采区硐室设计

第十八章采区硐室设计第三篇开采设计采区硐室主要包括采区煤仓、采区绞车房、采区变电所、采区水泵房等。第一节采区煤仓设计一、采区煤仓的容量取决于采区生产能力、采区下部车场装车站和运输大巷的通过能力。（1）在采区高峰生产延续时间内，保证采区连续生产：Q=（AG-AN）tGＫｂAG——采区生产能力1.5～2.0倍平均产量，t/hAN——通过能力1.0～1.3平均ｔ／hＴG——生产延续时间机1.0～1.5ｈ炮1.5～2.0ｈＫｂ——运输不均匀系数,机采取1.15～1.20，炮采取1.5（2）按装车站的装车间隔时间来计算：Q=AGt0KbAG——采区高峰生产能力，t/h；t0——装车间隔时间，一般可按15～30min计算；Kb——运输不均匀系数。二、煤仓的形式及参数煤仓的形式按倾角分为垂直式，倾斜式和混合式；按断面形状有圆形、拱形、椭圆和矩形仓底倾角为60°～65°（主要参数：断面尺寸和高度）圆形垂直煤仓直径为2～5ｍ，个别5ｍ以上；拱形断面倾斜煤仓宽度一般为2m左右，高度可大于2m。煤仓高度不宜超过30ｍ，以20ｍ为宜有效容积V′≥V90%ｈ≤3.5D圆形垂直煤仓应设计成“短粗”形。三、煤仓的结构及支护煤仓的结构包括煤仓的上部收口、仓身、下口漏斗及溜口和闸门装置等。图18-1煤仓结构1—上部收口；2—仓身；3—下口漏斗及漏口闸门基础；4—漏口和闸门（一）煤仓上口1、为了保证煤仓上口安全，用混凝土收口；2、为了防止大块煤、矸石、废木料等进入煤仓造成煤仓堵塞，应在煤仓上口安设铁箅子，铁箅子一般采用8～24kg/m旧钢轨或Ⅰ10～Ⅰ20号工字钢做成，铁箅子的网孔尺寸一般为200mm×200mm、250mm×250mm、300mm×300mm，图18-2图18—2煤仓上口铁箅子•煤仓上口网孔上大块煤炭的破碎和杂物的清理工作，可在煤仓上部巷道内进行，或者设置专门的破碎硐室。图18－3大块煤破碎硐室的布置形式（a）煤仓上口兼作破碎硐室；（b）设有人工破碎硐室的煤仓；（c）设有机械破碎硐室的煤仓1－煤仓；2－人工破碎硐室；3－机械破碎硐室（二）仓身煤仓仓身一般应砌碹。砌碹的壁厚可为300～400mm。（三）下口漏斗及溜口和闸门基础1、煤仓仓身下部的收口漏斗一般为截圆锥形。2、为了防止堵塞，下口漏斗应尽量消除死角。3、为了安装溜口和闸门，在漏斗下方留一边长为0.7m的方形孔口，在孔口预埋安装固定溜口的螺栓。（四）溜口及闸门装置1、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。2、选择闸门时，应以操作方便省力，启动迅速可靠为原则，多采用上关式气动闸门。3、溜口闸门与矿车的位置关系。图18-4溜口与矿车的相对位置1－溜口；2－闸门；3－矿车4、溜口的方向有三种。图18-5溜口方向（a）顺向；（b）侧向；(c)垂直一、绞车房的位置应在围岩坚固稳定的薄及中厚煤层或顶底板岩层中。二、风道及钢丝绳通道两个安全出口：1.绳道：用于运输设备、行人、通风、走绳，绳道宽2000m～2500m，并在5m以内，采用不燃性材料支护。2、风道：位于硐室的左、右、后侧，应靠近电机布置，净宽1.2～1.5m，主要用于回风。三、绞车房的平面布置及尺寸图18-6绞车平面尺寸（a）滚筒直径为1200mm；（b）滚筒直径为1800mm1－绳道；2－左侧风道；3－电动机壁龛1、绞车房的平面布置在保证安全生产和易于安装检修的条件下，尽可能布置得紧凑，以减少硐室工程量。2、绞车房尺寸四、绞车房的高度1.2m以上绞车，绞车房应设起重梁，起重梁一般用Ⅰ20～Ⅰ40工字钢，两端插入壁内300～400mm，安装1.2m以下绞车可用三角架。五、绞车房的坡度绞车房地面应高于钢丝绳通道低板100～300mm，并向绳道倾斜2‰～3‰，以免积水。回风道应向外倾斜，以倾角不大于3°为宜。六、绞车房支护1、采用不燃性材料支护，并用C15混凝土铺底。2、硐室一般用直墙半圆拱碹。采用料石砌碹时，料石强度等级应大于MU30，砌体允许抗压强度应大于2.2MPa；采用混凝土砌拱时，允许抗压强度应大于2.5MPa。3、有条件的地方尽量采用锚喷支护。第三节采区变电所设计一、采区变电所的位置一般设在输送机上山与轨道上山之间或设在上（下）山巷道与运输大巷交岔点附近。二、采区变电所的尺寸和支护图18-7采区变电硐室1、采区变电所的高度一般为2.5～3.5m；2、采区变电所采用不燃性材料支护。3、变电所的地面应高出邻近巷道200～300mm，且应有3‰的坡度。4、变电所硐室长度超过6m时，必须在硐室两端各设一个出口。在通道5m范围内用不燃性材料支护。5、硐室与通道的联接处，设防火栅栏两用门。第四节采区水泵房设计水泵房的位置：在下部井筒（下山）之间，采用垂直或平行井筒（下山）布置，并尽量与变电所联合布置。图18-8水泵房位置（a）水泵房垂直下山；（b）水泵房平行下山一、水泵房尺寸确定1、水泵房尺寸（1）水泵房长度L=nb+a（n+1）式中：n——水泵台数；b——水泵及电动机的基础总长度，m；a——各基础之间的距离，取1.5～2m，最外侧基础墙应适当加大到2.5～3m。（2）水泵房宽度B=B1+B2+B3B1——水泵房基础宽度，m；B2——吸水井一侧水泵基础至墙的距离，一般为0.8～1m；B3——有轨道一侧水泵基础至墙的距离，一般为1.5～2m。（3）水泵房高度净高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。（4）设备基础2、吸水小井（1）吸水小井形式：（2）吸水小井的断面形状可采用方形或圆形，深度为4.0～5.5m。二、水仓水仓由两个断面相同、间隔15～20m的巷道组成，其中一个水仓清理时，另一个水仓正常使用。水仓设计要做到：（1）水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。（2）水仓向吸水井方向应有1‰～2‰的上坡，以便泥砂沉淀、清理时便于矿车运输。（3）为便于维护和清理水仓，一般采用单轨巷道的断面，并需铺设轨道。水仓净断面一般为5～7m2。水仓的总长度：L=V/S式中：V——水仓的有效容量，m3；S——水仓的净断面积，m2（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，水仓将灌不满水。三、清理斜巷1、清理斜巷的设计应达到的要求（1）倾角α≤20°，以保证装满煤泥的矿车在斜巷运行时不泼撒。（2）保证水仓最高水位应低于泵房地面1～2m，水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟底。2、设计已知条件图18-10水仓清理斜巷总断面图（1）清理斜巷倾角α≤20°，一般取α=20°；（2）水仓底板坡度i=1‰～2‰；（3）竖曲线半径R取9～12m；（4）水仓起点与终点的标高差H应事先计算。作业：1、如何确定采区煤仓容量？2、试述采区绞车房的合理位置。3、试述采区变电所的位置及形式。4、试述采区水泵房的位置及尺寸确定。