第8章-采区硐室设计

第八章采区硐室设计第一节采区煤仓设计第二节采区变电所设计第三节采区绞车房设计第四节采区水泵房设计第一节采区煤仓设计大巷采用非连续运输方式时，设置一定容量的煤仓可保证采掘工作面发挥正常生产和高产、高效，发挥运输系统的潜力，保证连续均衡生产。根据煤炭存储的形式的不同，采区煤仓有井巷式与机械式两种。第一节采区煤仓设计一、采区煤仓的形式第一节采区煤仓设计二、采区煤仓容量的确定采区煤仓容量取决于采区生产能力、装车站的通过能力及大巷的运输能力等因素。煤仓的容量目前一般为50~500t。确定采区煤仓容量的计算方法有三种方法：第一节采区煤仓设计二、采区煤仓容量的确定1.按采煤机连续作业割一刀煤的产量计算tkCbmLQQ00第一节采区煤仓设计二、采区煤仓容量的确定2.按运输大巷列车间隔时间内采区高峰产量计算3.按采区高峰生产延续时间计算dihatQQQ0dhcthatQQQQ)(0第一节采区煤仓设计三、采区煤仓尺寸的确定图9－1煤仓容积图9－2双曲线斗仓A2－A2截面面积；d0－斗口下口直径D－煤仓直径；Z－斗仓高度；A1－A1、图8-2双曲线斗仓D—煤仓直径；Z—斗仓高度；A1—A1；A2—A2；d0—斗口下口直径图8-1煤仓容积第一节采区煤仓设计三、采区煤仓尺寸的确定圆形断面直径取2~5m，以4~5m为最佳，煤仓过高易使煤压实而形成拱形结构，其高度一般不超过30m，通常取20m。煤仓的有效容积为V1＋V2＋V3。无效容积V0与直径D成三次方关系。从减少煤仓无效容积来看，随着断面加大，必须有相应煤仓高度。煤仓高度越大，无效容积越小，如果以煤仓的有效容积不小90%计算，则煤仓设计不应小于直径的3.5倍。第一节采区煤仓设计四、煤仓的结构及支护煤仓的结构包括煤仓上部收口、仓身、下口漏斗及溜口基础、溜口和闸门装置等。1.上部收口煤仓上口的结构形式，当直径小于3m时，与仓体断面一致，直径大于3m时，为了保证仓口安全与改善煤仓上口的受力情况，需要以混凝土收口注成圆台体。并用旧钢轨或工字钢做成铁篦，篦孔大小约300mm左右，以防止大块煤、矸石或其它等进入煤仓。第一节采区煤仓设计四、煤仓的结构及支护2.仓身当煤仓设在稳定坚固的岩层（f＞6）中时，仓身可不支护。在中硬以上的岩层中，仓身采用锚喷支护。其余岩层中，煤仓仓身一般砌碹支护，壁厚300~400mm。3.下口漏斗与闸门基础煤仓下口需用混凝土砌筑成圆台体进行收口，收口斗仓可选择圆锥形、四角锥形或双曲线形斗仓。其中双曲线形斗仓可实现内部煤岩均匀连续流动而且经久耐用。第一节采区煤仓设计四、煤仓的结构及支护4.溜口及闸门装置煤仓的溜口一般均做成四角锥形，在溜口处安设可以启闭的闸门。根据溜口的方向与矿车行进的方向是否一致，溜口方向有顺向、侧向和垂直三种。多采用顺向溜口。煤仓溜口闸门处有效尺寸一般有500×500mm，700×700mm和800×800mm等几种规格。第一节采区煤仓设计五、防止煤仓事故措施1.设计和施工（1）在保证系统合理的前提下，煤仓应选择在围岩稳定，岩层中硬以上，不穿越富含水层。（2）提高质量保证仓壁光滑，耐磨损、耐冲击。（3）煤仓下部设计呈双曲线型仓斗有助于煤岩整体下流，减少堵塞事故。（4）煤仓下口设置排水孔。（5）煤仓在适当部位设观察孔，以便处理堵塞事故（6）煤仓上部注意通风，防止瓦斯积聚。第一节采区煤仓设计五、防止煤仓事故措施2.煤仓使用期间（1）在上部仓口安装防止大块煤、杂物的设施。（2）制定防止水进入煤仓的设施。（3）煤仓内存煤不宜过长，停产两天以上应放空煤仓防止煤炭粘仓。（4）定期清理煤仓保证仓底、壁光滑。（5）处理堵仓事故的空气炮、水炮要定期检验，经常保证设备完好。（6）煤仓底部留5~10t煤作仓底，防止落煤砸坏放煤闸门并防止漏风。第一节采区煤仓设计六、机械式水平煤仓1.列车式水平煤仓图8-3列车式水平煤仓示意图（a）输入输出输送机同时工作；（b）输出输送机工作；（c）输出输送机工作1—给煤输送机；2—可移动的仓体；3—底部从动胶带托辊；4—输出输送机；5—牵引钢丝绳；6—探棒第一节采区煤仓设计六、机械式水平煤仓2.底部移动式水平煤仓第一节采区煤仓设计六、机械式水平煤仓3.静储式水平煤仓第一节采区煤仓设计六、机械式水平煤仓4.巷道式水平煤仓第二节采区变电所设计一、采区变电所的位置（1）采区变电所应布置采区用电负荷的中心，使各翼的供电距离基本相等。（2）变电所的位置应设在铺设轨道的巷道附近，以便于设备的运输。（3）变电所应设置在采区上山或石门附近的稳定围岩中，所选地点应易于搬迁变压器等电气设备和无淋水、矿压小，易于维护的岩层中。第二节采区变电所设计一、采区变电所的位置（4）如果实际条件允许，可利用原有变电所，尽量减少变电所的迁移次数。（5）一个采区尽量由一个采区变电所向采区全部采掘工作面电器设备供电。（6）实际生产中，采区变电所多位于运输上山与轨道上山之间或上（下）山与运输大巷交岔点附近。（7）变电所的地面应高出邻近巷道200~300mm，且应有3‰的坡度。第二节采区变电所设计二、采区变电所的布置形式图9－3采区变电所布置形式(a)“一”字形(b)“L”字形(c)“П”字形图8-3采区变电所布置形式第二节采区变电所设计三、采区变电所的尺寸确定1.变电所长度变电所内布置两排设备时，变电所长度L可由下式求得：btnlL2)1(第二节采区变电所设计三、采区变电所的尺寸确定2.变电所宽度布置两排设备时，变电所宽度B为：dDAcB2第二节采区变电所设计四、采区变电所的支护采区变电所应采用不燃性材料支护。一般情况下采用拱形石材砌碹，服务年限短的可采用装配式混凝土支架，尽量采用锚喷支护。采用石料支护时，强度等级不小于MU30。采用混凝土拱时强度等级不低于C15。铺底可用C10混凝土。第三节采区绞车房设计一、绞车房的位置绞车房的位置应选择中围岩稳定，无淋水、矿压小和易维护的地点；在满足绞车房施工，机械安装和提升运输要求的前提下，绞车房应尽量靠近变坡点，以减少巷道工程量；绞车房与邻近巷道间应有足够的岩柱，一般情况下不小于10m，以利绞车房的维护。第三节采区绞车房设计二、绞车房的通道绞车房应有两个安全出口，即钢丝绳通道及风道。绳道的位置应使绳道中心与上山轨道中心线重合。根据绞车最大件的运输要求，宽度一般为2000~2500mm，长度不应小于5m，绳道断面可与连接的巷道断面一致，以便于施工。尽量使绳道中的人行道位置与轨道上山保持一致。按风道与绞车的相对位置，风道有右侧、左侧及后方等布置方式，如图8-5所示。第三节采区绞车房设计二、绞车房的通道20804000800012001234(a)绞车房风道示意图(b)JTB1.6×1.2型绞车房尺寸9－5绞车房风道1－钢丝绳通风；2－左侧风道；3－后方风道；4－右侧风道图8-5绞车房通道1—钢丝绳通道；2—左侧风道；3—后方风道；4—右侧风道第三节采区绞车房设计三、绞车房的平面布置及尺寸表8－3采区绞车房断面主要尺寸单位：mm绞车型号宽度高度长度断面人行道宽净宽自地面起墙高拱高净高人行道宽净长左侧右侧前后JTB1.6×1.270010208000115040005150120010007800半圆拱JTB1.6×1.57001020800011504000515013009007800JTY1.2×1.0B11501050500015002500400097016007300JTB1.6×1.218001700570014502850430010008009000第三节采区绞车房设计四、绞车房的高度、形状及支护绞车房的高度的确定与绞车型号大小及安装要求有关。绞车的安装方法有两种，一种设计吊安装，另一种是以三角架进行安装。其设计一般在3~4.5m左右。绞车房断面一般设计成半圆拱形，用全料石或混凝土拱料面墙砌筑，或用锚喷支护。第四节采区水泵房设计一、水泵房尺寸1.水泵房长度水泵房的长度与其内部布置的设备型号、数量及有关间隙有关。)1(nanbL第四节采区水泵房设计一、水泵房尺寸2.水泵房宽度水泵房的宽度由泵房基础宽度与水泵基础与墙间距离之和构成。321BBBB第四节采区水泵房设计一、水泵房尺寸3.水泵房高度水泵房的高度根据水泵的外形尺寸、排水管的悬吊高度及起重梁的高度而定，净高为3~4.5m。水泵房地面标高应高出车场轨面0.5m，并应向吸水小井设1%的下坡。第四节采区水泵房设计一、水泵房尺寸4.吸水小井吸水小井有两种形式。一种是设两个独立的吸水小井，一种是设配水巷。吸水小井的，形状可采用方形或圆形，深度一般为4.0~5.5m。有独立吸水小井的水仓不需砌碹，不需设闸门，施工简单方便。第四节采区水泵房设计二、水仓水仓一般由两个断面相同、间隔15~20m的巷道组成，一条正常使用，另一条用于清理或维护。1.水仓设计要求（1）水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。（2）水仓向吸水小井方向应有1‰~2‰的上坡，以便沉淀泥沙、清理时方便矿车行驶。第四节采区水泵房设计二、水仓1.水仓设计要求（3）为便于维护和清理水仓，一般采用单轨巷道的断面，并铺设轨道。水仓净，一般为5~7m2。（4）水仓与吸水小井联接处的水仓底板标高应比泵房底板标高低4.5~5.0m，否则，水泵将因吸水高度的限制而无法抽出水仓内的全部积水。（5）水仓在清理斜巷的标高最低处，其顶板标高必须较水仓入口处水沟的沟底为低，否则，将影响水仓容积。第四节采区水泵房设计二、水仓2.水仓总长度水仓的总长度L可由下式求得：SVL/第四节采区水泵房设计三、清理斜巷清理斜巷是水仓与车场巷道之间的一段巷道，既是清理斜巷又是水仓的一部分。因此，计算水仓长度是以清理斜巷的起点为起点，以水仓与配水井的连接处为其终点。一般清理斜巷的设计应达到如下要求：（1）倾角α≤20°，以保证装满煤泥的矿车提升时不泼撒，一般可取20°。（2）保证水仓最高水位应低于泵房地面1~2m，水仓顶须低于附近巷道最低点的水沟底。第四节采区水泵房设计四、水泵房布置实例图9－6水泵房布置图ⅠⅠⅡⅡⅠ－ⅠⅡ－Ⅱ水仓水仓回风图8-6水泵房布置图