生产。
根据《矿井设计规范》规定,井底车场布置形式应根据大巷运输方式、通过井底车场的货载运量、井筒提升方式、井筒与主要运输大巷的相互位置、地面生产系统布置和井底车场巷道及主要硐室处围岩条件等因素,经技术经济比较确定。
由于本设计中主井提升方式为箕斗提升,大巷采用矿车运输,井底车场与大巷距离较远且需用石门联系,从主副井井底车场到大巷均与石门联系,所以井底车场型式选为立式车场。 硐室布置
根据《矿井设计规范》规定,井下硐室应根据设备安装尺寸进行布置,并应便于操作、检修和设备更换,符合防水、防火等安全要求。井下主要硐室位置的选择,应符合下列规定:
a应选择在稳定坚硬岩层中,应避开断层、破碎带、含水岩层; b井下硐室不布置在煤与瓦斯突出危险煤层中和冲击地压煤层中。 3.3.2井底车场线路设计
1――主井 2――副井 3――井底煤仓 4――水仓
5――水泵房 6――中央变电所 7――清煤斜巷
井底车场示意图
区段上部车场为顺向平车场,中部为单向甩车场,下部为直向平车场。每个采区只有一个综采工作面,运输量不大,所以只设材料绕道车场,运料斜巷在大巷入口处取平,由大巷进入车场绕道存车线,然后直接进入轨道上山。这种布置方式使用方便,运行可靠。
1) 上部车场:车场形式为顺向平车场(与回风道在同一水平),矿车或材料车经轨道上山提至平车场平台,然后沿着矿车行进方向经回风石门运至工作面或所需材料地点。
2) 车场:车场形式为石门甩车场形式,单道起坡方式。由轨道上山提升上来的矿车,通过甩车道甩到中部轨道石门中,再进到区段轨道平巷。
3) 下部车场:本下部车场的绕道属于顶板绕道,从上山来看,通过竖曲线落平后摘钩,沿车场的高道自动滑行到下部车场存车线。由井底来车,则进入车场的底道,自动滑行到下部车场的低道存车线后,挂钩由绞车房提升上去。根据轨道上山起坡点到大巷的距离,本车场属于斜式顶板绕道
3.4方案比较、确定开拓系统
一般布置在副井井筒与井底车场连接处附近,当矿井突然发生火灾时,仍能继续供电、照明和排水,为便于设备的检修及运输,水泵房应靠近副井空车线一侧。水泵房与变电所之间用耐火材料砌筑隔墙,并设置铁板门为防止井下突然涌水淹没矿井。变电所与水泵房的底板标高应高出井筒与井底车场连接处巷道轨面标高0.5m,水泵房及变电所通往井底车场的通道应设置密闭门。
第四章 采煤方法
4.1采区概况
设计采区为一采区,该采区位于井田西翼,西至井田勘探线,东部边界到工业广场保护煤柱线,大巷布置在-580水平,采区平均走向长2416m,倾斜长1256m,采区内共发育两个个可采煤层,煤厚分别为3m、4m。煤层赋存简单,无断层及火成岩侵入等地质构造,煤层倾角平均为14度。煤变质程度高,煤质好,绝对涌出量为10.5m3min。发火期短,煤层直接顶较厚并且软弱。 4.2采煤方法确定
为了对各煤层选择合理的采煤方法,必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征,并参考实习矿井或矿区实际使用经验。在此基础上,可参照下列各点选择采煤方法:
1、对缓斜、倾斜薄及中厚煤层,一般使用单一走向长壁采煤法,倾角小于12°时,可考虑采用倾斜长壁采煤法。
采用走向长壁采煤法,一般采用全部冒落法处理采空区。但直接顶为坚硬难冒落的岩层,或受其它条件限制时,可以考虑采用充填法或刀柱法处理采空区。
2、对煤层赋存稳定、顶底板条件较好的中厚煤层,大型矿井一般采用综合机械化的采煤工艺方式;对中型矿井,煤层赋存较稳定,地质构造不太复杂的工作面,以及不适于综采的大型矿井工作面,可采用高档普机采和机采采煤工艺方式;对小型矿井,或受其它条件限制不适于机采的工作面,可选用炮采采煤工艺。
3、对缓斜、倾斜厚煤层,一般采用倾斜分层下行垮落走向长壁采煤法。分层厚度根据选用的支架类型确定,一般为1.6~3.5m,煤层厚度4.0~5.5m时,应尽可能一次采全高。对
于特厚煤层(如大于20~30m),难于使用分层垮落法开采或特殊条件限制不能使用垮落法开采时,可以采用全部充填法。厚度大于5m,煤质较软,顶板中等稳定以下,无煤与瓦斯突出危险,可采用综合机械化放顶煤采煤。
4、急斜煤层,厚度为2~6m,倾角大于55°,赋存稳定时,应优先考虑采用伪斜柔性掩护支架采煤法,当不适宜采用伪斜柔性掩护支架采煤法时,厚度在7m以上煤层,可采用水平分层或其它采煤法。
5、顶板稳定,煤层条件适宜,电力、水力及其它条件能保证时,也可考虑采用水力采煤法。
4.3采(盘)区的划分
采区划分应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件及装备水平等综合分析比较后确定,并应符合下列规定:
⑴ 当井田内有较大断层或褶皱构造时,应以其断层和褶皱轴部作为采区划分的自然边界;
⑵ 当井田地面有重要建筑(构)物,按其保护等级划分必须留设保护煤柱时,采区划分应以其保护煤柱为边界;
⑶ 当井田内无影响工作面正常回采的断层或断层较少时,应按开采工艺、通风、运输和巷道维护要求,合理划分采区;
⑷ 开采有煤与瓦斯突出危险和突水威胁的煤层时,应按开采保护层、抽放瓦斯及单独开采等技术措施要求,合理划分采区;
⑸ 井田内小断层较多且对工作面回采有一定影响,当采区划分避不开时,宜避免工作面回采方向和断层走向呈小角度斜交;
⑹ 开采煤层群时,应按集中和分组布置开采方式的不同,划分集中煤组采区和分煤组采区;
⑺ 近水平煤层开采,宜在开采水平运输大巷两侧划分盘区; ⑻ 有条件时,应在井筒附近划分中央采区。 4.4采区巷道布置
采区上山道的数目可根据采区生产能力和开采技术条件确定,一般情况下二条,当采区生产能力较大,瓦斯涌出量亦较大情况下,也可布置三条或四条。
对开采缓斜及倾斜煤层,在下列情况下,可考虑将采区上山布置在煤层中: 1、薄及中厚煤层,采区服务年限短时;
2、开采只有两个分层的单一厚煤层的采区,开采深度小,顶底板岩石比较稳定,煤质在中硬以上,上山不难维护时;
3、联合布置采区,下部为维护条件较好的薄及中厚煤层;
4、为部分煤层或区段服务的,维护年限不长的专用通风或运煤上山。
对单一厚煤层和联合布置采区,一般应将上山布置在煤层底板岩石中。但在下部煤层的底板岩层距涌水量特大的岩层很近,不能布置上山,或者当上山只为采区部分上部煤层或区段服务,开采下部煤层便废弃不用时,可以考虑把上山布置在煤层群中的中部或上部。 目前国内外均有以煤巷代替岩巷的趋势。
采区上山沿煤层走向方向距离一般为20~25m。在垂直走向方向上,一般多使两条上山在层位上保持一定高差,把运输上山设在轨道上山之下,一般比轨道上山低2~4m。但如果采区涌水量大时,可将轨道上山布置在低于运输上山的位置。上山设在同一厚煤层中,一般轨道上山沿煤层顶板,运输上山沿煤层底板布置。
开采厚煤层时,各分层的区段平巷,在煤层倾角小于15°~20°时,一般用内错式布置;倾角大于20°~25°时,可用水平式布置;倾角小于8°~10°的近水平煤层,一般可用重迭式布置。
对于开采煤层群的联合布置采区及单一厚煤层分层开采采区可以考虑设置区段集中巷(现在大多不再设置区段集中巷)。其位置应选在距煤层底板的垂直距离不小于h,并在支承压力传递影响角φ以外的地方,根据经验,最小的h值一般为8~12m,φ角介于25°~55°之间。区段集中巷还应布置在比较坚硬的稳定的底板岩层中,并应避开地质破坏的影响
采区联络巷道有区段集中巷与区段平巷之间的联络及采区上山与区段巷道之间的联络巷道。
区段集中巷与区段平巷间的联系方式,一般当煤层倾角大15°~20°,区段平巷为水平布置时,常采用石门联络;煤层倾角小于15°~20°,层间距较大时,可用斜巷联系;而近水平煤层,区段平巷为垂直布置时,则用立眼联系。
采区上山与区段集中巷之间的联系方式主要根据运输需要确定,一般轨道上山与区段集中巷之间采用石门联系,而运输上山与区段集中巷之间,广泛采用溜煤眼的联系方式。 4.5采煤工艺设计
1、综采工作面机械设备
综采工作面机械设备,除了采煤机、运输机和液压自移支架三大设备外,一般在运输平巷(顺槽)中还配有转载机和可伸缩胶带运输机,以及液压泵站等附属机电设备。
综采工作面设备选型,不仅应根据煤层和顶底板条件,选用合适型号的采煤机、运输机和液压自移支架,更重要的是在选型时,注意工作面三大设备以及运输顺槽的运输和其他设备,在生产能力和空间尺寸上的配合。
原煤炭部规划设计院提出以下几种综采设备配套方案,供设计时参考:
(1)以ZY-35型支撑掩护式液压支架为主的方案:配备MLS-170双滚筒采煤机(配1.6m直径的滚筒),SGW-250可弯曲刮板运输机(装Ⅱ型档板):运输顺槽配以SZQ-75型转载机,SDJ-150型可伸缩皮带运输机(或DSP-10631000落地架可伸缩皮带运输机)。工作面端头支护可用DZ型外注式或NDZ内注式单体液压支柱。按1140V、660V供电配备。
这套综采设备的适用条件是:煤厚2.1~3.0m,倾角15°以下(带防倒防滑装置,可用于30°以下),顶板中等稳定或较破碎,底板的抗压强度大于1.7MPa,工作面长度为150~170m,走向长度700~1000m。
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