某礦井的開采方案設(shè)計案例報告目錄TOC\o"1-3"\h\u15190摘要 4117061.井田概況 2287691.1礦區(qū)概況 2184212.井田境界確定和儲量計算 3127472.1井田境界 3299552.1.1井田邊界圈定 3291492.2工業(yè)儲量 335182.3礦井的設(shè)計儲量計算 443512.3.1保護(hù)煤柱損失 461372.3.2礦井設(shè)計儲量計算 5206152.4礦井可采儲量 5326032.4.1工業(yè)廣場保護(hù)煤柱量 5262642.4.2礦井的可采儲量 677222.5礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 657002.5.1礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 6239193.井田開拓 755543.1井筒位置和形式確定 7120453.1.1開拓方案比較 867223.2.礦井井筒 11311723.2.1主井 11253543.2.2副井 1236513.2.3風(fēng)井 1472124.準(zhǔn)備方式 15137344.1煤層地質(zhì)特征 1525054.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 15115484.2.1帶區(qū)準(zhǔn)備方式系統(tǒng) 1580964.2.2帶區(qū)的巷道布置 16162664.2.4帶區(qū)生產(chǎn)能力和產(chǎn)出率計算 1747654.3邊界煤柱開采 17300455.采煤方法 1771385.1采煤工藝方式 18214925.1.1帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 1884625.1.2確定采煤方法 18126095.1.3工作面參數(shù) 18214585.1.4工作面采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)選型 1914315.1.5采煤工作面支護(hù)方式 21110245.1.6工作面循環(huán)作業(yè) 22135016.帶區(qū)運輸設(shè)備選擇 24271636.1帶區(qū)設(shè)備的選型 24206696.2帶區(qū)運輸能力驗算 26201806.3大巷運輸設(shè)備選擇 26112727.礦井提升 2814547.1概述 28322337.2主井提升 28150767.2.1箕斗 28131477.2.2提升能力計算 2967677.3副井提升 3060758.礦井通風(fēng) 32236638.1煤層概況 3271588.1.1礦井通風(fēng)類型確定 32107978.1.2主要通風(fēng)機(jī)工作方式 32307418.1.3工作面通風(fēng)方式 32184018.2風(fēng)量計算 326118.2.1采煤工作面需風(fēng)量計算 3245688.2.2掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計算 33124128.2.3礦井總進(jìn)風(fēng)量計算 3440238.2.4風(fēng)量分配 34140628.3風(fēng)阻計算 35209298.3.1通風(fēng)巷道 35321468.3.2通風(fēng)阻力計算 36209178.4通風(fēng)設(shè)備選型 38105518.4.1通風(fēng)機(jī)風(fēng)量計算 38222409.設(shè)計礦井的基本技術(shù)指標(biāo) 4024970結(jié)論 4213837參考文獻(xiàn) 43

摘要本次為位于咸陽市旬邑縣東南13km的清源鄉(xiāng)蒼耳溝內(nèi)的黑溝煤礦進(jìn)行礦井開采設(shè)計。經(jīng)過計算該礦井的工業(yè)儲量為163.42Mt，可采儲量129.104Mt,服務(wù)年限55.17年，所以本次設(shè)計采用了“三八制”作業(yè)，分為兩班檢修和一班生產(chǎn)。由于該井田地質(zhì)條件分布不均勻，所以在設(shè)計時將該井田大致分為了南、北倆個采區(qū)。南部采區(qū)較為傾斜但傾角未超過12°，北部采區(qū)較為平緩在0°-3°之間，所以倆個采區(qū)均采用了帶區(qū)的準(zhǔn)備方式。并且，該井田只有平均厚度為4.63米的4-2號煤層可以開采，經(jīng)過比較后選擇了立井單水平的開拓方式，和一次采全高的采煤方法。最后在考慮該井田的通風(fēng)設(shè)備時，考慮到由帶區(qū)布置未能完全覆蓋井田范圍的影響，可在邊界處再設(shè)立風(fēng)井通風(fēng)，但經(jīng)過比較，還是選擇了中央并列式通風(fēng)。關(guān)鍵詞：帶區(qū)、立井單水平、一次采全高、中央并列式通風(fēng)1.井田概況1.1礦區(qū)概況本次設(shè)計的黑溝礦位于咸陽市旬邑縣東南13km的清源鄉(xiāng)蒼耳溝內(nèi)。井田區(qū)域地理座標(biāo)為：東經(jīng)108°25′30″至108°29′，北緯35°03′30″至35°05′20″。可以開采的煤層僅4-2號煤一層，其余4-1、4-3、4-4均為不可采層。煤層平均厚度為4.63m。含煤層分布在井田的各處。該井田可以傾角分為南北倆部分，南部略傾斜但沒有超過12°，北部較為平緩在0-3°之內(nèi)。所以在設(shè)計過程中需要考慮到這一條件。經(jīng)過地質(zhì)資料分析，得到本次所要進(jìn)行設(shè)計的礦井為低瓦斯礦井；地溫正常；但是4-2號煤存在爆炸可能性和自燃可能性。具體地質(zhì)資料詳見附錄。2.井田境界確定和儲量計算2.1井田境界2.1.1井田邊界圈定地質(zhì)資料顯示，這次所要進(jìn)行設(shè)計的井田位于東經(jīng)108°25′30″至108°29′，北緯35°03′30″至35°05′20″所交面積這一圈定范圍內(nèi)。并由于該井田南部和北部傾角差異大，所以將該井田劃分為如圖所示的4個區(qū)域進(jìn)行設(shè)計。2.2工業(yè)儲量因為本次設(shè)計井田的可采煤層4-2煤層全井田普遍分布，除了井田南部及東部沉積邊緣和剝蝕邊緣煤層因薄不可采者，其余均可采。煤厚0.20～6.28m，平均煤厚4.63m。所以井田的儲量計算選擇了塊段法，根據(jù)井田被劃分的四個區(qū)域，進(jìn)而計算每個區(qū)域的儲量，最后再將四個區(qū)域的儲量相加得到本次設(shè)計的井田儲量。區(qū)域傾角（°）水平面積（k㎡）平均厚度（m）A117.014.63B86.524.63C25.364.63D47.044.63礦井工業(yè)儲量計算：Zz=MZ×γ×SZ/(cosα)式中：Zz—礦井的工業(yè)儲量，Mt；MZ—煤層平均厚度，m；γ—容重，t/m3；SZ—水平面積，km2；α—煤層的傾角，°.把4個區(qū)域的結(jié)果帶入得：ZA=7.01×4.63×1.35/cos11°=44.64MtZB=6.52×4.63×1.35/cos8°=41.15MtZC=5.36×4.63×1.35/cos2°=33.52MtZD=7.04×4.63×1.35/cos4°=44.11MtZZ=44.64+41.15+33.52+44.11=163.42Mt2.3礦井的設(shè)計儲量計算2.3.1保護(hù)煤柱損失量計算因為礦井的設(shè)計儲量計算需要通過將工業(yè)儲量減去永久損失的境界保護(hù)煤柱量得到，所以先要求出井田境界的保護(hù)煤柱量。井田境界保護(hù)煤柱計算：PJ=Lj×QB×MB×γ式中：PJ——邊界的煤柱損失量，t；Lj——井田邊界長度，m；QB——邊界寬度，人為邊界取值20m；γ——容重1.37t/m3；MB——煤平均厚度,m.PB=10230×20×1.37×4.63=1.30Mt2.3.2礦井設(shè)計儲量計算計算公式：ZS=ZGY-PJ式中：ZS——礦井的設(shè)計儲量,Mt；ZGY——礦井的工業(yè)儲量,Mt；PJ——煤柱的損失量,Mt；由上式可以得出：ZS=163.42-1.30=162.12Mt2.4礦井可采儲量2.4.1工業(yè)廣場保護(hù)煤柱量在設(shè)計工業(yè)廣場時，需要滿足《規(guī)范》的要求。所以本次所設(shè)計的礦井工業(yè)廣場確定為11.6公頃，工業(yè)廣場的尺寸確定為350m×330m的矩形。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的損失量計算：PGC=SGC×Mb×γ/cos6°PGC——工業(yè)廣場壓煤量，t；SGC——工業(yè)廣場壓煤面積，m2；γ——煤的容重，1.38Mt/m3；Mb——煤層的厚度，m。P場=116000×1.38×4.63=0.74Mt2.4.2礦井的可采儲量ZKC=(ZS-PGC)×C式中：ZKC——井田的可采儲量,Mt；ZS——井田的設(shè)計儲量,Mt；PGC——工業(yè)廣場保護(hù)煤柱煤量,Mt；C——回采率取0.8。ZKC=(162.12-0.74)×0.8=129.104Mt 2.5礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限2.5.1礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力礦井的服務(wù)年限計算T=ZKC/(A×K)式中：T——礦井服務(wù)年限,a；ZKC——礦井可采儲量,129.104Mt；A——設(shè)計生產(chǎn)能力,1.8Mt/a；K——系數(shù),取1.3。符合《規(guī)范》中的規(guī)定。

3.井田開拓3.1井筒位置和形式確定因為該井田的煤層傾角最大12°，井田內(nèi)并無斷層出現(xiàn)，通過所給煤層等高線圖可以得出，走向長度625m傾向長度352m埋深560.54-496.14m，所以選擇了立井開拓。經(jīng)過對井田所在位置和地質(zhì)條件分析，井田南部較為傾斜，北部較為平緩，地質(zhì)條件簡單，并且考慮到運輸成本，和巷道各處通風(fēng)情況，最終確定井筒于井田的正中央。根據(jù)井筒的位置，工業(yè)廣場的位置也確定在井田中央。3.1.1開拓方案比較方案一：立井單水平開拓在次方案中，主井、副井和風(fēng)井都采用立井，延深到4-2號煤層的底板位置，并設(shè)置一條開采水平。采煤工作完全依靠該水平進(jìn)行，運輸和回風(fēng)依靠與運輸大巷和軌道大巷相連接的主井、副井和風(fēng)井。方案二：立井兩水平開拓主井、副井和風(fēng)井在這個方案中也都采用立井，不僅延深到4-2號煤層的底板處向北布置一條開采水平，并且在+40m處向南再布置一個水平。兩水平同時進(jìn)行采煤工作，但需要再開拓倆條大巷用于與主井、副井和風(fēng)井連接。方案三：立井兩水平暗斜井開拓次方案與立井兩水平開拓在前期布置方式與方案二相同，主井、副井和風(fēng)井也都采用立井，延深到4-2號煤層的底板處向北布置一條開采水平，并且在+40m處向南再布置一個水平。但是倆個水平直接采用暗斜井連接，不用再開拓大巷連接主井、副井和風(fēng)井。技術(shù)比較由于井田可才煤層只有一層，分部卻有呈現(xiàn)差異，北部平緩而南部傾斜，所以可采用單水平與雙水平開采，雙水平布置連接方式也有所不同，所以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。經(jīng)濟(jì)比較表3-1方案一開拓費用表名稱距離（m）單價（萬元）費用（萬元）總費用（萬元）基費用(萬元）主井表土2014.3928.79337.94基巖4806.36305.15副井表土2018.6237.25476.85基巖4609.64443.60大巷巖巷55004.12253.742911.92煤巷23002.86659.18井底車場巖巷11004.08448.43449.43排水涌水量時間（h）服務(wù)年限（a）費用(元/t·m3）4275.68250.008810.0055.170.34運輸能力煤重傳輸距離5099.901.204800.002.330.38計總費用(萬元）13551.723-2名稱距離（m）單價（萬元）費用（萬元）總費用（萬元）基費用(萬元）主井表土2014.3928.79336.94基巖4806.36305.15副井表土2018.6237.25478.85基巖4609.64443.60大巷巖巷25106.231565.121563.12輔助水平大巷巖巷11004.23418.74467.63井底車場巖巷7500409.793073.283442.86煤巷13002.87372.58排水涌水量時間（）服務(wù)年限（年）費用(元/t·m3）4275.68250.008810.0055.170.34運輸能力煤重傳輸距離6194.301.204800.002.830.38計總費用（萬元）17413.643-3名稱距離（m）單價（萬元）費用（萬元）總費用（萬元）基費用(萬元）主井表土2014.3928.79332.94基巖4806.36305.15副井表土2018.6237.25481.85基巖4609.64443.60大巷巖巷59004.12417.653135.25煤巷25002.87716.60井底車場巖巷11004.07448.43447.43排水涌水量時間（）服務(wù)年限（a）費用(元/t·m3）4275.68250.008810.0055.170.34運輸能力煤重輸送距離10265.471.204800.004.690.38計總費用(萬元）18938.62經(jīng)過比較之后，方案一的經(jīng)濟(jì)消耗更低而且也滿足該井田的開拓的需求，所以本次設(shè)計最終確定為立井單水開拓作為本次設(shè)計的開拓方式。3.2.礦井井筒3.2.1主井因為本次設(shè)計采用了立井開拓，所以在主井內(nèi)需要配備一對箕斗，并且需要配備電纜檢修道等，具體參數(shù)見圖和表3-1。圖3-1主井?dāng)嗝鎴D表3-1主井井筒斷面參數(shù)井型1.8Mt斷面積50.32m2直徑5.67m提升工具16t的箕斗長度130m井筒支護(hù)混凝土厚450mm表土段厚600mm凈斷面積23.69m2基巖段斷面積34.21m23.2.2副井本次設(shè)計所采用的副井是用于運輸人員和工作設(shè)備，所以需要使用罐籠來提升，具體參數(shù)見圖和表3-2。圖3-2副井?dāng)嗝鎴D表3-2副井井筒斷面參數(shù)井型1.8Mt斷面積53.12m2直徑6.48m提升工具3t礦車和罐籠長度130m井筒支護(hù)混凝土厚450mm表土段井700mm凈斷面積280.2m2基巖段斷面積42.12m23.2.3風(fēng)井本次設(shè)計所采用的風(fēng)井具體參數(shù)見圖和表3-3。圖3-3風(fēng)井?dāng)嗝鎴D表3-3風(fēng)井井筒斷面參數(shù)井型1.8Mt凈斷面積20m2直徑5m基巖段毛斷面積28.26m2長度130m表土段斷面積35.14m2

4.準(zhǔn)備方式4.1煤層地質(zhì)特征首采帶區(qū)位于井田西南側(cè)，首采煤層為4-2號煤層。該煤層的地質(zhì)特征為：對瓦斯涌出量為1.07m3/min，相對瓦斯涌出量為3.08m3/t；正常涌水量為30m3/h，最大涌水量為45m3/h；4-2號煤存在爆炸可能性和自燃可能性；地溫正常；傾角在12°以內(nèi)。4.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)4.2.1帶區(qū)準(zhǔn)備方式系統(tǒng)由于煤層傾角小于12°，且井田范圍內(nèi)沒有斷層出現(xiàn)，所以本設(shè)計選用帶區(qū)準(zhǔn)備方式。4.2.2帶區(qū)巷道布置由于帶區(qū)內(nèi)工作面長度為200m，所以將在工作面?zhèn)z端布置巷道，倆條巷道需要與大巷相連進(jìn)行通風(fēng)和運輸。倆條巷道分為進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷，并同時進(jìn)行工作。巷道長度根據(jù)井田邊界有所不同，寬度在200m左右，倆個帶區(qū)工作面之間可以設(shè)計小于10m的保護(hù)煤柱。帶區(qū)巷道內(nèi)部可使用膠帶運輸機(jī)運輸采出煤，工作人員和矸石等其他則可使用礦車進(jìn)行運輸。4.2.3帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)主井151412工作面運煤系統(tǒng)主井151412工作面13 1312135副井地面2.輔助運輸系統(tǒng)12135副井地面工作面工作面153.通風(fēng)系統(tǒng)15工作面124115副井 工作面124115副井風(fēng)井4風(fēng)井4副井124.排矸系統(tǒng)副井12155工作面 155工作面工作面9副井地面變電站5.工作面供電系統(tǒng)工作面9副井地面變電站12126.排水系統(tǒng)副井8512工作面 副井8512工作面4.2.4帶區(qū)生產(chǎn)能力和產(chǎn)出率計算帶區(qū)生產(chǎn)能力帶區(qū)生產(chǎn)能力由工作面生產(chǎn)能力乘以該帶區(qū)的系數(shù)得到，所以先求工作面的生產(chǎn)能力。工作面生產(chǎn)能力計算：Ap=γ×330×Hdc×Ldi×azi×nqi×C×106式中：AP——工作面生產(chǎn)能力,Mt/a；γ——Hdc——割煤高度,取4.63m；Ldi——工作面長度,取200m；azi——采煤機(jī)截深,取0.8m；nqi——工作面晝夜進(jìn)刀次數(shù),取6次；C——工作面回采率,取95%。A0=1.3×330×4.63×200×0.8×6×0.95=1.81Mt/a帶區(qū)生產(chǎn)能力則為A×1.1=1.9Mt/a本次礦井設(shè)計選擇的井型為1.8Mt，帶區(qū)生產(chǎn)能力大于該生產(chǎn)能力所以符合條件。2.帶區(qū)采出率計算帶區(qū)采出率=帶區(qū)實際采出煤量/帶區(qū)工業(yè)儲量×100%帶區(qū)采出率=29/36×100%=81%帶區(qū)采區(qū)率也符合《規(guī)范》里的規(guī)定。4.3邊界煤柱開采因為帶區(qū)的布置未能完全覆蓋所有可開采的煤層，所以可額外布置移動式采煤機(jī)開采邊界煤柱，也可以根據(jù)邊界煤柱所在位置采用三角采煤進(jìn)行開采。在邊界采煤時，需要考慮在距離主井、副井和風(fēng)井過遠(yuǎn)時，是否可以采用已經(jīng)設(shè)計好的運輸和軌道大巷進(jìn)行通風(fēng)和運輸，如果不可用則需要考慮是否再建立新的風(fēng)井、副井等。但是在本次設(shè)計中，已經(jīng)確定了主井、副井和風(fēng)井及其相連接的巷道，所以在次只提出方案不進(jìn)行更詳細(xì)的分析設(shè)計。

5.采煤方法5.1采煤工藝5.1.1帶區(qū)煤層特征本設(shè)計中的首采煤層為4-2號煤層，該煤層的平均厚度為4.63m，傾角在0-12°以內(nèi)。礦井井下涌水屬以裂隙充水為主的簡單型。一般情況下正常涌水量為30m3/h，最大涌水量為45m3/h。礦井瓦斯的絕對涌出量為1.07m3/min，相對涌出量為3.08m3/t，屬低瓦斯礦井。5.1.2確定采煤方法根據(jù)帶區(qū)所處的可采煤層條件，暫確定放頂煤工藝和一次采全高工藝倆種方法，所以需要進(jìn)行比較。因為本礦井平均煤厚為4.63m，存在放較困難的情況，而且放頂煤工藝的回采率較低，所以最終確定選擇一次采全高。5.1.3工作面參數(shù)因為目前做在生產(chǎn)的工作面刮板輸送機(jī)均按150～220m的鋪設(shè)長度設(shè)計，并且本次設(shè)計所開采的煤層只有平均厚度為4.63m的4-2號煤層的一層，所以設(shè)計工作面長度為200m，分帶長為900m。本次設(shè)計的工作面配套設(shè)備見表5-1：表5-1工作面配套設(shè)備編號設(shè)備型號1采煤機(jī)MG900/2215-GWD2液壓支架ZZ5600/23/473刮板輸送機(jī)SGZ-880/8005.1.4工作面采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)選型為了滿足本次設(shè)計1.8Mt/a的產(chǎn)量要求，所以將本次設(shè)計的工作制度確定為330d/a，其中每天倆個生產(chǎn)班進(jìn)行開采工作，因此經(jīng)過計算可以得到采煤工作面的生產(chǎn)能力為5450t/d。然后可以計算工作面小時生產(chǎn)能力：Qsc=5450/(16×70%)=486.6t/h工作面采煤機(jī)開機(jī)率取70%采煤機(jī)功率估算值取0.5kW·h/t采煤機(jī)功率為：N=486.6×0.6=291.96kW工作面選用MG900/2215-GWD無鏈電牽引采煤機(jī)，技術(shù)特征見表5-2：表5-2采煤機(jī)參數(shù)表型號MG900/2215-GWD采高m2.7～5.3截深m0.8高度m2206滾筒中心距mm8560截割功率kW2×900牽引功率kW2×90牽引速度m/min12/21牽引方式-電牽引滾筒直徑Mm28.37采煤機(jī)生產(chǎn)能力計算:Qcmj=60vmjMscBkcγη式中：Qcmj——割煤量，t/h；Vmj——牽引速度，取3.5m/min；Msc——煤層厚度，取4.63m；Bkc——截深，取0.8m；γ——容重，1.3t/m3。η——有效截割系數(shù)，取0.9Qcmj=60×3.5×4.63×0.8×1.3×0.9=910.07t/h為了使環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力配套，所以工作面所使用的刮板輸送機(jī)的額定運輸能力應(yīng)高于950t/h。所以選用SGZC-800/800型刮板輸送機(jī)。刮板輸送機(jī)參數(shù)見表5-3:表5-3刮板輸送機(jī)參數(shù)表刮板輸送機(jī)-SGZ-800/800輸送能力T/h1500長度m250功率Kw2×400刮板鏈速m/s1.1電壓v1140中部槽Mm1503×800×344牽引方式-銷排采煤機(jī)進(jìn)刀方式為端部斜切進(jìn)刀雙向割煤如圖5-1所示。圖5-1進(jìn)刀方式圖5.1.5采煤工作面支護(hù)方式1.支架選型及布置本次設(shè)計在回采工作面使用液壓支架進(jìn)行支護(hù)，選用ZZ5600/23/47支撐掩護(hù)支架及其配套端頭支架。支架技術(shù)特征見表5-4。表5-4液壓支架參數(shù)表設(shè)備ZZ5600/23/47方式支撐掩護(hù)式重量mt19.5寬度m1.41～1.59高度m2.3～4.7中心距m1.5阻力kN5600支護(hù)強(qiáng)度MPa0.98泵站壓力MPa31.5初撐力kN5000供液泵壓MPa31.5最大長度m6.12.支護(hù)強(qiáng)度計算qHsyγ105×ksy式中：qa——液壓支架所承受的壓力,MPa；Ksy——巖石厚度系數(shù),取8；Hsy——采高,m；γ——巖石重量,γ=2.2×103kg/m3q=2.2×4.63×8×10-5=0.81MPa3.支架高度計算確定支架的最大和最小結(jié)構(gòu)高度Hzmax=Hmax+SHzmin=Hmin-0.35式中：Hzmax，Hzmin——要求支架的最大最小高度，m;S—偽頂冒落的最大厚度，取0.3m。Hzmax=4.63+0.3=4.66mHzmin=3.5-0.35=2.65m5.1.6工作面循環(huán)作業(yè)1.勞動組織形式本次設(shè)計中選用的工作方式為“三八制”作業(yè)，分為兩班檢修和一班生產(chǎn)，工作時長8小時。表5-5勞動組織配備表職責(zé)生產(chǎn)一班生產(chǎn)二班檢修班數(shù)量負(fù)責(zé)人1113采煤機(jī)2215刮板輸送機(jī)2215轉(zhuǎn)載機(jī)2215泵站1113端頭維護(hù)2237膠帶運輸機(jī)2226清煤2215運料2204電工1146支架工2215驗收1113其他1113總?cè)藬?shù)212118602.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)循環(huán)產(chǎn)量計算：Qxc=Qcg+QdgQcg=Lcg×Mcg×SXC×γ×CQgd=Lgd×Mgd×SXC×γ×C式中：Qxc——循環(huán)產(chǎn)量，t；Sxc——循環(huán)進(jìn)尺，取0.8m；Qcg——4.63m采高段煤產(chǎn)量，t；Lcg——4.63m采高段傾斜長度，m；Qgd——過渡段煤產(chǎn)量，t；Lgd——過渡段傾斜長度，m；Mcg——工作面中段采高，4.63m；Mdg——工作面過渡段采高，取平均值4.6m；γ——煤的容重，取1.3t/m3；C——回采率，取95％。Qcg=200×0.8×4.63×1.38×0.95=971.19tQgd=10×0.8×4.63×1.38×0.95=48.56t循環(huán)產(chǎn)量：Qxc=Qcg+Qdg=971.19+48.56=1019.75t日產(chǎn)量=Qxc×日循環(huán)數(shù)=1019.75×6=5875.7t工作面主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表如下：表5-6工作面主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表編號內(nèi)容參數(shù)1工作面長度200m2采高4.63m3煤的容重1.3t/m34循環(huán)進(jìn)度0.8m5循環(huán)產(chǎn)量1019.75t6每日循環(huán)數(shù)67日產(chǎn)量5875.7t8回采工效35t/工9回采率95%10噸煤成本（元/t）66

6.帶區(qū)運輸設(shè)備選擇6.1帶區(qū)設(shè)備的選型因為生產(chǎn)能力較大，所以本次設(shè)計采用帶式輸送機(jī)進(jìn)行運煤比較合理。采煤工作面選用MXA-300/4.5W無鏈液壓雙牽引采煤機(jī)，和SGZ-830/500型刮板輸送機(jī)。帶區(qū)運煤設(shè)備有轉(zhuǎn)載機(jī)SZB-830/180，破碎機(jī)PCM132，輸送機(jī)選用SSJ1200/3×200M帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)，參數(shù)特征見表6-1，表6-2，表6-3。表6-1轉(zhuǎn)載機(jī)SZB-830/180參數(shù)表生產(chǎn)能力/t/h1200長度/m37.7總功率/kW2×90電壓/V1140鏈速/m/s1.45搭接長度/m12.4爬坡長度/m7.4爬坡角度/°10中部槽尺寸長/mm1500寬/mm830高/mm222表6-2破碎機(jī)PCM132參數(shù)表通過能力/t/h1200破碎能力/t/h1200重量/t14.8功率/kW132尺寸/mm4560×2095×1742最大出料塊度/mm300表6-3帶式輸送機(jī)SSJ1200/3×200M參數(shù)表生產(chǎn)能力/t/h1200運距/m1500寬度/mm1200電壓/V1140功率/kW3×200速度/m/s3.15帶區(qū)輔助運輸設(shè)備分為提升時JW1600/80無極繩絞車牽引和運輸?shù)V車，參數(shù)見表6-4，表6-5.表6-4無極繩絞車參數(shù)表單位參數(shù)型號JW1600/80載荷最大靜張力kN60最大張力差kN50繩速m/s0.751滾筒直徑mm1600鋼絲繩直徑mm28電動機(jī)機(jī)型號YB280M—6功率kW55/75電壓V380/660尺寸mm3485×1720×1672表6-5運輸車輛主要參數(shù)表車輛型號載重量/t尺寸軌距/mm軸距/mm自重/kg數(shù)量/輛礦車MG1.7-9B1.59007509741000材料車MLC5-95900600790200平板車MPC55900600780506.2帶區(qū)運輸能力驗算運煤能力驗算根據(jù)礦井年產(chǎn)量AB=180萬t/a，式中：An——各環(huán)節(jié)運輸能力，t/h；K——系數(shù)，取1.2；T——時間，取16h；η——運輸設(shè)備正常工作系數(shù)，取0.8；則：所以運輸設(shè)備滿足要求。6.3大巷運輸設(shè)備選擇在運輸大巷內(nèi)主要采用DX-1200/4×2000型帶式輸送機(jī)進(jìn)行煤炭運輸運，參數(shù)如表6-6.表6-6DX-1200/4×2000帶式輸送機(jī)參數(shù)表輸送能力/t/h1400速度/m/s3.15帶寬/mm1200適和傾角/°±4電動機(jī)功率/kW4×200型號YBKYS-2000轉(zhuǎn)速/r/min1478電壓/V660/1140

7.礦井提升7.1概述以本次設(shè)計以服務(wù)年限55年和礦井井型1.8Mt/a和為基礎(chǔ)，運輸與提升將通過立井進(jìn)行，而本章將對第三章上對主井、副井和風(fēng)井內(nèi)的設(shè)備選型進(jìn)行具體描述。7.2主井提升7.2.1箕斗由于礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為1.8Mt/a，屬大型礦井，且全部煤炭由主井雙箕斗提升至地面，選擇的箕斗為16t側(cè)卸式箕斗，具體參數(shù)見表7-1。表7-1箕斗JDG16/150×4Y參數(shù)表載重/t16容積/m317.6終端載荷/kN600最大允許載荷/kN300提升高度/M1000自重/t17.8表7-2多繩摩擦式提升機(jī)JKM-2.5/6（Ⅱ）參數(shù)表主導(dǎo)輪直徑/m3.5導(dǎo)向輪直徑/m3綱絲繩靜張力/kN800靜張力差/kN230導(dǎo)向輪直徑/m35數(shù)量/條4間距/mm250提升速度/m/s147.2.2提升能力計算提升高度：Hgd=Hds+Hzz+HzxHgd——提升高度，m；Hds——礦井深度，937m；Hzz——裝載高度，20m；Hxz——卸載高度，20m。H=937+20+20=977m提升速度：V=0.4×H1/2V=12.4m/s一次循環(huán)時間：T=V/a+H/V+tT——一次循環(huán)時間，s；a——加速度，取0.8m/s2；t——裝卸載時間，取30s。T=12.4/0.8+977/12.4+30=123.6s小時提升次數(shù)：N=3600/TN——小時提升次數(shù)。N=3600/123.6=28次小時提升量：ASX=ACZ×k2/（S×Ttr）Asx——小時提升量，t；ACZ——設(shè)計年產(chǎn)量，1.8Mt/a；k——提升系數(shù)，1.3；S——年工作日，330d；Ttr——日提升時間，16h。ASX=1.8×100000×1.32/（330×16）=576.13t合理提升量：Q=A/（2×30）Q——合理提升量，t；2——提升設(shè)備。Q=576.13/（2×30）=9.6t表7-4提升參數(shù)高度/m速度/m·s-1時間/s次數(shù)提升量/t合理提升量/t98512.4123.628576.139.6所選箕斗提升容量為16t，滿足礦井生產(chǎn)的需要。7.3副井提升副井采用GDG1.5/9/2/4K型寬罐籠和GDG1.5/9/2/4型窄罐籠，并采用型號JKM-2.25×4（II）A的提升機(jī)，具體參數(shù)如下：表7-5罐籠GDG1.5/9/2/4K；GDG1.5/9/2/4參數(shù)表型號GDG1.5/9/2/4KGDG1.5/9/2/4載人面積/m21511人數(shù)8464罐籠總載重/t14.7214.72罐體自重/t11.5510.43最大終端載荷/kN570570罐籠長和寬A×B/mm5290×16745290×1274鋼罐道C/mm51005100組合鋼罐道寬度/mm180180表7-6主提升機(jī)特征井筒形式型號張力/t功率/kW電力形式最大提速/m·s-1副井落地摩擦輪4×41721250交流10表7-7副井提升鋼絲繩參數(shù)主繩尾繩類型三角股鍍鋅178×28數(shù)量42破斷力/kN1289抗拉強(qiáng)度/N·mm-216701368重量/kg·m-17.515直徑/mm42178×28矸石11.5-人員14.8-

8.礦井通風(fēng)8.1煤層概況本次設(shè)計的礦井絕對瓦斯涌出量為1.07m3/min，相對瓦斯涌出量為3.08m3/t，屬低瓦斯礦井。所開采的4-2煤層具有煤塵爆炸性危險，但煤層無高溫?zé)岷^(qū)。8.1.1礦井通風(fēng)類型確定由于本次設(shè)計的礦井所采用的帶區(qū)布置方式并沒有完全覆蓋整個井田，所以在通風(fēng)方式的選擇中，為了保證可以在邊界處安全采煤，需要考慮到是否在井田邊界處再設(shè)立回風(fēng)井進(jìn)行通風(fēng)。故對中央并列式和分區(qū)對角式進(jìn)行比較。結(jié)合本次設(shè)計的井田條件：走向長度超過了4km；生產(chǎn)能力大；屬于低瓦斯礦井但是有煤塵有爆炸性。最終選擇了中央并列式通風(fēng)。8.1.2主要通風(fēng)機(jī)工作方式煤礦通風(fēng)機(jī)的工作方式分為兩種：壓入式和抽出式。壓入式通風(fēng)適用于地面塌陷區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重的情況。所以設(shè)計中，抽出式通風(fēng)作為通風(fēng)機(jī)的主要工作方式較為合適。8.1.3工作面通風(fēng)方式因為本次設(shè)計的準(zhǔn)備方式為帶區(qū)，為了減少采空區(qū)漏風(fēng)情況的發(fā)生，減少巷道維護(hù)費用，所以回采工作面的通風(fēng)類型確定為U形通風(fēng)。并且由于礦井為低瓦斯礦井，U形通風(fēng)漏風(fēng)量少，故通風(fēng)管理較為簡單，再考慮到人員運輸，所以工作面采用上行通風(fēng)。8.2風(fēng)量計算8.2.1采煤工作面需風(fēng)量計算1.用瓦斯涌出量計算Qsw=100×Qdj×KQsw——需風(fēng)量，m3/min；Qdj——瓦斯絕對涌出量，3.08m3/min；K——備用風(fēng)量系數(shù)，取1.5。Q=100×3.08×1.5=462m/min用二氧化碳涌出量計算Q=100×2.17×1.5=325.5m/min2.根據(jù)工作面溫度與風(fēng)速的關(guān)系進(jìn)行計算：Qai=60×vz×Sxvz——回采工作面風(fēng)速，取1.3m/s；Sx——工作面通風(fēng)面積，取18m2；Qai=60×1.3×18=1404m3/min風(fēng)速驗算Qmin≥60×0.25×SxQmax≤60×4×SxSx——工作面通風(fēng)面積，取18m2；270.6m3/min≤1404m3/min≤4329.6m3/min8.2.2掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計算用瓦斯和二氧化碳涌出量計算：由于掘進(jìn)面最大的日產(chǎn)量為590t：Qxi=100×Qzi×KxiQxi——工作面需要風(fēng)量，m3/min；Qzi——瓦斯平均涌出量，1.03m3/min；Qzi=590×1.03/（60×24）=0.422m3/minKxi——風(fēng)量系數(shù)，取1.6。Qxi=100×0.422×1.6=57.52m3/min根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)的實際吸風(fēng)量計算Qxi=（Qs+15Sz）×K1Qs——局部通風(fēng)機(jī)實際吸風(fēng)量，取400m3/min；Sz——巷道斷面面積，取16.5m2；K1——通風(fēng)機(jī)臺數(shù)Qxi=（400+15×16.5）×1=647.5m3/min所以最終風(fēng)量計算結(jié)果取最大值647.5m3/min風(fēng)速驗算Qmin≥60×0.25×SziQmax≤60×4×SaiSzi——巷道凈斷面積，取16.5m得到247.5m3/min≤647.5m3/min≤3960m3/min表8-1硐室所需風(fēng)量計算硐室火藥庫絞車房變電所供電硐室總計需風(fēng)量（m3/min）1201501502006208.2.3礦井總進(jìn)風(fēng)量計算Qz=式中：——采煤需風(fēng)量，m3/min；——掘進(jìn)需風(fēng)量，m3/min；——硐室需風(fēng)量，m3/min；——其他需風(fēng)量，m3/min；Km——通風(fēng)系數(shù)，取1.2Qz=（1404+647.5+620+0.1×268.3）×1.2=3238m3/min8.2.4風(fēng)量分配表8-2風(fēng)量分配表位置風(fēng)量（m3/min）采煤工作面1672掘進(jìn)工作面778硐室744巷道312.96表8-3風(fēng)速驗算表巷道名稱最高風(fēng)速m/s實際風(fēng)速m/s風(fēng)井155.1副井83.4采煤工作面42.9掘進(jìn)工作面83.1輔助運輸大巷85.4運輸大巷83.2軌道大巷83.2

風(fēng)速驗算全部符合要求。8.3風(fēng)阻計算當(dāng)風(fēng)流在巷道經(jīng)過時，會逐漸變慢，因為巷道對風(fēng)流產(chǎn)生了阻力。所以將計算這部分的阻力是否會影響到通風(fēng)的效果，和通風(fēng)機(jī)的性能，防止通風(fēng)困難導(dǎo)致事故發(fā)生。8.3.1通風(fēng)巷道在開采首采帶區(qū)煤層時與副井和風(fēng)井距離較近所以工作面通風(fēng)容易，此時風(fēng)流經(jīng)過的巷道如圖：當(dāng)開采到帶區(qū)最邊界煤層時，工作面距離副井和風(fēng)井的距離變遠(yuǎn)，且邊界并沒有設(shè)立新的通風(fēng)井，所以此時通風(fēng)困難，其風(fēng)流所經(jīng)過的巷道如圖： 8.3.2通風(fēng)阻力計算經(jīng)過對風(fēng)流經(jīng)過的巷道整理后，可以由每個巷道對風(fēng)流產(chǎn)生的阻力和摩擦力進(jìn)行計算，最終確定通風(fēng)的阻力。Hz=k×Lt×Ly×Qf2/Sz3Hz——巷道的摩擦阻力；Pa；Lt——巷道的長度；mLy——巷道的周長；mSz——巷道凈斷面積；m2；Qf——通過井巷的風(fēng)量；m3/s；k——摩擦阻力系數(shù)；N·s2/m4。計算結(jié)果見表8-5，8-6。表8-5通風(fēng)容易時的阻力表名稱k/N·s2/m4Lt/mLy/mQz/m3/sSz/m2Hz/Pa副井36058021.9815038.47183.14井底車場803001515015.5217.54軌道大巷809520.5715028.215.68聯(lián)絡(luò)巷80951728.1616.52.28膠帶大巷906731755.4419.840.77進(jìn)風(fēng)行人斜巷90711728.1616.51.92進(jìn)風(fēng)運輸斜巷12020551728.1616.574.00工作面35021020.328.1619.1516.85回風(fēng)運料斜1616.592.51回風(fēng)斜巷901551728.1616.54.19回風(fēng)大巷305751715019.885.00中央風(fēng)井33.158023.55181.944.1517.38合計751.26表8-6通風(fēng)困難時的阻力表名稱k/N·s2/m4Lt/mLy/mQZ/m3/sSZ/m2HZ/Pa副井36058021.9815038.47183.14井底車場803001515015.5217.54軌道大巷809520.5715028.215.68聯(lián)絡(luò)巷80951728.1616.52.28膠帶大巷80301755.4419.81.62運輸斜巷8023691755.4419.8127.72輔助運輸大巷8020001755.4419.8107.70進(jìn)風(fēng)行人斜巷90711728.1616.51.92進(jìn)風(fēng)運輸斜巷12015651728.1616.556.36工作面35021020.328.1619.1516.85回風(fēng)運料斜1616.570.45回風(fēng)斜巷901551728.1616.54.19輔助回風(fēng)大巷305751715019.885.01回風(fēng)斜巷302392.51715016.5611.16回風(fēng)大巷30261715019.83.84中央風(fēng)井33.158023.55181.944.1517.38合計1522.848.4通風(fēng)設(shè)備選型8.4.1通風(fēng)機(jī)風(fēng)量計算 根據(jù)《規(guī)范》對自然風(fēng)壓的要求，所以在本次設(shè)計中，自然風(fēng)壓可以忽略不計。通風(fēng)機(jī)通風(fēng)量計算：Qn=kn×QsQn——通風(fēng)機(jī)實際風(fēng)量,m3/s；kn——系數(shù)，取1.1；Qs——風(fēng)井總風(fēng)量,m3/s。Qn=1.1×150=165m3/s8.4.2通風(fēng)機(jī)選型表8-7通風(fēng)機(jī)的選型要求容易時期困難時期風(fēng)量/m3/s風(fēng)壓/Pa風(fēng)量/m3/s風(fēng)壓/Pa165826.391651675.12所以最終選擇了滿足上述要求的通風(fēng)機(jī)，型號參數(shù)如表8-8.表8-82K60No.28型軸流式通風(fēng)機(jī)參數(shù)表型號2K60No.28時期容易時期困難時期葉片角度/°2530轉(zhuǎn)速/r/min500500風(fēng)壓/Pa10501705風(fēng)量/m3/s100102效率/%7179功率/kw152220

9.設(shè)計礦井的基本技術(shù)指標(biāo)編號技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容內(nèi)容或數(shù)量1煤層數(shù)目/層12煤層總厚/m4.633煤層傾角/°0-12°4工業(yè)儲量/萬噸16342可采儲量/萬噸129105年工作日/天330每天采煤班數(shù)/班36年生產(chǎn)能力/萬t/年180日生產(chǎn)能力/t/天2742.67服務(wù)年限/年55.178走向長度/m3050傾向長度/m24509瓦斯相對涌出量m3/t3.08瓦斯等級低瓦斯10通風(fēng)方式中央并列式11最大涌水量/m3/h45正常涌水量/m3/h3012開拓方式立井單水平開拓13工作面?zhèn)€數(shù)/個114工作面年進(jìn)度/m132015開拓掘進(jìn)對數(shù)/對216運輸方式膠帶運輸機(jī)17礦車1t固定式礦車18電機(jī)車2臺架線電機(jī)車19采煤方法綜采一次采全高結(jié)論本次黑溝礦井的開采設(shè)計，礦井的井型為1.8Mt/a，只有有一層4-2號煤層可采，屬于低瓦斯礦井，涌水量相對穩(wěn)定。礦井的工業(yè)儲量為163.42Mt，可采儲量為129.104Mt,服務(wù)年限為55.17年，采用“三八制”作業(yè)，兩班檢修，一班生產(chǎn)。所開采的為厚度4.63m，傾角在1-12°的4-2號煤層。最終確定為南北倆個帶區(qū)的布置，經(jīng)過方案比較厚確定為立井單水平開拓，采煤方法采用走向長壁采煤法一次采全高。運輸方式主要使用膠帶運輸機(jī)運輸和礦車輔助運輸。礦井提升主要采用箕斗通過主井和副井進(jìn)行。礦井通風(fēng)方式使用中央并列式，通風(fēng)機(jī)的工作方式采用抽出式通風(fēng)。

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