第三章 采区巷道布置设计

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1、第三章采区巷道布置设计3-1采区下山布置3-1.1方案选择根据二水平所在位置及地质情况，经过矿井多次研究提出两种方案：方案I：在五20大巷距西下山150米处向下布置两条下山300 米，然后采用片盘式布置，向西前进式回采至井田边界，斜巷采用双 钩串车提升，大巷采用夹线式电机车运输，总回巷布置在五0大2巷煤柱中。此方案的优点是：初期工程量小，工期短，投资少，见效 快，可以探明深部煤层赋存情况。缺点是：煤柱损失大，回采率低， 巷道维护费用大，采掘不能形成独立的通风系统，需采用串联通风， 在向前推进时，遇地质变化带时改造困难，造成采掘接替紧张。方案II：采用采区式布置即将该水平划分四个采区：东一三采区

2、、西二四采区，二采区在距五西下山200米处布置两条下山，落差至一200米水平，采区走向长21200米，倾斜长700米，四采区在距五2西下山1500米处布置两条 下山落差至一200米水平，然后由下向上布置采面进行回采，斜巷采 用皮带运输。此方案优点：生产系统比较完善、简单、合理，采区生产能力大， 采掘相对独立，便于管理，斜巷运输人员少，运输能力大。缺点：初期工程量大，工期长，下部资料不详，直接落底风险性 大，每个采区都要布置一个独立的生产系统。根据两种方案比较，由于现矿井采掘接替比较宽松，初选第二种方案， 其首采区为二采区，本次设计即为二采区设计。3-1.2采区下山根据采区地质情况及采面布置情况

3、，该采区布置两条下山，布置 在采区中间即距五2西下山200m处，两条下山均沿煤层底板布置在 煤层中，一条运输下山作采区运输、进风用；另一条轨道下山，作采 区行人、回风、运料用，两条下山间距40皿。采区下山采用锚喷支护，设计断面9.0m2，巷道形状采用圆弧供 形。3-1.3米区车场在采区上部充分利用一水平0大巷车场，在轨道平台设计一顺 向平车场，米区中部、下部设计为甩车场。3-1.4米区总回风巷布置在煤层中，距五0大巷以下110m处，开口于轨道下山， 向东与东下山贯通。3-1.5区段平巷布置为了减少煤柱损失，提高煤炭回收率，设计采用沿空掘巷方式布 置采面机风巷，采用单巷布置，根据五2煤层顶底板岩

4、性，设计机风 巷沿走向布置在煤层中，距采空区边缘2-5m。3-1.6米区硐室米区变电所：在轨道下山与运输下山之间距五）大巷250m处700米处布置分别采区变电所，变电所长度40米，锚喷支护，断面10.5皿。煤仓：在距运输下山以东70m处五20大巷设计一个采区煤仓。 煤仓容积80ms，采用混凝土浇筑。水仓：在采区下部设计水仓泵房，水仓容积按10小时正常涌水 量计算，容积为1000m3，采用砌碹支护，断面6.4m2，泵房按安装5 台排水泵设计，长度35米，采用砌碹支护，断面13皿。绞车房：在轨道下山上部与0大巷交叉口处设计绞车房，绞车 房设计按安装1.6m进行设计，长度10米，采用砌碹支护，断面1

5、8m2o3-5采区主要生产系统3-5.1、米区通风系统采区通风采用一进一回，既由采区皮带下山作为进风巷送彳主各采 掘、硐室等用风地点后，进入采区轨道回风下山，然后进入采区总回 风巷。米区风量设计该采区所采五2煤为低瓦斯煤层，瓦斯相对涌出量为4.1m3 /t， 米区内布置一个米煤工作面，两个掘进工作面，三个独立通风的机电 硐室，根据各工作地点所需风量，确定采区总进风量。1、米煤工作面所需风量 按工作面同时工作最多人数计算：Q =4N=4X60=240m3 / min采 按一次爆破的最大炸药量计算：Q =25A=25X5 = 125m3/min采 按瓦斯涌出量计算:Q 采= 100qK=100X0

6、.9X1.5=135mt /min根据计算：采煤工作面风量Q采取250m3/min按风速效验0.25WVW4(m/ s)V 小=Q/S = 250/4 =62.5皿/ min=1.04m/ sV 大=Q/S =250/3 =83.3m3 / min=1.4m/ s根据效验符合规程要求，为此采面风量Q采为250m3 / min 上述公式中：N一采煤工作面同时工作最多人数人A 一工作面一次爆破的最大炸药用量kgq 瓦斯绝对涌出量m/minK 一风量备用条数取1.52、掘进工作面所需风量： 按工作面同时工作最多人数计算：Q =4N=4X8 = 32m3 / min掘 按一次爆破炸药量计算：Q =25

7、A=25X4 = 100m3/min掘 按瓦斯涌出量计算：Q 掘= 100qK=100X0.1X1.5=15m3 / min 按局部吸风机实际吸风量计算：Q 掘=。通I=200X 1 = 200皿 / min式中：局部通风机实际吸风量，掘进工作面采用DKJ65-5.6通型局扇，其吸风量为200ms/minoI 一个掘进工作面同时工作的通风机台数根据计算掘进工作面风量Q掘=200ms / min按风速效验：0.25WVW4(m/s)V= Q/S = 200/7.5 =26.7m / min=0.44m / s根据计算符合规程要求，掘进工作面风量：Q掘=200ms / min。3、硐室风量：该采区

8、共有独立通风硐室三个，一个变电所，一个泵房，一个绞 车房，一个消防材料库根据经验数值，每个硐室所需风量为60ms/ min。4、采区总进风量：Q=Q采+2Q掘+4Q硐= 250+2X200+4X60= 890m3 / min四、采掘工作面及硐室通风采煤工作面采用机巷进风、风巷回风的全负压通风，通风路线： 五20大巷f运输下山机巷f米面f风巷f轨道下山米区总回 风巷掘进工作面采用局部压入式通风，回风直接进入回风下山，通风 路线：运输下山一掘进工作面f轨道下山一米区总回风巷米区硐室均设在进风流中，风量由调节风门控制。（附通风系统示意图）五、局部通风设备的选择：根据计算掘进工作面配风200ms/mi

9、n,选用DKJ655.6型局部通风机，电机功率2X15KW。六、通风设施及构筑物采区通风设施主要有双向风门、调节风门、风桥等。设计在轨道 上部车场、下山联络巷均设双向风门，在采区变电所、车房、水泵房 等硐室的回风道处均设调节风门。在采面回风巷与皮带下山交叉处设置风桥。3-5.2运输系统3-5.2.1运煤系统采面一机巷一五2二水平运输下山一合车上山一合车平巷一煤仓 -五20大巷一五2西下山一五2169大巷一北山主井一地面 3-5.2.2运料系统南山主井一南山主石门一五2169大巷一五2西下山一五2二水平 轨道下山一采面风巷一采面3-5.2.2、工作面运输设备的选择：采区煤层倾角160，为缓倾斜煤

10、层，工作面采用刮板运输机，工 作方式为打眼放炮落煤，选用40TX可弯曲刮板输送机一部（配用电 机 40KW）3-5.2.3机巷运输设备的选择采面机巷长2000m,采用选用40TX可弯曲刮板输送机一部长60m,SPJ-650型皮带机两部，每部长450m。技术特征：运输能力200t / h 带速2.0m/s 出厂长度120m，刮板链：节距800mm，链速0.64m / s，刮板间距640mm, 破断拉力A216KN，电动机型号BJQO 71-4型，功率22KW，电压660V； 中部槽尺寸：2500X610X264，生产厂家：南京煤机厂。3-5.2.4运输下山设备选择倾角16 ，运输距离720m，选

11、用SD-44X型皮带机2部。技术特征：运输能力200t/h；运输长度150450m；带速1.6m/s；带 宽650mm；适用倾角4-18 ；配用电机型号JDSB-22型；电机功率 22KW，电压 660V；机头外型尺寸：4900X1622X13483-5.2.5轨道设备选型倾角16 ，运距532m。选用18kg轨道，轨距600mm。选用JTB1.2X1.2-24型单滚筒绞车。技术特征：滚筒直径1.2m，滚筒宽度1.2m；最大静张力29.4KN； 钢丝绳直径20mm，绳速1.84或2.5m/s；传动比20；电机功率130KW， 绳容量810m；外型尺寸1300X2540X2500，重庆矿山机器厂

12、。3-5.3、排水系统基本数据：根据矿井五0采区涌水情况，推断下山采区的正 2常涌水量30m3/h，最大涌水量为70m3/h，矿井水的PH值7-8，采区 开口标高0m，泵房底板标高一300m，垂深300m。（一）水泵的选型计算1、正常涌水量时水泵必须的排水能力Q =24QH/20=36m3 /hQ正常涌水量30m3 /h规程规定，煤矿主要排水设备必须有工作、备用和检修的水泵， 其中工作水泵的总能力在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。2、最大涌水量时水泵必须的排水能力Q =24Q/20max =27X70/20 =84皿 /h 3、水泵扬程的估算=K (Hp+Hx)一排水高度200mHp

13、一吸水高度取 3.5mK 一管路损失系数，倾角在14-20之间，取1.32K =1.32X （200+3.5）=268.624、水泵的型式、级数及总台数的确定根据Q 、H及矿井水的PH5，从设备手册中选取水泵型号D85-45X7其性能参数：流量：85m /s，扬程：315m，电机功率：125KW，型号YB315S-2。按规程要求选用3套D85-45X7型水泵。（二）管路的选择计算1、排水管趟数的确定：根据规程规定，必须有工作和备用的水管，工作和备用水泵的总 能力应能配合工作和备用水泵在20小时内排出24小时的最大涌水 量，按此原则，排水管路确定敷设两趟，任意一台泵可以用任意一趟 排水管路。2、

14、管材的选择一般情况，当压力大于10kg/cm时，选用焊接钢管或无缝钢管，排 水压力大于10kg/cm时，选用无缝钢管，该采区最大压力为 20kg/cm，因此选用无缝钢管。3、管径的计算排水管与吸水管中的经济流速，一般V =1.52.2m/sV =0.8 1.5m/s所选水泵的额定流量为：85m 3/h排水管路内径最小值：116mm吸水管内径最小值：=142mm查手册选排水管外径3 139mm，壁厚7mm，内径 125mm）；吸水管外径Q 164mm，壁厚7mm，内径 150mm）。泵房、水仓及排水管路的敷设（三）、水仓水仓应具有主仓和副仓，以便轮换清理。水仓总容量按规程要求不小于4小时采区正常

15、涌水量，本设计按6小时正常涌水量计算：V=6 X30=180m 主仓设计30m,副仓20m，共50m。水仓断面：S=V/L=180/50=3.6m选取水仓断面为4.0m。(1)、泵房1、泵房尺寸的计算泵房长度：L=nz +A(nb+1)n 一泵房内水泵台数l 一水泵基础台的长度3mA 基础台之间的距离取2mL=3X3+2(3+1)=17m泵房宽度：B=bj+bk+bcb 一水泵基础台宽度1.0mb 一水泵基础台边到轨道侧墙壁侧的距离1.5mb 一水泵基础台到近壁侧的距离取0.5m则 B=1.0+1.5+0.5=3m泵房高度：根据水泵高度及排水管路架设，泵房设计高度2.6m。3、泵房主要附属设计

16、：泵房内的电缆采用明设，40#扁铁做成电缆钩，悬挂高度不低于1.6m。泵房内设有运输轨道。每台泵上方有5吨的工字钢起重梁。每台泵有单独的吸水小井，直径1.2m，深4m,并低于水仓底板1m, 水井盖板选用2mm厚的钢板。3-5.4、供电系统 一、采面供电选择1、采面负荷量采面SGW-40型刮板机一部，40KW机巷SGD-20B型刮板机二部，22X2 = 44KW皮带机二部，30X2 = 60KW综合保护一台，信号综合保护一台，2X2.5=5斜巷皮带二部，40X2 =80KW合车皮带一部，22KW调度绞车一部，11KW2、电缆选择整个采面选择两趟电缆供电，一趟供采面机巷，供电距离800m。负荷量：

17、40+44 + 60+5 = 149KW采区电压等级660V，每千瓦按1.2安个电流计算容许电流：149X1.2 = 178.8安根据计算选择70mm的主蕊线截面橡套电缆，其长期容许电流为215安，型号U-1000线路的电压损失：电阻 R=0.267X 800/1000 =0.214。电压损失 u=PR/U=149X0.214X1000 =48.3V电压损失低于63V，可以使用。第二趟线路供皮带下山、合车、轨道绞车供电距离600m负荷量：80+22+11 = 113KW电压等级660V，每千瓦按1.2安个电流计算容许电流 113X1.2=135.6A根据计算选择50mm的橡套电缆，其长期容许电

18、流173安。型号：U-1000电阻 R=0.38X600/1000 =0.228。电压损失 u =PR/U =113X0.228X1000=39V x低于63V,可以使用。3、变压器的选择采面负荷：149+113=262KVA选用一台315KVA变压器选用DB -66型隔爆配电开关二、掘进泵房供电1、负荷总计：11千瓦风机两台：11X2 = 22KW2.5千瓦煤电钻两台：2.5 X2=5KW125千瓦水泵1台：125KW22+5+125=152KW2、电缆选择第一趟掘进用电缆的选择负荷量：27KW满负荷时允许电流：27X1.2=32.4KW根据计算，选用35m的U-1000橡套电缆600m。R

19、=600X0.552 / 1000=0.331电压损失：AU=PR/U= 27X0.331X1000=13.5V电压损失低于63V,可以选用。第二趟泵房用电缆的选择负荷量：125KW充许电流：125X1.2 = 150KW根据计算，选用50m的橡套电缆300米，型号U-1000电阻：R=300X0.38 / 1000=0.114电压损失：AUx =PR/U =150X0.114X1000 =25.8V低于63V,可以选用。3、变压器的选择负荷总量：125+27= 152KVA选用KST-180 / 6变压器一台。二、采区变电所1、位置设计在两条下山之间，距0大巷500m处与两条下山连通。2、变

20、电所布置要求设有外开的防火铁门，门高2山，宽1.8m，门上装设便于调节的通风孔，门内加设外开的铁栅栏门。硐室内设置两台以上灭火器和2立方以上来灭火砂。变电所内地面标高比该连接处下山底板高出0.5m。变电所内电缆采用明设，用扁铁做成五个位置的电缆钩，悬挂高度 不低于1.6m。变电所内设置变压器两台，高压配电开关两台，350开关4台，漏 电继电器2台。3、变电所尺寸设计计算根据规程规定，硐室内设备与墙壁之间应留0.5m以上的通道， 各种设备相互之间应留0.8m以上的通道，根据变电所内设备布置情 况，设计变电所长度18m，宽度2.6m，高2.4m，采用砌碹支护。3-6采区开采顺序采区开采顺序采用左右跳采采，先西翼，后东翼，首采工作面为： 22040；接替采面依次为：220202215022160 2213022140 22110 22120 22090 22100 22070 22080 22050 22060 22030采煤工作面。