矿山工程规划与设计研讨报告

成绩评阅人日 期中国矿业大学力学与建筑工程学院2016-2017学年度第一学期矿山工程规划与设计研讨报告班级: 14土木十班 组员： 力学与建筑工程学院研讨目录一、概述1、何处需要建、能建煤矿？井筒位置如何选择？2、开拓方式如何选择？考虑哪些因素？3、煤矿设计有哪些设计规范？主要对哪些内容做了规定？二、立井井筒设计（1） 主、副、风井里面装备的内容（哪些设备）？（2） 井筒断面设计三、斜井井底平车场（1） 井筒与车场巷道的连接形式（2） 车场线路的布置方法（要求、特点）（3） 车场线路设计的主要参数（计算方法）及考虑的主要因素（该参数是为了解决什么安全问题或经济等问题）（4）平车场的使用条件四、工业广场总平面布置方法（1）工业广场平面布置的内容、分类（2）布置的原则及主要考虑因素（3）修改总平面图中的错误之处，并详细分析错误原因。建设煤矿需要考虑以下条件1、资源情况 煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井，煤田地质复杂，储量又有限，则规模不能太大。2、地理位置 是否靠近老矿区及大城市，交通是否便利，供水供电及劳动力来源的情况。3、社会需求 对国家煤炭需求量的预测也是一个重要依据4、投资效果 投资少，工期短，生产成本低，效率高，投资回收期的长短。井筒位置选择从三个方面来考虑一、地面因素1.井口附近要设置工业广场，选择井口位置首先要满足工业 广场位置的要求，井口附近要有一定面积的较平坦地形，根据井型大 小，工业广场面积一般要求是：小型井 8001100m2/Mt，中型井 13001800m2/ Mt，大型井 20002500m2/Mt。另外在山区要充分 利用地形，尽可能减少石方、土方工程量。2.井口位置应交通方便，便于修筑铁路或公路，以利煤炭外运 和设备、材料运入。3. 井口位置应确保矿井安全，不受山崩、雪崩、滑坡、洪水和森 林火灾威胁。井口标高应高于当地历年最高洪水位 2m 以上。4.工业广场应不占良田、少占农田，广场内水文地质和工程地 质条件能满足地面工业建筑的要求。5.井口位置应便于供水、供电、通风采光，且居民区、办公楼等 不受环境污染。二、地下因素1. 井筒应尽可能避开流砂层、较大含水层，较厚表土冲积层、 较大断层、老窑采空区等地质破坏带，以及有煤和瓦斯突出危险威胁 的煤层。2. 井筒位置应使各水平的井底车场位于围岩稳定的岩层中， 便于巷道开掘和维护。3. 井筒位置应尽量靠近地质构造简单，储量可靠的区域，同时 要有利于水平延伸和深部开采。三、技术经济比较1.井筒位置即要考虑初期工程量少、投资少、建井快，也要考 虑总工程量少，开拓系统简单，2.井筒位置要考虑保护井筒和工业广场的煤柱损失少。斜井 和平筒尽可能位于井田边界，少留或不留煤柱，立井尽可能位于浅部位置，减少煤柱损失，3.井筒位置应做到运输、通风、维护等生产经营费用最低。其 中关键是井下运输量最少。为此应使井筒尽可能位于井田储量中心。矿井的开拓方式矿井开拓方式不仅决定着整个矿井建成后的生产 工艺选择与煤矿长久发展，同时更决定着矿井基建时 期的建设工程量、建设周期、项目投资总量、工程建 设质量及项目建成投产后是否可快速投产和长期安全 生产。总而言之，井下开拓方式中确定的各类井巷工 程均应尽量规避各种地质状况不佳，如滑坡、断层、 采空区等。矿井开拓方式分类立井开拓1、立井单水平开拓2、立井多水平开拓斜井开拓1、斜井单水平采区式开拓2、斜井多水平分段式开拓3、斜井盘区式开拓平硐开拓1、走向平硐2、垂直或斜交走向平硐3、阶梯平硐综合开拓1、斜井-立井综合开拓2、平硐-立井综合开拓3、平硐-斜井综合开拓开拓方式选择考虑因素自然地质条件技术条件经济条件选择开拓方式应当遵循以下原则1.可以形成完整而尽可能简单的生产系统2.矿井规模与当地生产水平、市场条件相协调3.合理的开采顺序，并获得较高的资源回收率4.具有完善的通风系统和良好的生产环境5.满足生产能力高、产量高、机械化水平高的要求矿山规划设计中需要使用哪些规范1.煤炭工业矿井设计规范2煤炭立井井筒及硐室设计规范3.煤矿斜井井筒及硐室设计规范4.煤矿巷道断面和交叉点设计规范5.煤矿井底车场硐室设计规范6.煤矿安全规程7.煤矿井巷工程施工规范8.煤矿井巷工程验收规范井筒装备1.主井是提煤工作场所，主井井筒装备的主要工作是安装箕斗的运行罐道，也有的矿井要求在主井装备中安装梯子间安全通道，另外还有信号电缆和通信电缆。 2.副井是提人、矸石和物料的工作场所，副井井筒装备主要工作是安装罐笼的运行罐道，梯子间安全通道，主排水管路、洒水管路和压风管路，另外还有动力电缆、信号电缆、通信电缆安全检测电缆和光缆。 3.风井是整个矿井回风总干线，风井井筒装备主要工作是安装梯子间安全通道。井筒断面设计某矿年产量120万吨，提升高度400m，立井选用4单层双车罐笼，井筒服务年限为55年；井筒敷设压风管1条300mm，排水管2条250mm，150mm供水管及放水管各1条，4条动力电3缆，3条电信线；设梯子间；井壁选用浇灌混凝土支护，井筒通过风量为160m3/s。试设计该井筒断面。井筒选择圆形断面形状。 罐笼规格：14503300初选：罐道：38kg/m的钢轨；主罐道梁（1#、2#）：I32（c）；次梁（3#）I28（a）；梯子梁：14（b）。 双侧罐道梁的罐道梁中心线间距可由下式求的： C1=E1+B1+E2，C2=E3+B2+E4 式中：C1-1#和2#罐道梁中心线间距，C2-1#和3#罐道梁中心线间距， E1、E2、E3、E4-1#、2#、3#罐道梁连接部分尺寸，由初选的罐道、罐 梁类型及其连接部分尺寸决定。取E1=199mm、E2=204mm、E3=204mm、 E4=204mm C1=199+1530+204=1933mm、C2=204+1530+204=1938mm 梯子间的尺寸M、H、J用下列公式计算：M=600+600+m+S/2 式中：600-梯子孔宽度、m-梯子孔至2#罐道梁的距离取m=100mm、S-2#罐道梁的宽度，取S=132mm则：M=600+600+100+132/2=1366mm H=2（700+60）=1520 式中：700-梯子孔长度，60-梯子梁宽度， 14（b）的宽度为60mm 梯子梁偏离井筒中心线的距离J，一般取J=300400mm，这里取J=300mm。 则：N=H-J=1520-300=1220mm 解析法计算井筒直径 （LKM）SR； （KN）C（Rf1）； Na/2（h）b1/2（B/2y） CA/2xR=2929mm按0.5米进级R=3m井筒净半径，；(待确定) 1号罐梁中心线与井筒中心线的距离，值可确定罐笼在井筒中的位置， ；(待确定) 、罐笼的长和宽，； 两侧罐道之间的距离，由罐笼规格表中查得， ； x、y罐笼的转角收缩尺寸， ； 1（200）罐笼与井壁之间的安全间隙 风速验算 V=Q/S=160/(*9*0.8）=7.078m/s 符合要求 工程量及材料消耗 井筒净直径 m 6 井筒掘进直径 m 6.4 井壁厚度 mm 200 井筒净断面积 m2 28.26 井筒掘进断面积 M232.16 每米井筒混凝土 M3 3.9 罐道梁长度 mm 6150/5740/3280 梯子梁长度 mm 1820/1800/1470 斜井井底平车场井筒与井底车场连接形式箕斗斜井，胶带运输机斜井和车场硐室的连接串车斜井井筒与井底连接处的形式平车场 当斜井不再延伸时，由斜井筒直接过渡到井底车场甩车场 由井筒一侧或两侧开掘甩车道，经甩车道由斜变平后进入车场吊桥 从斜井顶板方向出车，经吊桥变平后进入车场车场线路的布置方法斜井井底车场路线布置主要是高低道形式的选择。为了能保证矿车能自动滑行和摘挂钩的方便，选择高低道的形式时应使高低道的高差适当，一般不大于0.8米，高低道起坡点间距为1米左右。实际选取高低道时，可根据井筒倾角和所求的高差H查表选取即可。车场线路设计的主要参数及考虑因素 井底平车场主要参数包括道岔，竖曲线半径，储车线长度，及高低道的坡度。道岔的选择根据车场线路布置形式，双钩提升平车场选用两个对称道岔：上半部为自动分车道岔，下部为弹簧对称道岔，通常选用3号道岔。两道岔间插入直线段的长度不小于一钩串车长度的1.5倍。竖曲线半径一般取12m或15m竖曲线半径的大小要确保矿车经过竖曲线时两相邻车厢不碰撞，并有一定的间隙，便于伸手摘挂钩储车线长度电机车运输1.5-2.0倍列车长，人推车时不小于二倍的串车长高低道坡度根据经验，为了便于摘挂钩工作，摘挂钩处的高低差不应大于1.0米，同时要求空，更车线的起坡点间距为1.0-1.2米。靠近起坡点一段取自动滑行坡度，约为8-12%，其余线路坡度适当减少或设3左右的流水坡度平车场使用条件a.井筒与运输大巷均开在煤层中，轨道变平后通过顶板绕道与大巷轨道相连。 井筒倾角较大时采用b.井筒与运输大巷均开在煤层中，轨道变坡进入底板岩层中后再转向煤层大巷与大巷轨道相连。井筒倾角较小时采用c.井筒沿煤层底板开凿，变平后直接进入运输大巷。 井筒距大巷较远时采用d.井筒沿煤层底板开凿，变平后两侧与大巷相连，一侧为重车线 ,另一侧为空车线。 运输量较大时采用 工业广场总平面布置方法1.工业广场平面布置的内容、分类内容 平面布置 决定全场建筑物在平面上的相对位置竖向布置 决定建筑物的标高土方工程 估算需开挖的土石方量运输设计 铁路，公路设计工程管线设计 电缆，电线，水管，生产管路，供热管路等厂区排水分类 (1）生产区 中央或中央稍偏一侧，尽可能减少生产环节。储装运系统应有利于对外运输。在山区应充分利用地形，尽量为煤流创造重力运输的条件。对污染较严重的环节要注意其对环境的污染。工艺流程有密切关系的生产环节或设施，应靠近布置，缩短运输距离。矿井有洗煤厂时，应把洗煤厂作为主要生产环节考虑。（2）辅助生产区 临近主要生产区。 与副井联系紧密的设施，应尽可能靠近副井。 动力设施应靠近符合中心。 易燃及危险品仓库应布置在场区边缘地带。 产生污染的建筑物应根据场区全年风向频率，布置在场区污染最小的地点。 （3）生活区 与人流路线相结合 对内外联系方便 具有相对独立性 远离各种污染源2.布置的原则及主要考虑因素（1）统筹兼顾，综合考虑。（2）因地制宜。（3）近期建设与远期发展相协调。（4）充分利用地形，节约用地。 （5）紧凑合理，人流货流通畅短捷，减少交叉。 （6）合理利用原有建构筑物及设施。（7）供电、供水、供热的建构筑物应接近负荷中心 或靠近主要负荷。（8）施工方便和减少临建工程量。（9）遵守有关技术规定、规程、规范要求。考虑因素（1）建、构筑物的工艺性质、功能和对外联系要求。（2）风向、日照、地形、地质和水文等自然条件。（3）井下开拓、井筒位置和主、副井相对位置。（4）地面生产系统和对外运输。（5）居住区位置和场内、外主要干道的位置。（6）车流、人流、货流的途径路线。（7）环保、卫生、安全防护的要求。3.修改总平面图中的错误之处，并详细分析错误原因。更衣室与浴室离副井太远； 变电所与副井安全距离不够； 炸药库放置位置不合理； 砂石场放置到了井下水处理站不正确； 临时变电所放置距离偏远； 油脂库应单独放置且放置在偏僻位置； 水泥库放置离副井太近造成空气污染； 调度室离井口位置太远。 15.矿井材料库应该尽量简化，一般仅设材料供应点，能由矿区总材料库供应的，尽可能由总库直接供应.11.变电所应布置在工业场地内，尽量布置在靠近符合中心和场地边缘地区布置20.食堂距离居民区较远陕西西安风玫瑰图1、煤炭工业小型矿井设计规范。（GB50399-2006）2、煤矿安全生产条件基本规定。3、煤矿安全规程（2010版）；4.矿井开拓方式及其特点，王宗藩，内蒙古煤炭经济，2014-07-15 5.矿井开拓方案优化设计，李俊伟，能源与节能，2016-02-20 6.优选井田开拓方案的层次分析法，张禔，陕西煤炭技术，1993-07-02 7.鹤壁煤电八矿新风井井筒位置选择优化，王玉生，煤炭工程，2008-01-15 8.纳林河二号矿井