1、煤矿开采方法煤矿开采方法精品课程课件精品课程课件第十八章采区硐室设计第十八章采区硐室设计 v采区硐室主要包括采区煤仓、采区绞车房、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。采区变电所、采区水泵房等。v第一节第一节 采区煤仓设计采区煤仓设计一、采区煤仓的容量v取决于采区生产能力、采区下部车场装车站和运输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。大巷的通过能力。v（1 1）在采区高峰生产延续时间内，保证采区连续）在采区高峰生产延续时间内，保证采区连续生产：生产：vQ=Q=（A AG G-A-AN N）t tG GvA AG G采区生产能力采区生产能力1.51
2、.52.02.0倍平均产量，倍平均产量，t/ht/hvA AN N通过能力通过能力1.01.01.31.3平均平均h hvG G生产延续时间机生产延续时间机1.01.01.51.5v 炮炮1.51.52.02.0v运输不均匀系数运输不均匀系数,机采取机采取1.151.151.201.20，炮采，炮采取取1.51.5一、采区煤仓的容量v（2 2）按装车站的装车间隔时间来计算：）按装车站的装车间隔时间来计算：vQ=AQ=AG Gt t0 0K Kb bvA AG G采区高峰生产能力，采区高峰生产能力，t/ht/h；vt t0 0装车间隔时间，一般可按装车间隔时间，一般可按151530min30mi
3、n计计算；算；vK Kb b运输不均匀系数。运输不均匀系数。二、煤仓的形式及参数v煤仓的形式按倾角分为垂直式，倾斜式和混合式；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、椭圆和矩形按断面形状有圆形、拱形、椭圆和矩形v仓底倾角为仓底倾角为60606565（主要参数：断面尺寸和高（主要参数：断面尺寸和高度）度）v圆形垂直煤仓直径为圆形垂直煤仓直径为2 25 5，个别，个别5 5以上；拱形以上；拱形断面倾斜煤仓宽度一般为断面倾斜煤仓宽度一般为2m2m左右，高度可大于左右，高度可大于2m2m。v煤仓高度不宜超过煤仓高度不宜超过3030，以，以2020为宜为宜v有效容积有效容积V
4、V90%VV90%3.5D3.5Dv圆形垂直煤仓应设计成圆形垂直煤仓应设计成“短粗短粗”形。形。三、煤仓的结构及支护三、煤仓的结构及支护 煤仓的结煤仓的结构包括煤构包括煤仓的上部仓的上部收口、仓收口、仓身、下口身、下口漏斗及溜漏斗及溜口和闸门口和闸门装置等。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 三、煤仓的结构及支护v（一）煤仓上口（一）煤仓上口v1 1、为了保证煤仓上口安全，用混凝土收口、为了保证煤仓上口安全，用混凝土收口 ；v2 2、为了防止大块煤、矸石、废木料等进入煤、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
5、子，仓造成煤仓堵塞，应在煤仓上口安设铁箅子，铁箅子一般采用铁箅子一般采用8 824kg/m24kg/m旧钢轨或旧钢轨或10102020号工字钢做成，铁箅子的网孔尺寸一般号工字钢做成，铁箅子的网孔尺寸一般为为200mm200mm200mm200mm、250mm250mm250mm250mm、300mm300mm300mm300mm，图，图18-218-2三、煤仓的结构及支护图182 煤仓上口铁箅子三、煤仓的结构及支护 煤仓上口网煤仓上口网孔上大块煤孔上大块煤炭的破碎和炭的破碎和杂物的清理杂物的清理工作，可在工作，可在煤仓上部巷煤仓上部巷道内进行，道内进行，或者设置专或者设置专门的破碎硐门的破碎硐
6、室。室。图183 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机械破碎硐室三、煤仓的结构及支护v（二）仓身（二）仓身v煤仓仓身一般应砌碹。砌碹的壁厚可为煤仓仓身一般应砌碹。砌碹的壁厚可为300300400mm400mm。v（三）下口漏斗及溜口和闸门基础（三）下口漏斗及溜口和闸门基础v1 1、煤仓仓身下部的收口漏斗一般为截圆锥形。、煤仓仓身下部的收口漏斗一般为截圆锥形。v2 2、为了防止堵塞，下口漏斗应尽量消除死角。、为了防止堵塞，下口漏斗应尽量消除死角。v3 3、为了安装溜口和闸门，在漏斗下方留一边长为
7、、为了安装溜口和闸门，在漏斗下方留一边长为0.7m0.7m的方形孔口，在孔口预埋安装固定溜口的螺栓。的方形孔口，在孔口预埋安装固定溜口的螺栓。三、煤仓的结构及支护v（四）溜口及闸门装置v1、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。v2、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。v 三、煤仓的结构及支护三、煤仓的结构及支护 3 3、溜口闸门与矿车的位置关系。、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矿车三、煤仓的结构及支护三、煤仓的结构及支护 4 4、溜口的方向有三种。、溜口的方向有三种。图18-5 溜口方向（a
8、）顺向；（b）侧向；(c)垂直 第二节 采区绞车房设计v一、绞车房的位置一、绞车房的位置v应在围岩坚固稳定的薄及中厚煤层或顶底板岩层中。应在围岩坚固稳定的薄及中厚煤层或顶底板岩层中。v二、风道及钢丝绳通道二、风道及钢丝绳通道v两个安全出口：两个安全出口：v1.1.绳道：用于运输设备、行人、通风、走绳，绳道绳道：用于运输设备、行人、通风、走绳，绳道宽宽2000m2000m2500m2500m，并在，并在5m5m以内，采用不燃性材料支以内，采用不燃性材料支护。护。v2 2、风道：位于硐室的左、右、后侧，应靠近电机、风道：位于硐室的左、右、后侧，应靠近电机布置，净宽布置，净宽1.21.21.5m1.
9、5m，主要用于回风。，主要用于回风。三、绞车房的平面布置及尺寸三、绞车房的平面布置及尺寸图图18-6 绞车平面尺寸绞车平面尺寸（a）滚筒直径为）滚筒直径为1200mm；（；（b）滚筒直径为）滚筒直径为1800mm1绳道；绳道；2左侧风道；左侧风道；3电动机壁龛电动机壁龛三、绞车房的平面布置及尺寸v1 1、绞车房的平面布置、绞车房的平面布置v在保证安全生产和易于安装检修的条件下，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。尽可能布置得紧凑，以减少硐室工程量。v2 2、绞车房尺寸、绞车房尺寸四、绞车房的高度v1.2m1.2m以上绞车，绞车房应设起重梁，以上绞车，绞车房
10、应设起重梁，起重梁起重梁一般用一般用20204040工字钢，两端插入壁内工字钢，两端插入壁内300300400mm400mm，安装，安装1.2m1.2m以下绞车可用三角架。以下绞车可用三角架。五、绞车房的坡度v绞车房地面应高于钢丝绳通道低板绞车房地面应高于钢丝绳通道低板100100300mm300mm，并向绳道倾斜，并向绳道倾斜2233，以免积水。，以免积水。v回风道应向外倾斜，以倾角不大于回风道应向外倾斜，以倾角不大于3 3为宜。为宜。六、绞车房支护v1 1、采用不燃性材料支护，并用、采用不燃性材料支护，并用C15C15混凝土铺混凝土铺底。底。v2 2、硐室一般用直墙半圆拱碹。采用料石砌碹、
11、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时，料石强度等级应大于MU30MU30，砌体允许抗，砌体允许抗压强度应大于压强度应大于2.2MPa2.2MPa；采用混凝土砌拱时，；采用混凝土砌拱时，允许抗压强度应大于允许抗压强度应大于2.5MPa2.5MPa。v3 3、有条件的地方尽量采用锚喷支护。、有条件的地方尽量采用锚喷支护。第三节 采区变电所设计v一、采区变电所的位置一、采区变电所的位置v一般设在输送机上山与轨道上山之间或设在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。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 图图187 采区
12、变电硐室采区变电硐室二、采区变电所的尺寸和支护v1 1、采区变电所的高度一般为、采区变电所的高度一般为2.52.53.5m3.5m；v2 2、采区变电所采用不燃性材料支护。、采区变电所采用不燃性材料支护。v3 3、变电所的地面应高出邻近巷道、变电所的地面应高出邻近巷道200200300mm300mm，且应有且应有33的坡度。的坡度。v4 4、变电所硐室长度超过、变电所硐室长度超过6m6m时，必须在硐室两时，必须在硐室两端各设一个出口。在通道端各设一个出口。在通道5m5m范围内用不燃性范围内用不燃性材料支护。材料支护。v5 5、硐室与通道的联接处，设防火栅栏两用门。、硐室与通道的联接处，设防火栅
13、栏两用门。第四节第四节 采区水泵房设计采区水泵房设计 水泵房的位置：在下部井筒（下山）之间，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，并尽采用垂直或平行井筒（下山）布置，并尽量与变电所联合布置。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v1 1、水泵房尺寸、水泵房尺寸v（1 1）水泵房长度）水泵房长度vL=nb+aL=nb+a（n+1n+1）v式中：式中：vnn水泵台数；水泵台数；vbb水泵及电动机的基础总长度，水泵及电动机的基础总长度，m m；vaa各基础之间的距离，取各基础之间的距离，取1.51.52m
14、2m，最外，最外侧基础墙应适当加大到侧基础墙应适当加大到2.52.53m3m。一、水泵房尺寸确定v（2 2）水泵房宽度）水泵房宽度vB=BB=B1 1+B+B2 2+B+B3 3vB B1 1水泵房基础宽度，水泵房基础宽度，m m；vB B2 2吸水井一侧水泵基础至墙的距离，一般为吸水井一侧水泵基础至墙的距离，一般为0.80.81m1m；vB B3 3有轨道一侧水泵基础至墙的距离，一般为有轨道一侧水泵基础至墙的距离，一般为1.51.52m2m。v（3 3）水泵房高度）水泵房高度v净高净高3 34.5m4.5m；水泵房地面标高应高出车场轨面；水泵房地面标高应高出车场轨面0.5m0.5m，并应向吸
15、水小井设，并应向吸水小井设1%1%的下坡。的下坡。v（4 4）设备基础）设备基础一、水泵房尺寸确定一、水泵房尺寸确定 2、吸水小井、吸水小井（1）吸水小）吸水小井形式：井形式：（2）吸水小）吸水小井的断面形状井的断面形状可采用方形或可采用方形或圆形，深度为圆形，深度为4.05.5m。二、水仓v水仓由两个断面相同、间隔水仓由两个断面相同、间隔151520m20m的巷道组的巷道组成，其中一个水仓清理时，另一个水仓正常成，其中一个水仓清理时，另一个水仓正常使用。使用。v水仓设计要做到：水仓设计要做到：v（1 1）水仓的有效容量应能容纳）水仓的有效容量应能容纳4h4h的采区正常的采区正常涌水量。涌水量
16、。v（2 2）水仓向吸水井方向应有）水仓向吸水井方向应有1122的上坡，的上坡，以便泥砂沉淀、清理时便于矿车运输。以便泥砂沉淀、清理时便于矿车运输。二、水仓v（3 3）为便于维护和清理水仓，一般采用）为便于维护和清理水仓，一般采用 单单轨巷道的断面，并需铺设轨道。水仓净断面轨巷道的断面，并需铺设轨道。水仓净断面一般为一般为5 57m7m2 2。v水仓的总长度：水仓的总长度：vL=V/SL=V/Sv式中：式中：VV水仓的有效容量，水仓的有效容量，m m3 3；vSS水仓的净断面积，水仓的净断面积，m m2 2二、水仓v（4 4）水仓与吸水小井联接处的水仓底板标高）水仓与吸水小井联接处的水仓底板标
17、高应比泵房底板标高低应比泵房底板标高低4.54.55.0m5.0m，否则，水泵，否则，水泵将因吸水高度的限制而无法抽出水仓内的全将因吸水高度的限制而无法抽出水仓内的全部积水。部积水。v（5 5）水仓在清理斜巷的标高最低处，其顶板）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。则，水仓将灌不满水。三、清理斜巷v1 1、清理斜巷的设计应达到的要求、清理斜巷的设计应达到的要求v（1 1）倾角）倾角2020，以保证装满煤泥的矿车，以保证装满煤泥的矿车在斜巷运行时不泼撒。在斜巷运行时不泼撒。v（2 2）保证水仓最高水位应
18、低于泵房地面）保证水仓最高水位应低于泵房地面1 12m2m，水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟，水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟底。底。三、清理斜巷 2 2、设计已知条件、设计已知条件图18-10 水仓清理斜巷总断面图（1 1）清理斜巷倾角）清理斜巷倾角2020，一般取，一般取=20=20；（2 2）水仓底板坡度）水仓底板坡度i=1i=122；（3 3）竖曲线半径）竖曲线半径R R取取9 912m12m；（4 4）水仓起点与终点的标高差）水仓起点与终点的标高差H H应事先计算。应事先计算。v习题：习题：v1 1、如何确定采区煤仓容量？、如何确定采区煤仓容量？v2 2、试述采区绞车房的合理位置。、试述采区绞车房的合理位置。v3 3、试述采区变电所的位置及形式。、试述采区变电所的位置及形式。v4 4、试述采区水泵房的位置及尺寸确定。、试述采区水泵房的位置及尺寸确定。
