第三章 井田开拓(3)

2019-02-16 13:54

1、大巷运输设备的型号及外型尺寸;? 2、主、副井空、重车线与大巷的相对位置;? 3、矿井提升方式及提升容器在井筒中的布置;? 4、矿井矸石量;?

5、规范、规程中有关井底车场的规定。? 井底车场设计计算的一般步骤是:? (1)选择确定井底车场形式;?

(2)井底车场总平面布置、确定线路长度、线路联接计算等;? (3)计算井底车场通过能力;?

(4)确定井底车场硐室位置和主要巷道断面;? (5)绘制井底车场总平面图。?

一、选择确定井底车场形式?

选择井底车场形式时,参考下列几点:?

1、对于开采缓斜和倾斜煤层的立井和穿岩斜井,当井筒距运输大巷较近(如40~60m)可采用卧式环行车场或梭式车场;井筒距大巷较远时(如大于120m)可采用立式环形车场或尽头式车场;井筒距大巷适中,井筒出车方向与大巷斜交,且距离不太远时,可选用斜式环行车场;开采急斜煤层,可采用刀式环行车场或尽头式车场。?

对多水平开拓的矿井,主、副井的相对位置、提升方位角、井下出车方向等是固定的,各水平的井底车场要适合这些共同要求;?

2、井底车场的形式应与矿井井型相适应。大、中型矿井可采用环行式或折返式车场。年产1.2Mt以上的矿井可采用增设主井复线的环行式车场。大巷用底卸式矿车运煤时,一般应采用折返式车场。大巷用皮带运输机运输时,可采用环行或折返式车场,小型矿井,按距井筒的远近,可采用刀式环行车场、尽头式或梭式车场;?

3、选择井底车场的形式还应考虑地面出车方向的限制,为此有时要求采用斜式环行车场;如果井下需风量较大,要求增加巷道断面,可采用立式环行车场或大断面的折返式车场。

根据设计矿井地质条件,井型大小、井筒和运输大巷的位置关系等,再参考上述原则,参考《标准井底车场图册》、《煤矿矿井采矿设计手册》等资料,绘制或选取井底车场草图,而后进行计算。

二、线路总平面布置设计(以立井为例)

整个井底车场平面线路布置是由以下各部分组成:各道岔线路联接尺寸;主、副井空重存车线长度;主井卸载坑线路长度;副井马头门车线长度;调车线长度;材料车线长度;绕道回车线长度等。平面布置设计步骤如下:?

1、井筒相互位置的计算?

当井底车场内有两个或两个以上井筒时,各井筒之间的相互位置是布置井底车场线路的基本依据。各井筒之间的相互位置系指平行和垂直于存车线方向各井筒之间距离。计算时按下列两种情况分别考虑:?

(1)井筒位置受到地面条件制约,必须根据地面条件确定井筒位置时,设副井井筒中心a点坐标为(Xa,Ya),主井井筒中心b点的坐标为(Xb, Yb),根据图3-1,两井筒中心点a、b之间的直线距离C为:

式中:?XbC??Xa,Ya(Xb?Xa)?(Ya?Yb)22?Yb

两井筒平行于存车线方向的距离L为:?

L?C?cos??

两井筒垂直于存车线方向的距离H为:?

H?C?sin??

式中θ角需根据储车线的方位角和两井筒的相对位置来确定。

图3-1 井筒相互位置

1——主井中心线;2——副井中心线;3——副井储车线

(2)井筒位置不受地面限制,仅根据有关规程规定和需要确定。两井筒垂直于存车线方向的距离H一般取35m,平行于存车线方向的距离L,根据各种存车线长度和车线联接计算后确定。当H、L确定后,再据确定的提升方位角,在平面图上确定主、副井筒中心的坐标,在剖面图上确定两井筒高程Z。毕业设计一般采用这种方法确定井筒位置。

2、井底车场各存在线长度确定?

当运输大巷采用列车运行时,主、副井空、重车线长度应符合《设计规范》第4.2.4条规定:主井空、重车线长度应各能容纳1.5~2列车”、“副井进、出车线长度,大型矿井应各能容纳1~1.5列车。在出车线应增设一段双轨道,作为材料和设备车的停放及编组之

用,其长度对大型矿井应能容纳10个以上的材料车到一列车,对中、小型矿井应能容纳5~10材料车”。其车线长度可按下列公式计算:

L?m?n?L1?L3?L2

式中:L——储车线长度,m;?

m——列车数;? n——每列矿车数,辆;? L1—— 一辆矿车长度,m;? L2——电机车长度,m;?

L3——电机车制动距离,一般取12~15m。?

3、计算副井马头门线路及主井卸载站线路长度。?

此部分的计算过程和公式可参见《矿井开采设计》第十五章(孙宝铮等编,中国矿大出版社,1992年)。?

4、根据上述所确定的车场型式、线路布置方式以及运行的车辆类型,选择轨型、弯道曲率半径及道岔,并计算车场各部分道岔及弯道的联接系统尺寸。?

当采用7t机车或3t底卸式矿车时,井底车场应选用30kg/m及以上的轨型,4号或5号道岔,弯道曲率半径为15~20m;若采用一吨固定式矿车运输时,可采用22kg/m及以上轨型,4号或5号道岔,弯道曲率半径为12~15m。?

道岔联接系统尺寸可查阅《煤矿矿井采矿设计手册》(上)、《窄轨道岔联接手册》等。?5、根据以上计算结果,进行井底车场线路总平面布置。?

进行总平面布置时,可以主井车线或副井车线为准,根据已定的车场型式求算副井车线或主井车线的长度,并核对各段线路是否符合规定的数值。如果主、副井车线均符合要求,便可以此为据,求其余线段的尺寸,最后利用投影法验算平面尺寸是否闭合。若闭合,则井底车场线路平面布置设计计算即告结束。?

绘制井底车场线路布置图附入设计说明书中。图中应注明线路尺寸、道岔编号、调车方式等。

三、井底车场通过能力计算?

采用机车运输时,井底车场的通过能力应根据运行调度图表确定。编制图表时可采用下列速度和时间:?

1、当机车位于列车前、后,运距小于50m时,列车速度采用1m/s,运距在50~150m,列车速度采用1.5m/s;?

2、当机车位于列车前,运距大于150m,列车速度采用2m/s;

3、当机车单独运行,远距小于100m时,机车速度采用2m/s,运距大于100m时,机车速度采用2.5m/s;

4、机车摘钩、挂钩、转换运行方向、启动和通过手动道岔的时间宜各采用10s; 5、机车牵引底卸式矿车通过卸载坑的速度宜采用1m/s。 井底车场年通过能力应按下式计算:

Mjd?2520001.15?QjdTjd

式中:

Mjd——井底车场年通过能力,t;?

——每一调度循环进入井底车场的所有列车的净载煤量,t;

QjdTjd——每一调度循环时间,min。?

井底车场的通过能力应大于矿井设计生产能力的30%。?

四、确定井底车场主要巷道断面及硐室位置?

井底车场巷道多数采用拱形断面,断面尺寸应符合《煤矿安全规程》第21条、第22条、第23条要求,主要巷道还要经风速验算,支护方式应视具体条件确定之。?

井底车场的硐室主要有:井下中央变电所及中央水泵房、翻车机硐室及井底煤仓、电机车库及电机车修理间、调度室、等候室、井下防火门硐室、火药库等。由于毕业设计大纲未要求对硐室进行具体设计,故以上硐室可参考《标准井底车场图册》,在井底车场平面图中确定位置。井底水仓线路设计、水仓容积可参考《煤矿固定设备》、《矿井开采设计》等教科书有关章节,并应符合《煤矿安全规程》第280条的要求。

五、绘制井底车场总平面布置图?

根据车场线路总平面布置及已确定的巷道尺寸及硐室位置,绘制井底车场总平面图。其比例为1∶200或1∶500。图中除标注不同断面的巷道、硐室的相互位置尺寸及巷道联接长度尺寸,还应标注道岔编号、轨道联接系统尺寸与弯道参数等。?

在进行本章第二节开拓方案经济比较时,由于井底车场尚未设计,故参加比较的井底车场总容积可按表3-6的扩大指标选取。

表3-6 井底车场掘进容积扩大指标(m3) 井 筒 形 式 矿井生产能力 (万t) 提升 巷道 方式 或硐室 30 45 60 90 120 150 180 240 主井双箕斗一个矸石箕斗 副井双普罐 立 井 主井双箕斗 副井双普罐 巷道 硐室 巷道 硐室 巷道 硐室 巷道 硐室 巷道 硐室 巷道 硐室 巷道 硐室 3520 3630 3720 3110 1450 1730 4390 4130 5770 3460 3440 1780 3970 11980 8870 8410 11110 111501 13430 11140 10640 13870 14100 17080 10750 13390 12200 15760 16160 19800 11790 14050 16110 16050 18110 19800 12090 主井双普罐 副井普罐 主井双普罐 副井普罐 主井胶带机 副井双钩 19800 12090 8070 5000 5330 2040 6010 6980 6060 斜 井 主井箕斗 副井串车 主井双钩 副井单钩 主井单钩 副井单钩 巷道 3060 硐室 860 第五节 开采顺序及采区、采煤工作面的配置

一、开采顺序

在井田范围内,采区的开采顺序一般采用前进式,即从井田中央开始,向井田两翼推进的方式。如果采用上、下山开采时,上山阶段采用前进式,下山阶段可采用后退式。

煤层组与组间的开采顺序,原则上采用下行式,即先采上煤组,依次开采下组煤层。但如果煤组间距离较远,上、下煤组不受采动影响时,也可以先开采下煤组。?

至于采区范围的煤层和区段的开采顺序,一般也是下行式开采,即先采上层煤及上区段,然后依次开采下煤层及下区段,但在特殊情况下,也可考虑上行式的开采顺序,如近水平煤层,就可先布置盘区的下区段先采;缓倾斜煤层,顶板淋水较大时,为了减少水对开采的影响,也可采用上行式。?

二、保证年产量的同采采区数和工作面数?

1、保证年产量的同采采区数和工作面数?


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