08第八章矿井主要硐室设计

1、http:/ 第八章第八章 矿井主要硐室设计矿井主要硐室设计 第一节第一节 采区煤仓设计采区煤仓设计 第二节第二节 采区绞车房设计采区绞车房设计 第三节第三节 采区变电所设计采区变电所设计 第四节第四节 矿井水泵房设计矿井水泵房设计 http:/ 第一节第一节 采区煤仓设计采区煤仓设计 一、采区煤仓的形式及参数一、采区煤仓的形式及参数 1.采区煤仓的形式采区煤仓的形式 （1）井巷式：）井巷式： 按中轴与水平面的夹角：垂直式、倾斜式和混合式；按中轴与水平面的夹角：垂直式、倾斜式和混合式； 按煤仓的断面形状：圆形、拱形、椭圆形、矩形。按煤仓的断面形状：圆形、拱形、椭圆形、矩形。 底部可移动式水平煤

2、仓底部可移动式水平煤仓 静储式水平煤仓静储式水平煤仓 列车式水平煤仓列车式水平煤仓 巷道式水平煤仓巷道式水平煤仓 （2 2）机械式）机械式 底部可移动式水平煤仓底部可移动式水平煤仓 优点：可拆装移设优点：可拆装移设, ,重复使用重复使用, ,安全可靠安全可靠, ,经济。经济。 http:/ 列车式水平煤仓列车式水平煤仓 11给煤输送机给煤输送机;2;2输出输送机输出输送机;3;3牵引钢丝绳牵引钢丝绳;4;4可移动的箱体可移动的箱体 http:/ 2.井巷式煤仓的参数井巷式煤仓的参数 断面尺寸：断面尺寸： 垂直圆形煤仓垂直圆形煤仓：25m ，以45m为佳；为佳； 倾斜式拱形煤仓：倾斜式拱形煤仓：

3、宽宽2m; 高高 度：度： 垂直圆形煤仓垂直圆形煤仓：h3.5D，可使，可使V 90%V V 为有效容积，为有效容积，V为总容积。为总容积。 倾斜式拱形煤仓：倾斜式拱形煤仓：高高2m，一般不超过，一般不超过30m。 http:/ 二、采区煤仓的结构及支护二、采区煤仓的结构及支护 煤仓的结构：煤仓的结构： 1.上部收口上部收口 2.仓身仓身 3.下口漏斗及闸门基础下口漏斗及闸门基础 4.溜口和闸门溜口和闸门 http:/ 1.煤仓上口煤仓上口 直径直径3m时时: 用混凝土将收口筑成圆台体；用混凝土将收口筑成圆台体； 防堵措施防堵措施:上口安设铁箅子；上口安设铁箅子； 铁箅子材料：铁箅子材料：82

4、4kg/m旧钢轨；旧钢轨； 10#20#工字钢工字钢 铁箅子网孔尺寸：铁箅子网孔尺寸：200200mm 250250mm 300300mm 防防水措施：水措施：上口高出巷道底板。上口高出巷道底板。 http:/ 2.仓仓 身身 支支 护护: （1）砌碹，壁厚为）砌碹，壁厚为300400mm （2）有条件时，锚喷支护；）有条件时，锚喷支护； （3）坚硬稳定岩石中：不支护。）坚硬稳定岩石中：不支护。 http:/ 3.下口漏斗及溜口闸门基础下口漏斗及溜口闸门基础 仓仓身下部身下部收口收口:用混凝土做成圆锥体用混凝土做成圆锥体； 漏斗下口漏斗下口:长长0.7m方形孔口；方形孔口； D煤仓直径煤仓直径

5、; Z斗仓高度斗仓高度; A1A1,A2A2漏斗的截面漏斗的截面; d0斗仓下口直径斗仓下口直径 双曲线漏斗煤仓双曲线漏斗煤仓 http:/ 4.溜口及闸门装置溜口及闸门装置 溜口形状溜口形状:四角锥形；四角锥形； 溜口方向溜口方向:顺向、侧向、垂直，一般为顺向、侧向、垂直，一般为顺向溜口顺向溜口 闸门动力闸门动力:手动、电动、气动手动、电动、气动 闸门形式闸门形式:扇形闸门、平闸门扇形闸门、平闸门 溜口方向溜口方向 （a）顺向）顺向;（b）侧向）侧向;（c）垂直）垂直 溜口溜口 与矿车的相对位置与矿车的相对位置 1溜口溜口;2闸门闸门;3矿车矿车 http:/ 三、采区煤仓的容量计算三、采区

6、煤仓的容量计算 决定因素：决定因素：采区生产能力、采区下部车场装车站和运输大采区生产能力、采区下部车场装车站和运输大 巷的通过能力。巷的通过能力。 1.采区高峰生产延续时间内，保证采区连续生产：采区高峰生产延续时间内，保证采区连续生产： 式中，式中， AG 采区高峰生产能力采区高峰生产能力，t/h； A N 装车站通过能力装车站通过能力，t/h； TG 采区高峰生产延续时间采区高峰生产延续时间，h； KB 运输不均匀系数运输不均匀系数,机采取机采取1.151.20,炮采取炮采取1.5。 http:/ 2.按装车站的装车间隔时间来计算按装车站的装车间隔时间来计算: 式中，式中， AG 采区高峰生

7、产能力采区高峰生产能力，t/h； TO 装车间隔时间，一般可按装车间隔时间，一般可按1530min计算；计算； KB 运输不均匀系数。运输不均匀系数。 一般取最大值作为采区煤仓容量，目前一般为一般取最大值作为采区煤仓容量，目前一般为50500t。 井底煤仓的有效容量：井底煤仓的有效容量： 式中，式中， Qmc 井底煤仓的有效容量，井底煤仓的有效容量，t； A mc 矿井设计的日产量，矿井设计的日产量，t； （0.150.25 ）系数，系数，中型矿井取大值中型矿井取大值,大型矿井取小值。大型矿井取小值。 http:/ 第二节第二节 采区绞车房设计采区绞车房设计 一、绞车房的布置位置及形状一、绞车

8、房的布置位置及形状 位置位置 ：围岩坚固稳定的围岩坚固稳定的薄及中厚煤层薄及中厚煤层或或顶底板岩层顶底板岩层中；中； 安全安全出口：出口：2个，钢丝绳通道、回风道个，钢丝绳通道、回风道 安全安全 出口出口 用途用途宽宽 度度人行道人行道断面断面支护支护 钢丝绳钢丝绳 通道通道 运输运输 行人行人 通风通风 走绳走绳 22.5m 单边，与单边，与 轨道上山轨道上山 人行道一人行道一 致致 与上山与上山 断面一断面一 致致 不燃性不燃性 材料材料 回风道回风道 回风回风1.21.5m- 较小较小不燃性不燃性 材料材料 1钢丝绳通道钢丝绳通道; 2回风道回风道; 3电动机壁龛电动机壁龛 http:/

9、 二、绞车房的平面布置及尺寸二、绞车房的平面布置及尺寸 1.绞车房的平面布置绞车房的平面布置 布置原则：布置原则：在保证安全生产和易于安装检修的条件下在保证安全生产和易于安装检修的条件下,尽尽 可能布置得紧凑可能布置得紧凑,以减少硐室的工程量。以减少硐室的工程量。 所需资料所需资料 ：（1）绞车型号；绞车型号； （2）外形尺寸；）外形尺寸； （3）绞车及电动机基础图；）绞车及电动机基础图； （4）机械电器安装图；）机械电器安装图； （5）绞车所属的其他设备资料。）绞车所属的其他设备资料。 http:/ 2.绞车房的尺寸绞车房的尺寸 绞车房地面高度：绞车房地面高度：高于钢丝绳通道底板高于钢丝绳通

10、道底板100300mm,并向绳道并向绳道 倾斜倾斜23,以免地面积水。以免地面积水。 回风道倾斜方向：回风道倾斜方向：向外倾斜。向外倾斜。 http:/ 三、绞车房的支护三、绞车房的支护 一般情况：一般情况：（1）直墙半圆拱碹，用直墙半圆拱碹，用C15混凝土铺底；混凝土铺底； （2）料石强度）料石强度 MU30，砌体允许抗压强度，砌体允许抗压强度2.2MPa； 顶板淋水较大时顶板淋水较大时：（1）料石墙混凝土拱顶；料石墙混凝土拱顶； （2）拱后铺两层油毛毡）拱后铺两层油毛毡,涂沥青和水玻璃；涂沥青和水玻璃； （3）壁上应安装导水管）壁上应安装导水管,室内设水沟。室内设水沟。 顶压太大时顶压太大

11、时：（1）拱基线以下）拱基线以下200300mm处放置一层木砖；处放置一层木砖； （2）与无木砖的巷道留设沉降缝。）与无木砖的巷道留设沉降缝。 http:/ 第三节第三节 采区变电所设计采区变电所设计 一、变电所的布置位置一、变电所的布置位置 范围较小的采区：范围较小的采区：位于负荷的中心位于负荷的中心 范围较大的采区：范围较大的采区：设设2个或个或2个以上变电所个以上变电所 位置：位置：围岩稳定、地压小、无淋水、易于维护、通风良好处围岩稳定、地压小、无淋水、易于维护、通风良好处 一般位置：一般位置：输送机上山与轨道上山之间；输送机上山与轨道上山之间； 上（下）山巷道与运输大巷交岔点附近上（下

12、）山巷道与运输大巷交岔点附近 http:/ 二、变电所的平面布置及尺寸二、变电所的平面布置及尺寸 人行道高度：人行道高度：1.2m; 变电所高度：变电所高度：2.5 3.5m; 变电所地面高度：变电所地面高度：高出邻近巷道高出邻近巷道200300mm,且应有且应有 3的坡度的坡度; 出口：出口：长度超过长度超过6m时，硐室两端各设时，硐室两端各设1个出口。个出口。 http:/ 采区变电所硐室图采区变电所硐室图 http:/ 三、变电所的支护三、变电所的支护 支护材料：支护材料：不燃性材料不燃性材料; 支护形式：支护形式：一般拱形石材砌碹，有条件时锚喷支护；一般拱形石材砌碹，有条件时锚喷支护；

13、 硐室与通道连接处：硐室与通道连接处：设防火栅栏两用门设防火栅栏两用门; 通风道：通风道：2个，一个进风，一个回风。个，一个进风，一个回风。 通道宽度：通道宽度：以能以能通过最大件设通过最大件设备，备，安装标准防火栅栏门为安装标准防火栅栏门为 原则原则。 http:/ 第四节第四节 矿井水泵房设计矿井水泵房设计 矿井水泵房矿井水泵房：安设矿井主要排水设备的机器房安设矿井主要排水设备的机器房,由泵房主由泵房主 体硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道及通道组成。体硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道及通道组成。 一、中央水泵房的布置位置一、中央水泵房的布置位置 位置：位置：副井井底车场附近副井井底

14、车场附近,与中央变电所连接与中央变电所连接,中间设防爆门中间设防爆门 优点优点：（1）可以利用巷道坡度聚集矿井水；（可以利用巷道坡度聚集矿井水；（2）有良好）有良好 的新鲜风流的新鲜风流,便于电动机冷却；（便于电动机冷却；（3）排水管路短）排水管路短,水力损失小；水力损失小； （4）供电线路短；（）供电线路短；（5）便于设备的运输）便于设备的运输,井底车场被淹没时井底车场被淹没时 还可以抢险排水；（还可以抢险排水；（6）便于撤出大型设备。）便于撤出大型设备。 http:/ 中央水泵房布置中央水泵房布置 1水泵;2防水门;3轨道转 盘;4吸水井;5固定起重梁; 6手动葫芦;7分水闸;8吸水口 格

15、栅;9支承弯管;10防火门;11 中央变电所;12管子道;13水 仓;14配水井 2个通道，一通向井筒（管子道），个通道，一通向井筒（管子道）， 二通向井底车场；二通向井底车场； 管子道上口应高出水泵房底板管子道上口应高出水泵房底板7m以以 上上 管子道尺寸：长管子道尺寸：长1520m,宽宽2m,高为高为 1.82.0m,倾角为倾角为2530。 http:/ 二、中央水泵房的尺寸确定二、中央水泵房的尺寸确定 中央水泵房设备布置图中央水泵房设备布置图 1水泵基础水泵基础;2电缆沟电缆沟;3托管梁托管梁;4起重梁起重梁; 5轨道轨道;6转盘转盘;7电器壁龛电器壁龛;8吸水井吸水井; 9配水井配水井

16、;10配水巷道配水巷道;11水仓水仓 http:/ 水泵房长度水泵房长度 式中，式中， n 水泵台数；水泵台数； l 1 水泵及电动机的基础总长度水泵及电动机的基础总长度,m; l 2各基础之间的距离各基础之间的距离,取取1.52m; l 3 、 l4 最外侧基础距墙的距离最外侧基础距墙的距离,一般一般2.53m。 水泵房长度：水泵房长度： http:/ 水泵房宽度水泵房宽度 式中，式中， b1 水泵房基础宽度水泵房基础宽度; b2 吸水井一侧水泵基础至墙的距离吸水井一侧水泵基础至墙的距离,一般为一般为0.81m; b3有轨道一侧水泵基础至墙的距离有轨道一侧水泵基础至墙的距离,一般为一般为1.

17、52m。 水泵房宽度：水泵房宽度： http:/ 水泵房高度水泵房高度 式中，式中， h1 水泵基础面到硐室地面的高度水泵基础面到硐室地面的高度,一般取一般取0.1m; h2 水泵高度水泵高度;h3闸板阀高度闸板阀高度; h4逆止阀高度逆止阀高度; h5 四通接头高度四通接头高度; h6 三三通接头高度通接头高度; h7 三通接三通接 头到起重梁的高度头到起重梁的高度,一般取一般取0.5m;h8 起重梁到拱顶的高度起重梁到拱顶的高度。 水泵房高度：水泵房高度： http:/ 三、中央水仓的布置形式三、中央水仓的布置形式 (a)副井空车线水仓入口副井空车线水仓入口;(b)主石门水仓入口主石门水仓

18、入口;(c)主石门两翼水仓入口主石门两翼水仓入口 http:/ 三、中央水仓的布置形式三、中央水仓的布置形式 水仓绕行巷道与车场主要巷道方向平行；水仓绕行巷道与车场主要巷道方向平行； 水仓必须有水仓必须有主仓主仓和和副仓副仓； 水仓清理斜巷坡度：水仓清理斜巷坡度：1720； 水仓巷道之间应水仓巷道之间应互不渗水互不渗水 , 间距一般间距一般为为 1025 m。 水仓的入口：井底车场或大巷的最低点；水仓的入口：井底车场或大巷的最低点； 水仓的坡度：水仓的坡度：向吸水方向向吸水方向12的向上坡度的向上坡度； 水仓最低点：设一集水窝水仓最低点：设一集水窝,以便清仓时排除积水。以便清仓时排除积水。 h

19、ttp:/ 四、中央水仓有效容量的确定四、中央水仓有效容量的确定 1.容量的确定容量的确定 （1）当正常涌水量）当正常涌水量1000m3/h时，主要水仓的有效容量为：时，主要水仓的有效容量为： 式中，式中， Q 主要水仓的有效容量主要水仓的有效容量,m3； Qo矿井正常涌水量矿井正常涌水量,m3/h。 （2）当正常涌水量）当正常涌水量1000m3/h时，主要水仓的有效容量为：时，主要水仓的有效容量为： 式中，式中， Q 主要水仓的有效容量主要水仓的有效容量,m3； Qo矿井正常涌水量矿井正常涌水量,m3/h。 主要水仓的总有效容量不得小于主要水仓的总有效容量不得小于4h的矿井正常涌水量。的矿井

20、正常涌水量。 http:/ 2.水仓长度和断面的确定水仓长度和断面的确定 水仓的长度（主仓水仓的长度（主仓+副仓）为：副仓）为： 式中，式中， L 水仓的水仓的长度长度,m； Q主要水仓的有效容量主要水仓的有效容量,m3。 S主要水仓的主要水仓的断面断面,m2。 为便于维护和清理水仓为便于维护和清理水仓,采用单轨巷道的断面采用单轨巷道的断面,并需铺设轨道并需铺设轨道； 水仓净断面水仓净断面：一般为一般为57m2。 http:/ 3.水仓纵断面图的计算水仓纵断面图的计算 （1）水仓终点水仓终点A与水仓最低点与水仓最低点D 的高差的高差h1: 式中，式中， L 水仓起点与终点的水平投影长度水仓起点与终点的水平投影长度,m； R清理斜巷的竖曲线半径清理斜巷的竖曲线半径,R=912m； 清理斜巷的倾角清理斜巷的倾角,一般为一般为82