矿井井底车场设计案例

1、 井底车场设计井底车场设计1 井底车场设计依据及要求井底车场设计依据及要求1.1 设计依据设计依据（1）矿井设计生产能力及工作制度）矿井设计生产能力及工作制度（2）矿井开拓方式）矿井开拓方式（3）井筒及数目）井筒及数目（4）矿井主要运输巷道运输方式）矿井主要运输巷道运输方式（5）矿井瓦斯等级及通风方式）矿井瓦斯等级及通风方式（6）矿井地面及井下生产系统的布置方式）矿井地面及井下生产系统的布置方式（7）各种硐室的有关资料）各种硐室的有关资料（8）井底车场所处位置的地质条件、水文地质条件及）井底车场所处位置的地质条件、水文地质条件及矿井涌水情况。矿井涌水情况。井底车场设计井底车场设计1.2 设计要

2、求设计要求（1）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产能力的能力的30。当有带式输送机和矿车两种运煤设备向一个。当有带式输送机和矿车两种运煤设备向一个井底车场运煤时，矿车运输部分井底车场富裕通过能力，井底车场运煤时，矿车运输部分井底车场富裕通过能力，应大于矿车运输部分设计生产能力的应大于矿车运输部分设计生产能力的30。（2）井底车场设计时，）井底车场设计时，应考虑增产的可能性。应考虑增产的可能性。（3）尽可能地提高井底车场的机械化水平，简化调）尽可能地提高井底车场的机械化水平，简化调车作业，提高井底车场通过能力。车作业，提高井底车场通过能力。（4）在

3、开拓方案设计阶段，应考虑井底车场的合理）在开拓方案设计阶段，应考虑井底车场的合理形式，特别要注意形式，特别要注意井筒之间的合理布置避免井筒间距过小井筒之间的合理布置避免井筒间距过小而使井筒和巷道难于维护、地面绞车房布置困难而使井筒和巷道难于维护、地面绞车房布置困难。（5）应考虑主、副井之间施工时便于贯通。）应考虑主、副井之间施工时便于贯通。（6）在初步设计时，井底车场需考虑线路纵断面闭）在初步设计时，井底车场需考虑线路纵断面闭合，合，以免施工图设计时坡度补偿困难以免施工图设计时坡度补偿困难。井底车场设计井底车场设计（7）在确定井筒位置和水平标高时，）在确定井筒位置和水平标高时，要注意井底车场巷

4、道和要注意井底车场巷道和硐室所处的围岩情况及岩层的含水情况，硐室所处的围岩情况及岩层的含水情况，井底车场巷道和硐室应井底车场巷道和硐室应选择在稳定坚硬的岩层中，应避开较大断层、强含水层、松软岩选择在稳定坚硬的岩层中，应避开较大断层、强含水层、松软岩层和有煤与瓦斯突出煤层。如为不稳定岩层时，则井底车场主要层和有煤与瓦斯突出煤层。如为不稳定岩层时，则井底车场主要巷道应按正交于岩层走向，巷道应按正交于岩层走向，并且与岩层主节理组的扩展方向呈并且与岩层主节理组的扩展方向呈30 70的交角的条件设计的交角的条件设计。在此情况下，巷道与井筒相接的马头。在此情况下，巷道与井筒相接的马头门应布置在较为稳定的岩

5、层内。门应布置在较为稳定的岩层内。（8）井底车场长度较大的直线巷道之间应保持一定的距离，井底车场长度较大的直线巷道之间应保持一定的距离，避免相互之间的不利影响，深井中相连接的巷道必须具有不小于避免相互之间的不利影响，深井中相连接的巷道必须具有不小于45的交角。的交角。（9）对于大型矿井或高瓦斯矿井在确定井底车场型式时，应）对于大型矿井或高瓦斯矿井在确定井底车场型式时，应尽量尽量减少交岔点的数量减少交岔点的数量和减小跨度。和减小跨度。（10）井底车场线路布置应结构简单，运行及操作系统安全可）井底车场线路布置应结构简单，运行及操作系统安全可靠，管理使用方便理并注意节省工程量，便于施工和维护。靠，管

6、理使用方便理并注意节省工程量，便于施工和维护。（11）井筒与大巷距离近、入井风量大的矿井，如果有条件应）井筒与大巷距离近、入井风量大的矿井，如果有条件应尽量与大巷结合在一起布置井底车场，以便缩短运距、减少调车尽量与大巷结合在一起布置井底车场，以便缩短运距、减少调车时间、减少井巷工程。时间、减少井巷工程。（12）为了保护井底车场的巷道和硐室，在其所在处范围内应）为了保护井底车场的巷道和硐室，在其所在处范围内应留有煤柱。留有煤柱。井底车场设计井底车场设计1.3 井底车场的类型及形式选择井底车场的类型及形式选择1.3.1 井底车场类型井底车场类型表表57 立井井底车场的基本类型立井井底车场的基本类型

7、122112122112类类 型型图图 示示结构特点结构特点优优 缺缺 点点适用条件适用条件环环形形式式立立式式存车线和回车线与主存车线和回车线与主要运输大巷垂直；主、要运输大巷垂直；主、副井距主要运输大巷副井距主要运输大巷较远，有足够的长度较远，有足够的长度布置存车线。布置存车线。空、重车线基本位于直空、重车线基本位于直线上；有专用的回车线；线上；有专用的回车线；调车作业方便；可两翼调车作业方便；可两翼进车；弯道顶车；工程进车；弯道顶车；工程量大。量大。0.90 1.50 Mta的矿井；的矿井；刀型车场适用于刀型车场适用于0.60 Mta的矿井，增加回车线的矿井，增加回车线能力可提高到能力可

8、提高到0.90 1.20 Mta。斜斜式式存车线与主要运输大存车线与主要运输大巷斜交；主要运输大巷斜交；主要运输大巷可局部作回车线。巷可局部作回车线。可两翼进车；工程量小；可两翼进车；工程量小；存车线有效长度调整方存车线有效长度调整方便；弯道顶车；一翼调便；弯道顶车；一翼调车方便，另一翼在大巷车方便，另一翼在大巷调车。调车。适用于适用于0.60 0.90 Mta的矿井；地面出车方向受的矿井；地面出车方向受限制。限制。卧卧式式存车线与主要运输大存车线与主要运输大巷平行；主、副井距巷平行；主、副井距主要运输大巷较近。主要运输大巷较近。空、重车线位于直线上；空、重车线位于直线上；工程量小；调车方便；

9、工程量小；调车方便；可两翼进车；弯道顶车；可两翼进车；弯道顶车；巷道内坡度较大。巷道内坡度较大。适用于适用于0.60 0.90 Mta的矿井。的矿井。折折返返式式梭梭式式利用主要运输大巷作利用主要运输大巷作主井空、重车线、调主井空、重车线、调车线和回车线。车线和回车线。工程量小，交岔点少、工程量小，交岔点少、弯道少；可两翼进车。弯道少；可两翼进车。利用大型底纵卸式、底侧利用大型底纵卸式、底侧式矿车可用于大型矿井。式矿车可用于大型矿井。尽尽头头式式利用石门作主井空、利用石门作主井空、重车线。重车线。工程量小；调车方便。工程量小；调车方便。利用大型底纵卸式、底侧利用大型底纵卸式、底侧式矿车可用于大

10、型矿井。式矿车可用于大型矿井。图图 注注1主井；主井；2副井副井井底车场设计井底车场设计 （2）斜井井底车场的类型）斜井井底车场的类型 表表58 斜井井底车场的基本类型斜井井底车场的基本类型1212212121类类 型型图图 示示结构特点结构特点优优 缺缺 点点适用条件适用条件环环形形式式卧卧式式存车线和回车线与主存车线和回车线与主要运输大巷平行；主、要运输大巷平行；主、副井距主要运输大巷副井距主要运输大巷较近。较近。空、重车线位于直线上；工空、重车线位于直线上；工程量小；调车作业方便；有程量小；调车作业方便；有专用的回车线；可两翼进车；专用的回车线；可两翼进车；弯道顶车。弯道顶车。适用于单一

11、水平适用于单一水平的箕斗斜井或带的箕斗斜井或带式输送机斜井。式输送机斜井。立立式式存车线与主要运输大存车线与主要运输大巷垂直；主、副井距巷垂直；主、副井距主要运输大巷较远，主要运输大巷较远，有足够的长度布置存有足够的长度布置存车线。车线。空、重车线基本位于直线上；空、重车线基本位于直线上；有专用的回车线；调车作业有专用的回车线；调车作业方便；可两翼进车；弯道顶方便；可两翼进车；弯道顶车；工程量大。车；工程量大。适用于单一水平适用于单一水平的箕斗斜或带式的箕斗斜或带式输送机斜井。输送机斜井。折折返返式式折折返返式式主井空、重车线设于主井空、重车线设于平行于大巷的顶板巷平行于大巷的顶板巷道内。道内

12、。可两翼进车；一翼在调车线可两翼进车；一翼在调车线上调车；弯道多，折返式的上调车；弯道多，折返式的优点体现不出来。优点体现不出来。适用于单一水平适用于单一水平的箕斗斜井。的箕斗斜井。甩甩车车场场主井空、重车线设于主井空、重车线设于大巷内。大巷内。工程量小；可两翼进车；调工程量小；可两翼进车；调车作业均在直线上进行。车作业均在直线上进行。适用于多水平的适用于多水平的箕斗斜井或带式箕斗斜井或带式输送机斜井。输送机斜井。尽尽头头式式主井空、重车线设于主井空、重车线设于井筒的一侧。井筒的一侧。可两翼进车；调车在调车线可两翼进车；调车在调车线上进行。上进行。适用于多水平的适用于多水平的串车斜井。串车斜井

13、。图图 注注1主井；主井；2副井副井井底车场设计井底车场设计（3） 大巷采用带式输送机运煤时井底车场的类型大巷采用带式输送机运煤时井底车场的类型大巷采用带式输送机运煤时，辅助运输井底车场有折返大巷采用带式输送机运煤时，辅助运输井底车场有折返式、环形式及折返与环形相结合的形式。式、环形式及折返与环形相结合的形式。1.3.2 井底车场形式选择井底车场形式选择（1）保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产）保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性。的可能性。（2）调车简单，管理方便，弯道及交岔点少。）调车简单，管理方便，弯道及交岔点少。（3）操作安全，符合有关规程、规范。）操作安全，符合

14、有关规程、规范。（4）井巷工程量小，建设投资省，便于维护，生产成）井巷工程量小，建设投资省，便于维护，生产成本低。本低。（5）施工方便，各井筒间、井底车场巷道与主要巷道）施工方便，各井筒间、井底车场巷道与主要巷道间能迅速贯通，缩短建井工期。间能迅速贯通，缩短建井工期。1 井底车场设计井底车场设计（6）当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置）当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置下存车线和调车线，可选择立式井底车场。大巷或石门下存车线和调车线，可选择立式井底车场。大巷或石门与井筒的距离较近时，可选择卧式或斜式井底车场。与井筒的距离较近时，可选择卧式或斜式井底车场。（7）井底车场形式也取决于矿

15、车的类型，当采用定）井底车场形式也取决于矿车的类型，当采用定向卸载的底纵卸式、底侧卸式矿车时，其卸载站（即主向卸载的底纵卸式、底侧卸式矿车时，其卸载站（即主井车线）可布置为折返式，亦可布置为环形式，但其装井车线）可布置为折返式，亦可布置为环形式，但其装车站的线路布置必须与其对应，即卸载站为折返式，采车站的线路布置必须与其对应，即卸载站为折返式，采区装车站亦为折返式。卸载站为环形式时，采区装车站区装车站亦为折返式。卸载站为环形式时，采区装车站亦为环形式。当卸载站采用环形式布置、装载站采用折亦为环形式。当卸载站采用环形式布置、装载站采用折返式布置或卸载站采用折返式布置、装载站采用环形式返式布置或卸

16、载站采用折返式布置、装载站采用环形式布置时必须增设还原回车线路，这种形式比较复杂，需布置时必须增设还原回车线路，这种形式比较复杂，需通过方案比较确定。通过方案比较确定。（8）串车提升的斜井井底车场，井筒不延深的一般）串车提升的斜井井底车场，井筒不延深的一般采用平车场，井简延深的一般采用甩车场。双钩提升时，采用平车场，井简延深的一般采用甩车场。双钩提升时，应考虑两个水平的过渡措施。应考虑两个水平的过渡措施。井底车场设计井底车场设计2 井底车场设计示例井底车场设计示例2.1 设计设计依据设计设计依据2.2 主要原则问题的确定主要原则问题的确定（1）车场形式，初步设计确定为立式环行，南北两翼大巷来车

17、均经主）车场形式，初步设计确定为立式环行，南北两翼大巷来车均经主石门进入井底车场。石门进入井底车场。（2）主、副井中心线间距离，南北）主、副井中心线间距离，南北75 m，东西，东西10 m。主井卸载方位角。主井卸载方位角5，副井出车方位角，副井出车方位角275。主井距北翼运输大巷。主井距北翼运输大巷568.1 m。（3）车线有效长度，主井空、重车线有效长度原则上按）车线有效长度，主井空、重车线有效长度原则上按1列车长考虑，列车长考虑，设计取设计取80 m。副井进车线受主井重车线的影响，出车线受人车场的影响，。副井进车线受主井重车线的影响，出车线受人车场的影响，都比较长，均可达都比较长，均可达1

18、50 m。因受地面布置的限制，副井位于主井西侧，致。因受地面布置的限制，副井位于主井西侧，致使副井进车顶车线路过长。材料车线，按使副井进车顶车线路过长。材料车线，按20辆辆l t材料车考虑。材料车考虑。（4）设计采用）设计采用22 kgm钢轨。主井系统采用钢轨。主井系统采用5号道岔，副井系统采用号道岔，副井系统采用4号道岔。曲线半径为号道岔。曲线半径为20 m。（5）车场巷道断面及支护方式主要依据井底车场巷道所通过的风量、）车场巷道断面及支护方式主要依据井底车场巷道所通过的风量、运输设备、管线布置的要求，以及围岩状态确定。双轨巷道断面运输设备、管线布置的要求，以及围岩状态确定。双轨巷道断面12

19、.7 m2，单轨巷道断面单轨巷道断面6.9 m2，巷道采用锚喷支护，主要硐室及交岔点采用混凝土，巷道采用锚喷支护，主要硐室及交岔点采用混凝土或荒料石砌碹。或荒料石砌碹。（6）经技术经济比较确定底卸式矿车卸载站与翻车机硐室联合布置。）经技术经济比较确定底卸式矿车卸载站与翻车机硐室联合布置。井底车场设计井底车场设计一一 、 线路联接计算（选轨道及道岔类型）线路联接计算（选轨道及道岔类型）（1） 单开岔道非平行线路联接单开岔道非平行线路联接（2） 单开岔道平行线路联接单开岔道平行线路联接（3） 渡线道岔线路联接渡线道岔线路联接二二 轨道线路平面布置（车场尺寸）轨道线路平面布置（车场尺寸）（1） 已知

20、条件已知条件（2）线路闭合计算）线路闭合计算根据副井出车线布置要求根据副井出车线布置要求A点距副井点距副井120。副井出车线轨道中线至主井空。副井出车线轨道中线至主井空车线轨道中线距离为（车线轨道中线距离为（75 000300）23 000（1 600400） = 96 500。AB = 96 500sin60 = 111 429B点与主井中线距离为点与主井中线距离为 120 00010 00096 500tan60 = 185 714C点与主井中线距离为点与主井中线距离为 80 00010 00012 748692 = 104 440煤仓上口与卸载站跨度较大，井底车场井车绕道与进车线间距取煤

21、仓上口与卸载站跨度较大，井底车场井车绕道与进车线间距取25 m。CD = 25 000sin45 = 35 355F点距主井中线距离，根据交岔点、硐室长度及调度机车存车安全线要求点距主井中线距离，根据交岔点、硐室长度及调度机车存车安全线要求取取50 m。CF = 10444050 000 = 154 440 F=154 4402 25 000 = 104 440井底车场设计井底车场设计三三 通过能力计算（能力计算）通过能力计算（能力计算）（1） 区段划分区段划分（2） 调车作业程序及时间见表。调车作业程序及时间见表。（3） 调度图表调度图表调度图表见图调度图表见图525。每一调度循环进入井底车

22、场的列车数的配比。每一调度循环进入井底车场的列车数的配比可用两种方法计算：可用两种方法计算：123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30区段时间（min）12341调 度 图 表2.882.902.9015.003 t底卸式列车运行线3 t底卸式列车运行线图图525 调度图表调度图表井底车场设计井底车场设计（4） 通过能力计算通过能力计算按公式：按公式：9 .14968.2315. 119117332 .2515. 1）（TQTNa 通过能力富余系数通过能力富余系数149.990 = 1.67，

23、显然满足设计规范要求。，显然满足设计规范要求。四四 坡度计算（坡度闭合计算）坡度计算（坡度闭合计算） 坡度划分见图坡度划分见图526 。图图526 坡度划分坡度划分井底车场设计井底车场设计空车从摇台出车以空车从摇台出车以24的下坡滑过对称道岔、至基本轨起点末速度为的下坡滑过对称道岔、至基本轨起点末速度为1.42 ms。取。取5 6段坡度为段坡度为0.009，空车在，空车在6点的速度为：点的速度为：m/s 37. 1)005. 0009. 0(671.1381. 9242. 1)(222iglVVcm为使空车滑行到为使空车滑行到7点，点，67段坡度段坡度1 007. 05 009. 04081.

24、 9237. 1022i取取i = 0.007，空车滑行距离，空车滑行距离m 3 .385 009. 0007. 081. 9237. 1022）（l其余坡度计算表其余坡度计算表525。本车场线路长度本车场线路长度1 001.7 m、掘进体积、掘进体积14 400.2 m3、硐室长度、硐室长度1 545.0 m、掘进体积掘进体积19 334.9 m3。五五 注意事项注意事项1、车场巷道通风能力验算（、车场巷道通风能力验算（4m/s，包括正常运输与矿井生产最大风量），包括正常运输与矿井生产最大风量）2、巷道宽度验算，摘挂钩地点相关尺寸标准，行人侧标准。、巷道宽度验算，摘挂钩地点相关尺寸标准，行人

25、侧标准。井底车场设计井底车场设计7 采区巷道布置方案示例采区巷道布置方案示例7.1 采区概况采区概况7.2 采区巷道布置方案设计采区巷道布置方案设计7.3 采区设计方案比较采区设计方案比较7 采区巷道布置方案示例采区巷道布置方案示例7.1 采区概况采区概况7.1.1 采区位置采区位置 设计采区位于某矿设计采区位于某矿一水平右翼，东以矿井一水平右翼，东以矿井边界为界，西与七采区边界为界，西与七采区相邻，南以相邻，南以0 m等高等高线为界，走向平均长度线为界，走向平均长度1 230 m，采区平均倾，采区平均倾斜长斜长560 m（北（北+107 m以上为煤层风化带），以上为煤层风化带），采区面积为采

26、区面积为688 800 m2，如图如图71所示。所示。0+20+40+60+80+100甲1+134.772.22.20甲2+134.62.20乙1+135.183.72.21乙2+134.02.30七采区矿井边界图图71 采区境界采区境界m1煤层底板等高线图煤层底板等高线图 采区内有采区内有m1、m2两层可采煤层，煤层赋存稳定，煤层平均倾角两层可采煤层，煤层赋存稳定，煤层平均倾角11，东部，东部边界附近的煤层倾角略有变化。边界附近的煤层倾角略有变化。7 采区巷道布置方案示例采区巷道布置方案示例7.1.2 采区内地质构造采区内地质构造7.1.3 煤层要素及顶底板特征煤层要素及顶底板特征 7.1

27、.4 采区储量采区储量7.1.5 采煤方法及采区生产能力采煤方法及采区生产能力7.2 采区巷道布置方案设计采区巷道布置方案设计7.2.1 采区形式采区形式7.2.2 采区上山及设计方案采区上山及设计方案7.2.3 区段巷道区段巷道7 采区巷道布置方案示例采区巷道布置方案示例7.2.4 联络巷道联络巷道0+20+40+60+80+100甲1+134.772.22.20甲2+134.62.20乙1+135.183.72.21乙2+134.02.30七采区矿井边界123456713121188910914,511896381091273图图72 方案一采区巷道布置图方案一采区巷道布置图7 采区巷道布

28、置方案示例采区巷道布置方案示例0+20+40+60+80+100甲1+134.772.22.20甲2+134.62.20乙1+135.183.72.21乙2+134.02.30七采区矿井边界1234567131211889109314,5108963811912图图73 方案二采区巷道布置图方案二采区巷道布置图7 采区巷道布置方案示例采区巷道布置方案示例0+20+40+60+80+100甲1+134.772.22.20甲2+134.62.20乙1+135.183.72.21乙2+134.02.30七采区矿井边界123456713121188910914,511896381091273图图74

29、方案三采区巷道布置图方案三采区巷道布置图 7 采区巷道布置方案示例采区巷道布置方案示例7.3 采区设计方案比较采区设计方案比较表表71 采区方案技术比较表采区方案技术比较表项项 目目方案一双岩上山方案一双岩上山方案二双煤上山方案二双煤上山方案三一煤一岩上山方案三一煤一岩上山1. 掘进工程量掘进工程量工程量大。因两上山均工程量大。因两上山均在岩层中，故要多掘进在岩层中，故要多掘进252 m石门和石门和60 m溜煤眼溜煤眼工程量小工程量小工程量较大比第二方工程量较大比第二方案多掘案多掘170 m石门石门2. 工程难度工程难度困难。一是岩巷施工，困难。一是岩巷施工，二是巷道联接复杂二是巷道联接复杂较容易较容易困难困难3. 通风距离通风距离长。每区段要增加长。每区段要增加130 m的通风距离的通风距离短短较长。每区段增加较长。每区段增加60 m通风距离通风距离4. 管理环节管理环节管理环节多。一是溜煤管理环节多。一是溜煤眼多；二是漏风地点多眼多；二是漏风地点多少少多（同方案一）多（同方案一）5. 巷道维护巷道维护维护工程量少，维护费维护工程量少，维护费用低用低煤层上山，梯形金属支架煤层上山，梯形金属支架受采动影响大，维护工程受