出現(xiàn)，15號(hào)煤層上距3號(hào)煤層84m左右，最大埋深616.20m（310號(hào)鉆孔），且3、9、15號(hào)煤層均有堅(jiān)硬的老頂或直接頂，因而，該礦礦山壓力不會(huì)很大，給選擇支護(hù)創(chuàng)造了有利的條件。

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2礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限

2.1井田境界

井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲(chǔ)量、水文、煤層賦存情況、開采技術(shù)條件、開拓方式及地貌、地物等因素，進(jìn)行技術(shù)分析后確定。一般井田境界劃分的原則有如下幾條：

一、按自然境界劃分

1、按地質(zhì)構(gòu)造因素劃分：利用煤田地質(zhì)構(gòu)造作為劃分井田的自然境界，即利用大斷層、褶曲軸線、巖漿巖侵入帶、古河床沖刷帶等地質(zhì)構(gòu)造劃分井田。

2、按煤層賦存形態(tài)劃分：為了有利礦井生產(chǎn)管理、巷道布置和減少采煤方法的多樣性，常將產(chǎn)狀不同的煤層區(qū)域劃分為不同井田。

3、按煤層組與儲(chǔ)量分布情況劃分：根據(jù)煤層組（煤層）與儲(chǔ)量分布情況劃分井田，在煤層生產(chǎn)能力高、儲(chǔ)量多且集中的區(qū)域多劃分建設(shè)大型、特大型礦井；在煤層生產(chǎn)能力低、儲(chǔ)量少且分散的區(qū)域，一般多劃分建設(shè)中小型礦井。以相鄰礦井井田境界煤柱為界；

4、按煤種、煤質(zhì)分布規(guī)律劃分：在煤種、煤質(zhì)變化比較大的礦區(qū)。為了保證煤種、煤質(zhì)和減少同一礦井煤種的種類，減少因分采分運(yùn)與加工而造成的生產(chǎn)系統(tǒng)與設(shè)施的復(fù)雜性，可利用煤種、煤質(zhì)的分界線作為井田劃分的境界。

5、按地形地物界線劃分：當(dāng)?shù)孛嬗泻恿�、鐵路、城鎮(zhèn)等需要留設(shè)保安煤柱時(shí)，應(yīng)盡量利用此類保安煤柱線作為井田境界，以降低煤炭損失，減少開采技術(shù)困難。

二、按人為境界劃分

1、按水平標(biāo)高（煤層底板等高線劃分）：沿煤層傾角劃分井田，常以煤層底板等高線（單煤層）或水平標(biāo)高（煤層群）劃分。

2、按地質(zhì)鉆孔連線劃分：地質(zhì)鉆孔連線劃分，可用在煤層傾斜方向或走向方向上，應(yīng)用時(shí)注意為井田開采創(chuàng)造較好的開采條件。

3、按經(jīng)緯線劃分：以經(jīng)緯線劃分井田，可用在煤層走向上和煤層傾向上，是常用的人為境界劃分方法。

4、按勘探線劃分：以煤田地質(zhì)勘探中某地質(zhì)勘探線作為井田劃分的人為境界。根據(jù)以上原則以及本礦井的實(shí)際情況，確定本設(shè)計(jì)井田范圍為：

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北：以緯線3945000為界；南：以寺和煤礦井田邊界為界；東：以經(jīng)線516750為界；西：以經(jīng)線513250為界。

由于本井田地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，煤層賦存穩(wěn)定，埋藏淺。受斷層的影響小。本設(shè)計(jì)按井田的勘探程度擬將成莊井田劃分六個(gè)塊段，分別記為A塊、B塊、C塊、D塊、E塊、F塊。

井田面積總面積為五個(gè)塊段之和，故井田總面積S=SA+SB+SC+SD+SE+SF

SF=4.251+5.892+4.787+3.069+2.870+2.684=23.553km2。

注：計(jì)算面積使用的是AutoCAD201*的面積計(jì)算程序。所計(jì)算得的面積為投影水平面積，除以煤層傾角的余弦值，換算成井田的面積。2.2井田儲(chǔ)量2.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量

礦井工業(yè)儲(chǔ)量是勘探地質(zhì)報(bào)告中提供的—年利用儲(chǔ)量‖中的A、B、C、三級(jí)儲(chǔ)量之和，其中高級(jí)儲(chǔ)量A、B級(jí)之和所占比例應(yīng)符合規(guī)定。對(duì)于地質(zhì)開采條件簡(jiǎn)單的大型礦井，井田內(nèi)A+B級(jí)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的比例為40%；第一水平內(nèi)A+B級(jí)儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量的比例為70%;第一水平內(nèi)A級(jí)儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量的比例為40%。

利用地質(zhì)塊段法和算術(shù)平均法計(jì)算本設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲(chǔ)量。計(jì)算說明：

參與計(jì)算的煤層為3#煤層。

井田內(nèi)鉆探工程基本線距，對(duì)A級(jí)儲(chǔ)量，要求線距為750～1000mB級(jí)儲(chǔ)量要求為1500～201*m，C級(jí)為3000～4000m。儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果詳見表2-1。

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表2-13#煤層儲(chǔ)量計(jì)算表塊段編號(hào)Ｍ１－AＭ２－AＭ３－AＭ４－BＭ５－BＭ６－C塊段平面煤層厚煤層傾角積（m２）度（m）（°）4080812.54.7865657788.14.564596512.74.5862946811.44.4262755997.04.562576720.14.436保有工業(yè)儲(chǔ)量（萬t）2945.743844.853179.171966.951872.881723.82備注礦井工業(yè)儲(chǔ)量Q=9969.76+3839.83+1723.82=15533.41萬t2.2.2礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量

礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層保護(hù)煤柱、井田邊界保護(hù)煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。計(jì)算公式如下：

礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量=工業(yè)儲(chǔ)量－永久煤柱損失

永久煤柱包括：井田境界、斷層、鐵路橋、村莊保護(hù)煤柱；永久煤柱的留設(shè)：1、斷層保護(hù)煤柱

本井田內(nèi)斷層少，且落差很小，對(duì)開采設(shè)計(jì)不造成影響。故不留設(shè)斷層保護(hù)煤柱。

2、井田邊界保護(hù)煤柱的留設(shè)

井田邊界保護(hù)煤柱均留設(shè)20m。總的損失煤量為：Q邊=412129.08×4.5×1.45＝2689142.2t＝268.9萬t故礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量=工業(yè)儲(chǔ)量－永久煤柱損失=15533.41－（0+268.9）=15264.51萬t2.2.3礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量

礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱、井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率即為礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量。礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算公式如下：

礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量=（礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量－保護(hù)煤柱損失）×采區(qū)回采率

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保護(hù)煤柱為：工業(yè)場(chǎng)地、風(fēng)井場(chǎng)地、主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱。1、井筒及工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱留設(shè)

按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn)1.5Mt/a的大型礦井，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)為1公頃/10萬噸。

故可算得工業(yè)場(chǎng)地的總占地面積：S=1×15=15公頃=1.5×105m2

可知工業(yè)場(chǎng)地占地150000m2，設(shè)其沿傾向長(zhǎng)邊為500m，走向短邊為300m。

根據(jù)建筑物級(jí)別圍護(hù)帶寬取20m。又得知礦區(qū)安全系數(shù)k=250，故安全深度Hδ=M×k=4.5×250=1125m（式中M為采高）。由井筒深小于安全深度可知，立井井筒和工業(yè)場(chǎng)地只需留一個(gè)總的安全煤柱。

煤層傾角а=5°，煤層埋藏深度Ho=476m，松散層厚h=13m，3＃煤層平均厚度分別為4.5m。礦區(qū)δ=72°，β=69°，γ=72°，松散層移動(dòng)角φ=45°。

根據(jù)垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，計(jì)算見圖2-2-1所示.經(jīng)計(jì)算，梯形ABCD的面積即為3＃煤層保護(hù)煤柱壓煤面積，則：SABCD=（560+614）×805/2=472535m2則保護(hù)煤柱壓煤量為：

Q=S×M×γ/cos12°=472535×4.5×1.45/cos6°=308.33萬t式中:S保護(hù)煤柱面積，m2；M煤層厚度，m；γ煤層容重，t/m3。α煤層傾角，°。詳見圖2-1垂直剖面法留設(shè)保護(hù)煤柱2、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱留設(shè)

根據(jù)本設(shè)計(jì)開拓方案知，主要運(yùn)輸大巷為巖巷留30m保護(hù)煤柱，上下山各巷道間距留設(shè)30m、兩側(cè)各留設(shè)30m保護(hù)煤柱。

Q巷=11376.55×100×1.45×4.5=742.32萬t

礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量=（15533.41-268.9-3088.33-742.32）×75%=106.6039Mt礦井儲(chǔ)量匯總見表2-2。

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2045°2045°45°202045°°6972°7272°°

圖2-1垂直剖面法留設(shè)保護(hù)煤柱

表2-2礦井儲(chǔ)量匯總表礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量煤層名稱工業(yè)儲(chǔ)量（萬t）煤柱損失斷層3#合計(jì)15533.4115533.4100境界設(shè)計(jì)儲(chǔ)量工業(yè)場(chǎng)地308.33308.33礦井可采儲(chǔ)量設(shè)計(jì)煤柱損失井下巷道742.32742.32回采率75%75%可采儲(chǔ)量（萬t）10660.3910660.39268.915264.51268.915264.512.3礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限2.3.1礦井工作制度

礦井設(shè)計(jì)年工作日為330d，每天3班作業(yè)，其中2班生產(chǎn)，1班準(zhǔn)備。每天凈提升時(shí)間為16h。2.3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力

礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、處理、開采條件、設(shè)備供應(yīng)以及國(guó)家需煤等因素確定。

參考《煤礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》各類井型井田的特征，初步確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為

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1.5Mt/a。

2.3.3礦井服務(wù)年限

礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算：T＝Z/KA

式中：T礦井服務(wù)年限，aZ礦井可采儲(chǔ)量，MtA礦井生產(chǎn)能力，Mt／aK儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4.則T=106.6039/（1.4×1.5）=50.76a>50a

按礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，井型為1.5Mt/a的新建礦井服務(wù)年限不得小于50年。經(jīng)計(jì)算后的礦井服務(wù)年限為50.76年，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的服務(wù)年限。

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3井田開拓

3.1概述

3.11影響設(shè)計(jì)礦井開拓的主要因素分析

由于大黑山煤礦三號(hào)井煤層賦存穩(wěn)定，埋藏淺，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，開采技術(shù)條件好等多方面的有利條件，建設(shè)一對(duì)大型礦井是完全有可能的，由于井田范圍內(nèi)煤層產(chǎn)狀較為復(fù)雜，煤層局部起伏較大，在提開拓方案時(shí)可考慮將成莊礦二號(hào)井井田劃分成三個(gè)小井田，建設(shè)三對(duì)礦井，則每對(duì)礦井走向長(zhǎng)度短，除中部小井外，兩翼小井位于儲(chǔ)量級(jí)別不高的塊段，尚需補(bǔ)充勘探，影響建井速度，地面攤子多，占地多，管理分散，效率較底，而建設(shè)一對(duì)大型礦井與三對(duì)小井相比，無論是噸煤投資，出煤時(shí)間，萬噸掘進(jìn)率，資金返本期及生產(chǎn)管理等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，都顯示出是先進(jìn)合理的。因此，設(shè)計(jì)不再搞分散建井方案。3.2井田開拓3.2.1開采地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及設(shè)計(jì)題目要求知，該井田主采煤層為3#煤層，煤層傾角平均為5°，平均厚度4.5m，煤層賦存穩(wěn)定。井田范圍斷層少，且落差小，對(duì)礦井開拓影響不大；礦井涌水量不大，正常涌水量158.4m3/h，最大涌水量395.1m3/h；相對(duì)瓦斯涌出量13.29m3/h,絕對(duì)瓦斯涌出量145.97m3/min，為高瓦斯礦井。井田走向6.85Km，傾向3.5Km。

3.2.2井筒形式、數(shù)目、位置及開采水平的確定

1、井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目及標(biāo)高：

根據(jù)煤層賦存狀況，煤層傾角平均5°，屬近水平煤層。可將井田直接劃分為盤區(qū)，分兩個(gè)水平開采，盤區(qū)內(nèi)劃分為若干個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段布置一個(gè)采煤工作面。采煤工作面沿煤層走向推進(jìn)，采用單一走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化采煤法采煤，全部跨落法管理頂板。鑒于成莊井田地質(zhì)條件，回采工作面走向長(zhǎng)度不受規(guī)

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定限制。

水平標(biāo)高的確定：

為了有利于整個(gè)礦井的開拓布置和首采工作面的投產(chǎn)，減少巖石工程量，減少初期投資，縮短建井工期，設(shè)計(jì)第一水平標(biāo)高為+544m，第二水平標(biāo)高為+490。

2、井筒形式、數(shù)目及位置的確定（1）井筒形式的選擇

該井田內(nèi)可采煤層埋藏淺，后期開采深度在+620～+470m，煤層傾角平緩，為3～6°左右。第一水平?jīng)Q定采用立井上山開拓方式。這樣井筒短，提升速度快，提升能力大，投資回收期短。

（2）井筒數(shù)目

采用立井開拓時(shí)，一般只開鑿一對(duì)提升井筒（主、副井），風(fēng)井的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風(fēng)需要和一井多用的原則合理確定。本礦井為高瓦斯礦井，煤層賦存較淺，設(shè)計(jì)采用一對(duì)主、副井提升，盤區(qū)邊界風(fēng)井回風(fēng)的開拓方式。

（3）井筒位置的選擇

井筒位置的選擇應(yīng)首先滿足第一水平的開采、縮短貫通距離，減少井巷工程量。在一般情況下，井筒位置應(yīng)選擇在井田中央或最小貨載運(yùn)點(diǎn)上。選擇井筒位置既要力求做到對(duì)井下開采有利，又要注意使地面合理布置，還要有利于井筒的開掘和維護(hù)。

3、主要運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)大巷的布置及與煤層間的聯(lián)系方式（1）開采水平大巷的布置

由于該礦煤層傾角小，井底車場(chǎng)距離煤層近，可直接沿煤層走向方向布置運(yùn)輸大巷。

（2）開采水平大巷位置的選擇

本設(shè)計(jì)擬將開采水平大巷布置在煤層底板堅(jiān)硬巖層中，巖石大巷的優(yōu)點(diǎn)如下：在距煤層一定距離的巖層中掘進(jìn)，基本上可保證取直且保持一定方向，巷道彎曲小，有利干運(yùn)輸。巷道維護(hù)條件好，煤柱損失量小，安全條件好3.2.3開拓方案比較

（一）方案的提出及說明

由于該礦為高瓦斯礦井，不適合采用下山開拓。所以本設(shè)計(jì)在開拓方案比較

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中直接將下山開拓方案舍棄。根據(jù)以上論述和現(xiàn)有的生產(chǎn)開采及設(shè)備水平，提出以下四種技術(shù)上可行的方案。詳見圖3-1、3-2、3-3、3-4。

方案說明：

根據(jù)井田煤層賦存條件，各方案均將井田劃分為兩個(gè)水平兩個(gè)階段，階段內(nèi)劃分區(qū)段即工作面。礦井采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，礦井投產(chǎn)初期北風(fēng)井位于Ⅰ盤區(qū)邊界。各方案不同之處：

方案一：立井一水平上山式立井延深二水平上山式開拓。

主、副井均為立井的單一開拓方式，第一水平標(biāo)高+544m，井筒落底后直接做運(yùn)輸大巷沿運(yùn)輸大巷做盤區(qū)上山；第二水平立井筒延深至＋440m水平標(biāo)高，做上山式開拓。

方案二:立井一水平上下山式暗斜井延深二水平上下山式開拓。

該方案第一水平立井開拓，第二水平暗斜井延深。第一水平標(biāo)高+544m，井筒落底后直接做運(yùn)輸大巷沿運(yùn)輸大巷做盤區(qū)上山，在+613m處增設(shè)一個(gè)輔助水平采用上下山開拓；第二水平以第一水平運(yùn)輸大巷做暗斜井延深至+490m水平標(biāo)高作上下山式開拓。

方案三:主斜井、副立井一水平上下山式暗斜井延深二水平上下山式開拓。該方案第一水平主斜井、副立井上下山式開拓，主斜井落底于+544m水平，根據(jù)地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)規(guī)范，確定主斜井傾角為16°，在+613m處增設(shè)一個(gè)輔助水平作上下山開拓；副立井同前。第二水平采用暗斜井延深至+490m水平作上下山式開拓。

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圖3-1方案一：立井一水平上山式立井延深二水平上山式開拓

圖3-2方案二：立井一水平上下山式暗斜井延深二水平上下山式開拓

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圖3-3方案三:主斜井、副立井一水平上下山式暗斜井延深二水平上下山式開拓

圖3-4方案四：立井一水平上山式暗立井延深二水平上下山式開拓

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方案四：立井一水平上山式暗立井延深二水平上下山式開拓。

該方案第一水平立井開拓，第二水平暗立井延深。第一水平標(biāo)高+544m，井筒落底后直接做運(yùn)輸大巷沿運(yùn)輸大巷做盤區(qū)上山；第二水平以至第一水平運(yùn)輸大巷作暗立井延深至+490m水平標(biāo)高作上下式開拓。

（二）技術(shù)比較

方案一與方案二相比，方案一的生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，但井巷工程量大，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，且立井延深后需另作一井底車場(chǎng)，增加了生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性，井巷維護(hù)費(fèi)用以及開拓費(fèi)用相對(duì)很大；方案二作暗斜井延深，第二水平充分利用第一水平的井底車場(chǎng)，減少了井巷工程量，且暗斜井可鋪設(shè)皮帶運(yùn)輸機(jī)作主運(yùn)輸，減少主立井的提升高度，有利于煤流的連續(xù)性。且方案二考慮到礦井南翼煤層起伏較大需增設(shè)輔助水平，雖然該礦井屬高瓦斯礦井，不適合做下山開采，但通過增加相應(yīng)的安全技術(shù)措施和提高管理水平等手段是可以克服上述不利因素的。所以方案二優(yōu)于方案一。

方案三與方案二相比，方案三采用主斜井開拓，井巷工程量大，煤炭運(yùn)輸較方案二連續(xù)且運(yùn)輸能力大，對(duì)投產(chǎn)盤區(qū)煤炭運(yùn)輸較優(yōu)越，但對(duì)后期開采的深部煤層，其運(yùn)輸距離過長(zhǎng)，顯然不如方案二整體布局合理。故方案二整體上優(yōu)于方案三。

方案四與方案二相比，在二水平延深時(shí)方案四暗立井延深井巷工程量較暗斜井大，且需另作一個(gè)井底車場(chǎng)。而方案二作暗斜井延深則可以減少井巷工程量；且暗立井延深對(duì)二水平的煤炭運(yùn)輸不連續(xù)，需經(jīng)一次較大的轉(zhuǎn)載，增加了煤炭運(yùn)輸?shù)膹?fù)雜性。

經(jīng)以上技術(shù)比較分析，在盤區(qū)布置相同的情況下，方案二在技術(shù)上明顯優(yōu)于方案一、方案四，所以方案一、方案四不參與經(jīng)濟(jì)比較。方案二雖較方案三在整體布局上合理，對(duì)整個(gè)礦井開采照顧周全，但仍需作經(jīng)濟(jì)比較，確定是否采用之。

（三）經(jīng)濟(jì)比較

對(duì)技術(shù)比較后保留方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，計(jì)算各方案不同項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，包括基本建設(shè)費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)。建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量、基建費(fèi)用和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，詳見表3-1、3-2、3-3、3-4。在經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，作以下幾點(diǎn)說明：

兩方案所有水平布置、階段上下山、采區(qū)內(nèi)部劃分及巷道布置均相同，故采區(qū)內(nèi)的運(yùn)輸、排水、通風(fēng)及巷道維護(hù)費(fèi)用相同，不做比較；

大巷運(yùn)輸對(duì)整個(gè)礦井而言，井巷工程量相同，不同為參考一、二水平的煤炭

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資源儲(chǔ)量，作運(yùn)費(fèi)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用比較；

立井、大巷、石門的輔助費(fèi)用均按運(yùn)費(fèi)的20%進(jìn)行計(jì)算；

4、各費(fèi)用單價(jià)參考《煤炭井巷工程輔助費(fèi)用綜合預(yù)算定額》和《煤炭井巷工程綜合預(yù)算定額》。

表3-1基建工程量單位：m

項(xiàng)目主井井筒副井筒運(yùn)輸大巷井底車場(chǎng)合計(jì)

方案二前期481476+5297810504990后期95009500前期1593476+529787865818方案三后期95009500表3-2生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量項(xiàng)目方案二運(yùn)輸提升／萬tkm大巷運(yùn)輸前期1.2×2040.75×1.489=2850.5后期井筒提升井筒維護(hù)/(萬ma)1.2×8619.64×4.750=12039.91.2×10660.39×0.481=6153.21.2×481×50.76×10-4=2.9方案三1.2×2040.75×1.489=2850.51.2×8619.64×4.750=12039.91.2×10660.39×1.593=20378.41.2×1593×50.76×10-4=9.7

表3-3基建費(fèi)用表方案項(xiàng)目主井井筒初期運(yùn)輸大巷后期運(yùn)輸大巷井底車場(chǎng)合計(jì)

工程量／10m48.1297.8950105方案二方案三費(fèi)用／萬元430.91559.481784.4426.23200.99單價(jià)／費(fèi)用／工程量／單價(jià)／元10m-1萬元10m元10m-173395353.031592710118783559.4297.818783187831784.49501878340592426.2105405923123.03表3-4生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)方案二方案三項(xiàng)目工程量／單價(jià)／費(fèi)用／萬工程量／單價(jià)／費(fèi)用／萬萬tkm元（tkm)-1元萬tkm元（tkm)-1元大巷運(yùn)輸前期2850.50.3921117.42850.50.3921117.4后期12039.90.3924719.6412039.90.3924719.64

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井筒提升井筒維護(hù)合計(jì)6153.22.91.320.438122.2220378.41.2513960.519.70.550.3711028.123.5916868.83表3-5費(fèi)用匯總表項(xiàng)目基建工程費(fèi)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)總費(fèi)用

方案二費(fèi)用／萬元3123.0213960.5117083.53百分率／％100100100方案三費(fèi)用／萬元3200.9916868.83201*9.82百分率／％102.5120.8117.5（四）綜合比較

從費(fèi)用匯總表來看，方案二在基建工程費(fèi)用和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用都較方案三優(yōu)越，且方案二在技術(shù)上更合理可行，所以認(rèn)為方案二優(yōu)越。

綜上所述，決定采用方案二。即立井一水平上下山式加暗斜井二水平上下山式開拓。礦井為兩個(gè)水平，第一水平位于+544m,第二水平位于+490m。第一水平為上下山式布置，一個(gè)階段為兩個(gè)盤區(qū)，首采盤區(qū)為北翼Ⅰ盤區(qū)為一個(gè)上山盤區(qū),北翼Ⅱ盤區(qū)煤層起伏較大開采時(shí)可在+613m標(biāo)高作一個(gè)輔助水平作上下山開拓�；仫L(fēng)井位于個(gè)盤區(qū)邊界。詳見附圖一井田開拓方式平面圖。3.3井筒特征3.3.1井筒斷面尺寸

井筒斷面的確定依據(jù)

主要根據(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、梯子間的平面尺寸等確定。

本設(shè)計(jì)礦井年量為1.5Mt/a，選立井井筒裝備如表3-6所示3.3.2井筒裝備

主井：主井負(fù)責(zé)提煤。井筒裝備一對(duì)16t箕斗，剛性罐道。

副井：主要用于礦井升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作通風(fēng)、排水。井筒內(nèi)裝備一對(duì)1t雙層四車罐籠，布置排水、壓風(fēng)、灑水、電纜等管線和梯子間，剛性罐道。

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表3-6立井井筒裝備表

礦井生產(chǎn)能力主井副井風(fēng)井1.5Mt/a兩套16t箕斗帶一對(duì)1t雙層四車罐平衡錘籠、梯子間、管子間梯子間3.3.3井筒斷面確定

根據(jù)井筒斷面確定原則，確定井筒凈直徑如下:主井井筒：6.5m；副井井筒：6.5m；風(fēng)井井筒：5.0m。3.3.4風(fēng)速校核

V=Q/MS≤Vmax

式中：V通過井筒的風(fēng)速，m/s；Q通過井筒的風(fēng)量，m3/s；S井筒的凈斷面積，m2；

M井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井為0.8；

Vmax《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速。礦井風(fēng)量可初步按瓦斯相對(duì)涌出量計(jì)算：

Q=0.0926qTK

式中：T礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量，4545t；q瓦斯相對(duì)涌出量，13.29m3/t；K備用系數(shù)，可取1.15；

Q=0.0926×13.29×4545×1.15=6432.32m3/min=107.21m3/sV=Q/MS=107.32/(0.8×19.625)=6.84m/s＜8m/s

經(jīng)驗(yàn)算，所選井筒直徑能夠滿足規(guī)程規(guī)定，符合要求。詳見井筒斷面圖圖3-5、圖3-6、圖3-7。

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3.3.5井壁的支護(hù)材料及井壁厚度

根據(jù)井壁厚度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇井壁的支護(hù)材料為混凝土支護(hù)，井壁厚度主井為400mm，副井為400mm，風(fēng)井為300mm，充填混凝土均為50mm。3.3.6井筒深度

主井深481m，副井深481m。風(fēng)井深411m。井筒深度除自井口至開采水平的井筒長(zhǎng)度外，還需要加井窩的深度。

井窩深度：箕斗井為水平上裝載，平臺(tái)下不設(shè)井底水窩，副井在裝載水平以下另開鑿5m的井底水窩。詳見表3-7。

表3-7井筒特征表

井筒名稱井口坐標(biāo)X（m）Y（m）Z（m）主井3941833515507+1025副井3941833515455+1020北風(fēng)井3943457517732+1044用途提升設(shè)備井筒傾角（°）斷面形狀支護(hù)方式井壁厚度（mm）提升方位角（°）井筒深度凈（m2）斷面積掘（m2）提煤JDS-16箕斗90圓形混凝土400270°48133.1843.01升降人員，下放物料、回風(fēng)設(shè)備以及進(jìn)風(fēng)、排水1t雙層四車罐籠90圓形混凝土40090°48133.1843.0190圓形混凝土30041119.6325.52四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

3.4井底車場(chǎng)3.4.1概述

設(shè)計(jì)依據(jù)：

1、設(shè)計(jì)礦井基本概況：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，年工作日330天，日提升時(shí)間16小時(shí)，矸石系數(shù)為20%。

2、主井采用JDS-16t箕斗，副井采用一對(duì)1t雙層四車罐籠提升。3、大巷運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)及外形尺寸

初選后大巷運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)及外形尺寸見表3-8。

表3-8設(shè)備型號(hào)及外形尺寸表運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)送載體運(yùn)輸方式型號(hào)（長(zhǎng)×寬×高）mm煤材料矸石設(shè)備人員牽引電車

帶式輸送機(jī)3t材料車1t固定礦車3t平板車人車蓄電池電機(jī)車STD-1000/2×75YLC1(6)MG1.2-6AMP3-6BPR18-6/4XK8-6/140KBT3000×1200×1201*000×880×11503450×1320×4804460×1320×15204500×1192×160011005929101750外形尺寸質(zhì)量kg設(shè)計(jì)要求：

井底車場(chǎng)富裕通過能力，一般大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%。設(shè)計(jì)井底車場(chǎng)時(shí)，應(yīng)考慮增產(chǎn)的可能性。

盡可能地提高井底車場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車作業(yè)。應(yīng)考慮主、副井筒之間的施工時(shí)短路貫通。

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3.4.5大巷斷面及支護(hù)形式

1、巷道斷面的設(shè)計(jì)

巷道斷面設(shè)計(jì)主要包括：巷道斷面形狀的選擇、巷道支護(hù)方式及巷道斷面尺寸確定等內(nèi)容。

（1）巷道斷面形狀選擇

井底車場(chǎng)巷道服務(wù)年限長(zhǎng)，要求將井底車場(chǎng)巷道布置在穩(wěn)定的巖層中，因此，一般井底車場(chǎng)巷道采用半圓拱形斷面。

（2）巷道支護(hù)方式

井底車場(chǎng)巷道一般多采用噴射混凝土支護(hù)。（3）主石門巷道斷面尺寸的確定

巷道斷面的尺寸要符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：巷道凈斷面，必須滿足行人、運(yùn)輸、通風(fēng)、設(shè)備安裝、檢修和施工的需要。因此，巷道斷面尺寸主要取決于巷道的用途；存放或通過它的機(jī)械、器材或運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量與規(guī)格；人行道寬度與各種安全間隙以及通過巷道的風(fēng)量等。本設(shè)計(jì)主井由于采用皮帶運(yùn)輸，所以井底車場(chǎng)主要巷道為副井空、重車線和調(diào)車線。巷道斷面如下所示:

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3000201*0022601700880130010008801560201*1150201*700201*000640047004900圖3-12副井雙軌調(diào)車線巷道斷面

201*201*11700201*0004400150201*7003900圖3-13上倉皮帶巷巷道斷面

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2700201*40088017001560201*100011503000201*400201*0004200

圖3-14單軌重車線巷道斷面

2、巷道斷面及支護(hù)形式

礦井主要巷道有：副井井底車場(chǎng)、軌道大巷、運(yùn)輸大巷、總回風(fēng)巷、采區(qū)軌道上山、采區(qū)運(yùn)輸上山、采區(qū)回風(fēng)上山、區(qū)段運(yùn)輸巷、區(qū)段回風(fēng)巷。井底車場(chǎng)、運(yùn)輸大巷、軌道大巷、運(yùn)輸上山、軌道上山及工作面巷道斷面均按通過設(shè)備最大尺寸和通風(fēng)行人的安全尺寸設(shè)計(jì)。水泵房、變電所、水倉、管子道采用料石砌成，主井井底車場(chǎng)及副井大巷，石門軌道運(yùn)輸大巷、石門皮帶運(yùn)輸大巷采用錨噴支護(hù)，其余均采用工字鋼支護(hù)。具體設(shè)計(jì)如下：

1）井底車場(chǎng)：副井井底車場(chǎng)布置在煤層底板+544m水平巖層中，半圓拱形結(jié)構(gòu)，巷道內(nèi)敷設(shè)600mm雙軌道，采用混凝土棚子支護(hù)，其它采用單軌布置。雙軌巷道斷面尺寸見巷道斷面圖3-12。主井裝載硐室布置在副井井底車場(chǎng)水平，半圓拱形結(jié)構(gòu)，皮帶運(yùn)輸巷巷道內(nèi)敷設(shè)帶寬1400mm的皮帶，采用混凝土棚子支護(hù)，巷道斷面尺寸見巷道斷面圖3-。

2）運(yùn)輸大巷、軌道大巷：軌道大巷內(nèi)敷設(shè)600mm道軌，1t固定式礦車運(yùn)輸，運(yùn)輸大巷內(nèi)敷設(shè)B=1400mm皮帶，均采用混凝土錨噴支護(hù)。

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3）盤區(qū)巷道：沿煤層布置，運(yùn)輸設(shè)備如前述，工字鋼支護(hù)。

4）區(qū)段巷道：沿煤層布置，運(yùn)輸巷敷設(shè)膠帶輸送機(jī)，回風(fēng)巷敷設(shè)軌道，工作面配備刮板運(yùn)輸機(jī)，工字鋼支護(hù)。3.4.6井底車場(chǎng)硐室

1、主井系統(tǒng)硐室（1）煤倉

井下煤倉上接上倉皮帶巷，下連箕斗裝載硐室。通常為一條較寬的傾斜巷道，其中分成兩個(gè)隔間，一個(gè)用以存煤，另一個(gè)為人行通道。近年來，也有些礦井采用了垂直式煤倉。本設(shè)計(jì)煤倉為垂直式。

（2）箕斗裝載硐室

其內(nèi)安設(shè)箕斗裝載設(shè)備，將煤倉之煤按定量裝入箕斗。本硐室上接煤倉，并與立井井簡(jiǎn)直接相連，本設(shè)計(jì)主井箕斗提升，箕斗裝載硐室設(shè)計(jì)位于副井井底車場(chǎng)水平。

（3）主井清理撤煤硐室及平巷

箕斗裝載時(shí)，部分煤炭撤落到井底，為了清理需設(shè)置專門的硐室和清理巷道，由于本設(shè)計(jì)主井為水平上裝載，裝載水平位于井底車場(chǎng)標(biāo)高，清理巷道為平巷。

2、副井系統(tǒng)硐室

（1）中央水泵房及中央變電所：

這兩個(gè)硐室通常聯(lián)合布置在副井附近，由中央水泵房引出的排水管經(jīng)管子道直接通往副井井筒，從井簡(jiǎn)引入的電線也由此進(jìn)入中央變電所。水泵房及變電所各有一條通道與井底車場(chǎng)巷道相連，水泵房及變電所之間設(shè)有防火鐵門。

（2）水倉

它由兩條獨(dú)立的巷道織成，其入口應(yīng)盡量選擇在井底車場(chǎng)巷道標(biāo)高的最低點(diǎn)。為便于水倉的清理，在水倉內(nèi)鋪設(shè)軌道并在其入口處設(shè)置清倉小絞車。水倉的末端經(jīng)吸水小井與水泵房相連。水倉容量應(yīng)根據(jù)礦井正常涌水量計(jì)算確定。主要水倉的有效容積應(yīng)能容納8小時(shí)的正常涌水量。

（3）等候室在副井井筒附近應(yīng)設(shè)置等候室，作為工人候跟休息的場(chǎng)所。等候室多和工具房相鄰，以便于工人領(lǐng)取工具。

3、其他硐室

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其他硐室主要有：調(diào)度室、等候室、工具室、信號(hào)硐室，機(jī)修硐室，消防材料庫等。

各硐室的具體位置見附圖三井底車場(chǎng)平面圖。3.5開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置3.5.1開采順序

《安全規(guī)程》規(guī)定：突出礦井、高瓦斯礦井、低瓦斯礦井高瓦斯區(qū)域的采煤工作面，不得采用前進(jìn)式采煤方法。3.5.2保證年產(chǎn)量的同采采區(qū)數(shù)和工作面數(shù)

1、保證年產(chǎn)量的同采盤區(qū)數(shù)

盤區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、煤層生產(chǎn)能力、機(jī)械化程度和采區(qū)內(nèi)工作面接替關(guān)系等因素確定。

本設(shè)計(jì)礦井為一個(gè)盤區(qū)一個(gè)工作面生產(chǎn)，集中生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。2、礦井達(dá)到產(chǎn)量時(shí)工作面?zhèn)�數(shù)

（1）確定達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)工作面總線長(zhǎng)：B=Ax/（∑MrLK3）

式中：B采煤工作面總線長(zhǎng)，m；

A礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，t/a；X回采出煤率，取0.9；∑M同采煤層總厚度，m；R煤層容重，t/m3；K3工作面回采率，93%；L年推進(jìn)度，L=330.n.I.Φ；其中：330礦井年工作日，天；

n日循環(huán)數(shù)，個(gè)；I循環(huán)進(jìn)度，m；

Φ正規(guī)循環(huán)系數(shù)，Φ=0.8～1

L=300.n.I.Φ=330×8×0.625×0.9=1485m

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計(jì)算年推進(jìn)度L應(yīng)符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，厚度大于3.2m一次采全高的煤層年推進(jìn)度不應(yīng)小于1000m。

故B=Ax/（∑MrLK3）

=1.5×106×0.9/（4.5×1.45×1458×0.93）=152.59m

（2）確定同采工作面?zhèn)�數(shù)N=Bn/l（取整數(shù)）

式中：N同采工作面數(shù)，個(gè)；

B工作面總線長(zhǎng)，m；n同采煤層數(shù)；l回采工作面長(zhǎng)度，m；

N=152.59×1/170=0.89取整數(shù)為1

故同采工作面為1個(gè)。3、采區(qū)工作面配置

采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目應(yīng)根據(jù)煤層賦存情況，所確定的回采工藝等因素確定，同時(shí)應(yīng)符合合理的開采順序，保證安全生產(chǎn)提高工作面單產(chǎn)為原則。采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個(gè)面，不應(yīng)超過兩個(gè)面。本設(shè)計(jì)一個(gè)面即滿足要求。

4、礦井投產(chǎn)初期年產(chǎn)量的驗(yàn)算

根據(jù)所配置同采工作面的具體條件，驗(yàn)算投產(chǎn)初期礦井年產(chǎn)量，驗(yàn)算公式如下：

nAnmi1iIiLiiKi

式中：An礦井同采工作面產(chǎn)量總和，Mt；mi第i號(hào)工作面采高，m；Li第i號(hào)工作面年推進(jìn)度，m；Ii第i號(hào)工作面長(zhǎng)，m；

γi第i號(hào)工作面煤的容重，t/m3；n同采工作面數(shù)，個(gè)；Ki回采工作面采出率；AN=4.5×170×1485×1.45×0.93

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=1.53Mt

計(jì)算結(jié)果加上全礦掘進(jìn)煤之和大于礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量A，但不超過1.15A。由A=1.53+10%×1.53=1.683Mt，故滿足設(shè)計(jì)要求。

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4準(zhǔn)備方式

4.1概述

4.1.1影響準(zhǔn)備方式選擇的因素

1、煤層的賦存狀況，如傾角、厚度、層數(shù)、煤的硬度等；2、礦井涌水量；3、礦井瓦斯等級(jí)；4、煤層頂?shù)装宓膸r性；5、現(xiàn)有的開采技術(shù)條件。4.2準(zhǔn)備方式4.2.1采區(qū)概況

本設(shè)計(jì)礦井開采3＃煤層，煤層賦存條件簡(jiǎn)單，首采盤區(qū)為北翼Ⅰ盤區(qū)，走向長(zhǎng)3.25km,傾斜長(zhǎng)1.32km，各邊界均為人為邊界，盤區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，煤層傾角平均5°。頂板為粉砂巖及泥巖底板為泥巖及中礫砂巖。地質(zhì)儲(chǔ)量28.2Mt。4.2.2盤區(qū)準(zhǔn)備方式

1、盤區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限（1）盤區(qū)生產(chǎn)能力

在一定條件下，盤區(qū)生產(chǎn)能力應(yīng)有合理的限度。影響盤區(qū)生產(chǎn)能力的因素主要有：地質(zhì)條件、技術(shù)裝備、采區(qū)儲(chǔ)量。根據(jù)礦井煤層走向，設(shè)計(jì)沿走向方向布置長(zhǎng)壁采煤工作面。盤區(qū)內(nèi)采用雙翼布置。一個(gè)工作面的生產(chǎn)能力即為盤區(qū)的生產(chǎn)能力。

AB=ΣA=1.5Mt

式中：AB盤區(qū)生產(chǎn)能力，t/a;A單位工作面的產(chǎn)量，t/a

（2）盤區(qū)服務(wù)年限

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P=Z可/K×AB=28.2×0.75/1.4×1.5=10.07a式中：P盤區(qū)服務(wù)年限，a；Z可盤區(qū)內(nèi)的可采儲(chǔ)量，MtK備用系數(shù)，1.3～1.5，本設(shè)計(jì)取1.42、區(qū)段斜長(zhǎng)及區(qū)段數(shù)目

根據(jù)Ⅰ盤區(qū)的特點(diǎn)、工作面長(zhǎng)度的要求以及工作面回采巷道采用無煤柱護(hù)巷，確定北Ⅰ盤區(qū)分為7個(gè)區(qū)段。區(qū)段斜長(zhǎng)170m。

盤區(qū)上山布置（1）盤區(qū)上山的位置

根據(jù)本礦井煤層屬單一厚煤層及礦井上山布置的一般經(jīng)驗(yàn)，盤區(qū)運(yùn)輸上山軌道上山均布置在煤層底板巖石中,盤區(qū)回風(fēng)上山布置在煤層中。

（2）上山數(shù)目

本設(shè)計(jì)礦井為高瓦斯礦井，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求，布置三條上山，一條軌道上山，一條運(yùn)輸上山，一條回風(fēng)上山。

其相對(duì)位置如圖4-1。

回風(fēng)上山軌道上山運(yùn)輸上山圖4-1采區(qū)上山相互位置關(guān)系示意圖

3、區(qū)段平巷的布置方式、斷面及支護(hù)形式

區(qū)段平巷為單巷布置，為減少區(qū)段煤柱損失，本設(shè)計(jì)采用沿空掘巷跳采的方式。工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷均為梯形斷面，均采用工字鋼支護(hù)。

4、各種聯(lián)絡(luò)巷道的布置方式、傾角、斷面及支護(hù)形式

盤區(qū)軌道上山、回風(fēng)上山與區(qū)段巷道之間可通過盤區(qū)車場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)系。并且根據(jù)礦井的實(shí)際情況在需要的地方設(shè)置聯(lián)絡(luò)巷，聯(lián)絡(luò)巷為梯形斷面，均采用工字鋼支護(hù)。

5、盤區(qū)內(nèi)同采工作面的個(gè)數(shù)及位置

根據(jù)工作面的生產(chǎn)能力和礦井同采工作面的驗(yàn)算，首采盤區(qū)（Ⅰ盤區(qū)）內(nèi)布

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置一個(gè)工作面即可滿足要求。

6、盤區(qū)車場(chǎng)（1）盤區(qū)上部車場(chǎng)

由于煤層較厚，單一布置，上部車場(chǎng)選用逆向平車場(chǎng)。平面圖如下：

回風(fēng)上山軌道上山圖4-2盤區(qū)上部車場(chǎng)

（2）盤區(qū)中部車場(chǎng)

盤區(qū)中部車場(chǎng)一般選用甩車場(chǎng)，又設(shè)計(jì)盤區(qū)傾向長(zhǎng)度較小，中部車場(chǎng)主要負(fù)擔(dān)采區(qū)輔助運(yùn)輸任務(wù)。本設(shè)計(jì)采用甩入平巷式中部車場(chǎng)。詳見圖4-3盤區(qū)中部車場(chǎng)

回風(fēng)上山軌道上山運(yùn)輸上山圖4-3盤區(qū)中部車場(chǎng)

32

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（3）盤區(qū)下部車場(chǎng)

由于盤區(qū)下部車場(chǎng)與軌道運(yùn)輸大巷相連，是運(yùn)輸大巷與軌道上山的中間轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)煤層為近水平煤層適合采用底板繞道下部車場(chǎng)。布置形式較為簡(jiǎn)單。

7、盤區(qū)硐室

盤區(qū)硐室主要包括盤區(qū)絞車房和盤區(qū)變電所。盤區(qū)絞車房位于盤區(qū)上部，負(fù)責(zé)采區(qū)進(jìn)料、排矸等運(yùn)輸任務(wù)。盤區(qū)變電所位于采區(qū)中央，軌道上山和回風(fēng)上山之間，負(fù)責(zé)向采區(qū)全部用電設(shè)備供電。硐室和聯(lián)絡(luò)巷均采用錨噴支護(hù)，斷面形狀為半圓拱形。

上山絞車房布置在煤層底板巖石中，斷面為半圓拱形，采用不可燃性材料支護(hù)。

4.3綜采工藝設(shè)計(jì)

在確定采煤方法及回采工藝的類型的基礎(chǔ)上，對(duì)首采采區(qū)首采工作面的回采工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，回采工藝設(shè)計(jì)包括機(jī)械設(shè)備選型、確定作業(yè)方式、確定支護(hù)和采空區(qū)處理方法、編制循環(huán)圖表及工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表等。4.3.1生產(chǎn)技術(shù)條件

礦井首先投產(chǎn)的是Ⅰ盤區(qū)的1101工作面，工作面有關(guān)技術(shù)參數(shù)有：工作面長(zhǎng)度170m，采區(qū)一翼長(zhǎng)1570m，傾角5°，平均采高4.5m，截深0.625m；地質(zhì)條件穩(wěn)定。上下順槽均采用梯形巷道，工字鋼棚子支護(hù)。4.3.2綜采設(shè)備配套

1、—三機(jī)‖配套

MXA300/45（無鏈）型采煤機(jī)，BY3201*3/47型大采高支架和SGZ-764/264型刮板輸送機(jī)。

2、順槽內(nèi)主要設(shè)備及其布置

SZB-730/75型轉(zhuǎn)載機(jī)，PEM1000×650Ⅲ型破碎機(jī)，SSJ1000/125型可伸縮帶式輸送機(jī)，XRB-110/320型乳化液泵，X10RX型乳液箱及PB-320/6.3型噴霧泵。采區(qū)機(jī)械布置見附圖四。

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4.3.3回采工藝及作業(yè)方式

1、落煤方式：MXA300/45型雙滾筒采煤機(jī)，單向割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。單向割煤增加采煤機(jī)空刀返程的速度，割煤牽引速度為8m/min，空刀返程速度15m/min。單向割煤比雙向割煤產(chǎn)量大，工效高，空刀返回可將工作面底板割平割直，以利于快速推移刮板運(yùn)輸機(jī)，同時(shí)，還可以最大限度的清理工作面浮煤。

2、采煤機(jī)進(jìn)刀方式：設(shè)計(jì)采用端頭斜切進(jìn)刀，割三角煤，與拉架頂溜順序進(jìn)行。

3、裝煤方式：利用機(jī)組滾筒螺旋槳葉片和運(yùn)輸機(jī)鏟板將煤自行裝入輸送機(jī)。4、運(yùn)煤方式：工作面利用SGZ-764/264型刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。

5、頂板支護(hù)：工作面采用BY3201*3/47型液壓支架支護(hù)頂板，并及時(shí)支護(hù)煤壁。

6、作業(yè)方式：采用三班作業(yè)，兩采一準(zhǔn)，正規(guī)循環(huán)作業(yè)。

回采順序?yàn)椋焊蠲�、移架、推溜。分段追機(jī)，在冊(cè)人數(shù)150人。勞動(dòng)組織表和正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖如下：

表4-1勞動(dòng)組織表序號(hào)123456789101112131415工種支架機(jī)組司機(jī)移溜工泵站司機(jī)電工溜子司機(jī)機(jī)組檢修支架檢修泵站檢修電檢修端頭工溜子檢修破煤工修護(hù)工記錄員班次一班933111911二班933111911三班55896302合計(jì)186622255891842305四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

16171819202122

班時(shí)面長(zhǎng)/m170123一4567891011二1213141516171819三2021222324送飯工送料工班長(zhǎng)井下保管材料員辦事員隊(duì)長(zhǎng)合計(jì)111133111133181431184365631515012080400圖例移支架采煤機(jī)割煤移運(yùn)輸機(jī)設(shè)備檢修圖4-4綜采工作面循環(huán)作業(yè)圖

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121078921AA3114756AA10131----采煤機(jī)4----破碎機(jī)7----調(diào)度絞車10----煤電鉆2----刮板機(jī)5----轉(zhuǎn)載機(jī)8----乳化液泵3----液壓支架6----順槽輸送機(jī)9----噴霧泵11----下端頭支架12----上端頭支架圖4-5綜采工作面圖

4.3.4工作面主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

表4-2主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

序號(hào)1234567891011指標(biāo)平均走向長(zhǎng)度平均采高工作面斜長(zhǎng)煤層容重可采儲(chǔ)量正規(guī)循環(huán)率采煤機(jī)截深每刀產(chǎn)量日循環(huán)個(gè)數(shù)日進(jìn)度日產(chǎn)量單位mmmt/m3萬t%mt個(gè)mt指標(biāo)值15404.51701.45170.82900.625693854992四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

121314151617月進(jìn)度月產(chǎn)量回采工效日出勤人數(shù)生產(chǎn)班出勤人數(shù)工作面可采期m萬tt/工人人月15014.97101506611.4

5礦井運(yùn)輸、提升及排水

5.1礦井運(yùn)輸

5.1.1設(shè)計(jì)原則和原始資料

1、設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)需考慮設(shè)計(jì)礦井的運(yùn)輸量、運(yùn)距、裝載點(diǎn)數(shù)量分布與位置的變化，以適應(yīng)巷道布置、裝載特點(diǎn)、運(yùn)行組織、安全生產(chǎn)和各種運(yùn)輸對(duì)象的特殊性。為礦井提高運(yùn)輸效率、機(jī)械化程度及增產(chǎn)留有余地。

2、原始資料

礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為1.5Mt/a。北翼運(yùn)輸大巷長(zhǎng)1489m。礦井為高瓦斯礦井，年工作日330d，兩采一準(zhǔn)，工作面日生產(chǎn)能力4545t。

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5.1.2運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定

1、運(yùn)輸方式

煤自工作面落下由刮板運(yùn)輸機(jī)送入?yún)^(qū)段運(yùn)輸平巷，區(qū)段運(yùn)輸平巷、盤區(qū)運(yùn)輸上山、運(yùn)輸大巷均采用皮帶運(yùn)輸機(jī)連續(xù)運(yùn)輸。掘進(jìn)出煤、矸石以及材料、設(shè)備、人員等輔助運(yùn)輸由軌道運(yùn)輸。大巷采用8t蓄電池機(jī)車牽引。

2、運(yùn)輸系統(tǒng)

（1）主運(yùn)煤：采煤工作面→區(qū)段運(yùn)輸平巷→盤區(qū)運(yùn)輸上山→運(yùn)輸大巷→上倉皮帶巷→井底煤倉→箕斗裝載硐室→主井→地面

（2）掘進(jìn)出煤：煤巷掘進(jìn)工作面→盤區(qū)中部車場(chǎng)→盤區(qū)軌道上山→軌道大巷→副井井底車場(chǎng)→罐籠→副井→地面

（3）矸石：巖巷掘進(jìn)工作面→盤區(qū)中部車場(chǎng)→盤區(qū)軌道上山→軌道大巷→副井井底車場(chǎng)→罐籠→副井→地面

（4）材料、設(shè)備：地面→副井→罐籠→井底車場(chǎng)→軌道大巷→盤區(qū)軌道上山→盤區(qū)上部車場(chǎng)→區(qū)段回風(fēng)平巷→工作面

（5）人員：地面→副井→井底車場(chǎng)→軌道大巷→盤區(qū)上山→盤區(qū)中部車場(chǎng)→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面

5.1.3運(yùn)輸大巷、軌道大巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇計(jì)算

本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，，煤層傾角平均5°，煤層賦存相對(duì)穩(wěn)定。采區(qū)內(nèi)雙翼布置，單工作面生產(chǎn)。礦井走向長(zhǎng)度6.85km。皮帶運(yùn)輸大巷采用B=1000mm皮帶運(yùn)輸，配備DX－4型皮帶運(yùn)輸機(jī)；軌道運(yùn)輸大巷采用XK8-6/140kBt型蓄電池式電機(jī)車，配備MG1.2-6A型1t固定式礦車，輔助運(yùn)輸設(shè)備可選MP3-9B型3t平板車、YLC(6)型3t材料車、PR18-6/4型人車。

一）大巷帶式輸送機(jī)的選型計(jì)算

帶式輸送機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)輸方式的運(yùn)輸設(shè)備，它具有生產(chǎn)能力大、安全可靠，操作簡(jiǎn)便、維修工作量小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)現(xiàn)行的設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合設(shè)計(jì)礦井的生產(chǎn)需求，本設(shè)計(jì)擬選用DX型系列鋼繩芯帶式輸送機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)為：

○1膠帶強(qiáng)度高，輸送機(jī)單機(jī)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，使用于大巷運(yùn)輸，可省去普通帶式輸送機(jī)的多點(diǎn)搭接頭硐室。

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○2膠帶伸縮量小，僅為普通膠帶的1/3，可節(jié)省尾部拉緊硐室的工程量�！�3膠帶成槽性能好，可以增大物料橫截面，提高運(yùn)輸量�！�4抗沖擊性能及抗彎曲疲勞性能好，使用壽命長(zhǎng)。二）運(yùn)輸能力和帶寬的計(jì)算運(yùn)輸能力按下式計(jì)算：

QQi0.5K37K1K2Qimax，t/h，其中：

Q大巷帶式運(yùn)輸機(jī)高峰小時(shí)運(yùn)輸量，t/h

∑Qi回采工作面高峰小時(shí)生產(chǎn)能力總和，t/h，取900t/h7礦井井下每班有效生產(chǎn)時(shí)間，hK1回采工作面設(shè)備利用系數(shù)，取K1=0.4K2工作面同時(shí)生產(chǎn)系數(shù)，取K2=1K3掘進(jìn)煤量系數(shù)，取K3=10%

0.5采區(qū)煤倉容量為上（下）山運(yùn)輸機(jī)0.5h的運(yùn)量，即0.5Qimax，t/h。

則，Q900輸送帶寬度計(jì)算：

BQKvC771.44001.12.50.920.970.89m

0.50.1710.4900771.4t/h。

式中：B膠帶寬度，m；K斷面系數(shù)，取K=400；γ物料散密度，t/m3；

C傾角系數(shù)，取0.92；ξ速度系數(shù)，取0.97。

故根據(jù)以上計(jì)算，選擇帶寬B=1000mm的帶式輸送機(jī)。三）蓄電池式電機(jī)車的選型計(jì)算1、列車中礦車數(shù)的計(jì)算

（1）電機(jī)車在最大運(yùn)距上，一個(gè)往返周期內(nèi)所做的功A(FzFk)Lm

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式中：A往返周期內(nèi)所做的功，MJ；Fz重列車牽引力，KN；Fk空列車牽引力，KN；Lm最大運(yùn)輸距離，Km。

設(shè)計(jì)電機(jī)車在軌道大巷內(nèi)運(yùn)行，在等阻坡度條件下，空列車牽引力和重列車牽引力相等，即Fk=Fz

Fk+Fz=2Fz=2（P+Qz）（wy-id）g

式中：P電機(jī)車質(zhì)量，t，取8t；Qz重車組質(zhì)量，t；

wy重列車運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.0070；id等阻坡度，‰，取2‰；g重力加速度，g=9.8m/s2。（2）蓄電池組在一個(gè)往返周期內(nèi)輸出的能量

A"a(FzFk)Lm3.6

式中：A′蓄電池在一個(gè)往返周期內(nèi)輸出的能量，KWh；α調(diào)車電能消耗系數(shù)，1.15；

η從牽引電動(dòng)機(jī)到蓄電池組的總效率，取η=0.7。（3）一臺(tái)機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)的電能消耗

A′bLmgm23.6(PQz)(wyid)

式中：m一臺(tái)機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)往返次數(shù)；

A′b一臺(tái)機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)的電能消耗，kWh。（4）蓄電池的放電容量

式中：W蓄電池組的放電容量，Ah，400Ah；U蓄電池組的平均放電電壓，V，132V。（5）重車組總質(zhì)量

按在一個(gè)班內(nèi)一臺(tái)機(jī)車的電能消耗A′b必須與蓄電池組放電容量Ab相等，即A′b=Ab，求得Qz為：

AbWU1000四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

Qz3.62gWUPLmm(wzid)10003.629.84001320.71.151.98(0.0070.002)100077.67t

根據(jù)確定的重車組質(zhì)量，確定礦車臺(tái)數(shù):Z=Qz/(G+G0)=77.67/(1+0.592)=48輛。式中：G、G0分別為礦車的載重與自重，t

由于在井底車場(chǎng)行車路線計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)取一列車為25輛礦車，故列車組選型25輛，滿足要求。

四）電機(jī)車臺(tái)數(shù)的計(jì)算

確定電機(jī)車臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮全礦井（或水平）投產(chǎn)初期和達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)不同的條件因數(shù)。按初期所需臺(tái)數(shù)購(gòu)置電機(jī)車，按達(dá)產(chǎn)時(shí)所需要的臺(tái)數(shù)選擇供電設(shè)備。

1、電機(jī)車往返一次所需要的時(shí)間T=T1+θ

式中T電機(jī)車往返一次所需總時(shí)間，min；T1列車往返一次運(yùn)行時(shí)間，min；θ調(diào)車及停車時(shí)間，min，取30min。

T12L600.75v21.4600.7512.418.1min

式中：L平均運(yùn)輸距離，取1.4Km；

V機(jī)車平均速度，Km/h，取機(jī)車長(zhǎng)時(shí)速度，12.4Km/h。2、每臺(tái)電機(jī)車每班可能運(yùn)輸次數(shù)

式中：Tb電機(jī)車每班工作小時(shí)數(shù)，取4h。3、每班貨運(yùn)需要的列車數(shù)

m1k1k2Abnq1.350.22273251.31518.6m60TbT60445.55.3，取19

式中：m1每班貨運(yùn)需要的列車數(shù)；K1運(yùn)輸不平衡系數(shù)，取1.35；

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K2矸石系數(shù)，取20%；

Ab礦井（水平）每班產(chǎn)量，2273t；n列車中的礦車數(shù),25輛;q礦車裝載質(zhì)量，1.315t。4、每班運(yùn)人所需列車數(shù)

《煤礦安全規(guī)程》第三百五十八條規(guī)定：距離超過1.5Km的主要運(yùn)輸平巷，上下班時(shí)必須采用機(jī)械運(yùn)送人員。本設(shè)計(jì)軌道大巷長(zhǎng)1.4Km，為減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效考慮使用機(jī)車牽引平巷人車接送人員上下班。礦井每班每翼用電機(jī)車牽引平巷人車運(yùn)人按一次考慮。本設(shè)計(jì)為單翼開采，則運(yùn)人列車數(shù)為一次（m2=1）；

5、礦井（水平）所需電機(jī)車總臺(tái)數(shù)

N1.25m1m2m1.251915.34.7，取5

式中：1.25備用和檢修電機(jī)車占工作電機(jī)車臺(tái)數(shù)的系數(shù)。5.1.4礦車和電機(jī)車的型號(hào)和數(shù)量

表5-1礦車技術(shù)特征表名稱1t固定式礦車3t材料車3t平板車人車型號(hào)MG1.2-6AYLC1(6)容積m31.1名義載重t13.03.0最大載重t5.55.5表5-2電機(jī)車技術(shù)特征表蓄電外形尺寸制動(dòng)蓄電池組名稱型號(hào)池電粘量t軌距（長(zhǎng)×寬×方式型號(hào)mm壓V高）mmXK8-6/4500×1192DG-400蓄電池

42

軌距mm600600600600外形尺寸（長(zhǎng)×質(zhì)量kg寬×高）mm201*×880×11505923450×1320×1201*450×1320×4804460×1320×15201*009101750MP3-6BPR18-6/四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

電機(jī)車140KBT1328600×1600機(jī)械5.1.5輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇

采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備主要包括回采工作面，區(qū)段運(yùn)輸平巷和采區(qū)上山的運(yùn)煤、排矸、運(yùn)料設(shè)備。設(shè)備類型主要根據(jù)本礦地質(zhì)特征、開拓系統(tǒng)、開采方法，運(yùn)輸直接從有關(guān)設(shè)備技術(shù)特征表中選用即可。

工作面采用SGZ-730/320型可彎曲刮板輸送機(jī)，SZB-730/15型順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和SJD-150型帶式輸送機(jī)。

表5-3可彎曲刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表型號(hào)SGZ-764/264型號(hào)SZB-764/132機(jī)型中雙鏈鏈型中雙鏈適應(yīng)傾角＜30°輸送能鏈速電機(jī)型力（t/h）（m/s）號(hào)9000.95YSBS-80/132功率（kw）132×2外形尺寸長(zhǎng)×寬×高（mm）1500×764×222總重（t）160總重（t）24．2表5-4順槽轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)特征表總長(zhǎng)搭接度（m）長(zhǎng)度（m）3511.6鏈速運(yùn)輸量（m/s）（t/h）1.311100電機(jī)型號(hào)DSB-132功率水平段（kw）裝載長(zhǎng)度（m）13217．3表5-5可伸縮帶式輸送機(jī)技術(shù)特征表輸送輸送速儲(chǔ)藏膠量（t長(zhǎng)度帶/h）（m）（m/s）帶長(zhǎng)度（m）SSJ1000/125100010001.950型號(hào)傳動(dòng)卷電機(jī)功筒直徑主電機(jī)率（KW）（mm）型號(hào)75×2630質(zhì)量（t）DSB-7589．3表5-6平巷帶式輸送機(jī)技術(shù)特征表型號(hào)輸送量（t/h）STD-10001100/2×75輸送帶速長(zhǎng)度（m/s）（m）10001.9儲(chǔ)藏膠帶電機(jī)功傳動(dòng)卷長(zhǎng)度（m）率（KW）筒直徑（mm）5075×2630主電機(jī)型號(hào)質(zhì)量（t）DSB-7568．0四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

5.2礦井提升5.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，提升系統(tǒng)選用立井多繩摩擦式。（1）礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量：A=1.5Mt/a；（2）井筒長(zhǎng)：L主=481m，L副=476m；（3）卸載高度：Hx=20m;（4）裝載高度:Hz=20m;（5）年工作日：330d；（6）日提升時(shí)間：16h；

（7）提升方式：主井一對(duì)16t箕斗提升，采用定重裝載；副井一對(duì)1t礦車雙層四車罐籠提升。

5.2.2主井提升設(shè)備的選型計(jì)算

1、主井提升容器的確定一次合理提升量：

QACaf3600tn15000001.151.236001633094.3610.2

式中:A礦井產(chǎn)量，150萬t；C不均衡系數(shù)，取1.12；af富裕系數(shù)，取1.20；t日提升時(shí)間，14h；n年工作日，300d；Tj次提升循環(huán)時(shí)間，s。

TjHVjVjau=94.56

式中：H提升高度，箕斗井：H=Hx+Hs+Hz

其中，Hx卸載水平至井口水平距離，取20m；Hs礦井開采水平垂直深度，為481m；Hz裝載水平至井底車場(chǎng)水平距離，取20m；

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H=20+331.7+20=371.7m

v最大提升經(jīng)濟(jì)速度取v=0.4H=9.11m/s；a提升加速度，取0.8m/s2;

u容器在爬行時(shí)所需的附加時(shí)間，取10s；θ休止時(shí)間，取16s。

2、選擇提升容器規(guī)格尺寸

根據(jù)一次合理提升量Q及煤的松散容重，選擇ZLGQ16型16t標(biāo)準(zhǔn)箕斗，自重9255kg。根據(jù)箕斗有效容積，可計(jì)算一次實(shí)際提升量，即

Q"Qv

式中：r′煤的松散容重，取1.1；

β滿載系數(shù)，取0.9；Qv箕斗容積，17.6m3

Q=0.9×1.1×17.6=17.42t

表5-7主井單繩提煤底卸式箕斗技術(shù)特征表

名義載斗箱實(shí)重量（t）際容積（m3）ZLQ-161617.6

型號(hào)平面外形尺寸（mm2）2400×1250罐道間距（mm）1680首繩處最大允許載（kg）16500尾繩處最大允許載荷（kg）3200四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計(jì)

D主HkD導(dǎo)HtHH圖5-1多繩提升系統(tǒng)圖

3、提升鋼絲繩計(jì)算選擇

立井提升，選擇同向捻的提升鋼絲繩。（1）提升鋼絲繩的繩端荷重Qd

Qd=（Q+QZ）g，N

式中：QM提升容器（箕斗或罐籠）的質(zhì)量，kg；

Q一次提升量，kg；g重力加速度，m/s3。

根據(jù)上述公式計(jì)算得，

Qd=(9255+17420)×9.8=261415N

（2）鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度

HcHHHtH"k,m式中：HH尾繩環(huán)的高度，m

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