矿井井底车场设计

1、,井底车场设计,1,井底车场设计依据及要求,1.1,设计依据,（,1,）矿井设计生产能力及工作制度,（,2,）矿井开拓方式,（,3,）井筒及数目,（,4,）矿井主要运输巷道运输方式,（,5,）矿井瓦斯等级及通风方式,（,6,）矿井地面及井下生产系统的布置方式,（,7,）各种硐室的有关资料,（,8,）井底车场所处位置的地质条件、水文地质条件及,矿井涌水情况。,井底车场设计,1.2,设计要求,（,1,）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产,能力的,30,。当有带式输送机和矿车两种运煤设备向一,个井底车场运煤时，矿车运输部分井底车场富裕通过能,力，应大于矿车运输部分设计生产能力的,30,。,（,

2、2,）井底车场设计时，,应考虑增产的可能性。,（,3,）尽可能地提高井底车场的机械化水平，简化调,车作业，提高井底车场通过能力。,（,4,）在开拓方案设计阶段，应考虑井底车场的合理,形式，特别要注意,井筒之间的合理布置避免井筒间距过,小而使井筒和巷道难于维护、地面绞车房布置困难,。,（,5,）应考虑主、副井之间施工时便于贯通。,（,6,）在初步设计时，井底车场需考虑线路纵断面闭,合，,以免施工图设计时坡度补偿困难,。,井底车场设计,（,7,）在确定井筒位置和水平标高时，,要注意井底车场巷道和,硐室所处的围岩情况及岩层的含水情况，,井底车场巷道和硐室应,选择在稳定坚硬的岩层中，应避开较大断层、强

3、含水层、松软岩,层和有煤与瓦斯突出煤层。如为不稳定岩层时，则井底车场主要,巷道应按正交于岩层走向，,并且与岩层主节理组的扩展方向呈,30,70,的交角的条件设计,。在此情况下，巷道与井筒相接的马头,门应布置在较为稳定的岩层内。,（,8,）,井底车场长度较大的直线巷道之间应保持一定的距离，,避免相互之间的不利影响，深井中相连接的巷道必须具有不小于,45,的交角。,（,9,）对于大型矿井或高瓦斯矿井在确定井底车场型式时，应,尽量,减少交岔点的数量,和减小跨度。,（,10,）井底车场线路布置应结构简单，运行及操作系统安全可,靠，管理使用方便理并注意节省工程量，便于施工和维护。,（,11,）井筒与大巷

4、距离近、入井风量大的矿井，如果有条件应,尽量与大巷结合在一起布置井底车场，以便缩短运距、减少调车,时间、减少井巷工程。,（,12,）为了保护井底车场的巷道和硐室，在其所在处范围内应,留有煤柱。,井底车场设计,1.3,井底车场的类型及形式选择,1.3.1,井底车场类型,表,5,7,立井井底车场的基本类型,类,型,2,图,示,1,2,1,结构特点,存车线和回车线与主,要运输大巷垂直；主、,副井距主要运输大巷,较远，有足够的长度,布置存车线。,存车线与主要运输大,巷斜交；主要运输大,巷可局部作回车线。,优,缺,点,空、重车线基本位于直,线上；有专用的回车线；,调车作业方便；可两翼,进车；弯道顶车；工

5、程,量大。,适用条件,0.90 1.50 Mt,a,的矿井；,刀型车场适用于,0.60 Mt,a,的矿井，增加回车线,能力可提高到,0.90 1.20,Mt,a,。,立,式,环,形,式,斜,式,1,2,1,2,可两翼进车；工程量小；,适用于,0.60 0.90 Mt,a,存车线有效长度调整方,的矿井；地面出车方向受,限制。,便；弯道顶车；一翼调,车方便，另一翼在大巷,调车。,空、重车线位于直线上；,适用于,0.60 0.90 Mt,a,的矿井。,工程量小；调车方便；,可两翼进车；弯道顶车；,巷道内坡度较大。,工程量小，交岔点少、,弯道少；可两翼进车。,工程量小；调车方便。,利用大型底纵卸式、底

6、侧,式矿车可用于大型矿井。,利用大型底纵卸式、底侧,式矿车可用于大型矿井。,卧,式,梭,式,尽,头,式,存车线与主要运输大,巷平行；主、副井距,主要运输大巷较近。,2,折,返,式,1,2,1,利用主要运输大巷作,主井空、重车线、调,车线和回车线。,利用石门作主井空、,重车线。,图,注,1,主井；,2,副井,井底车场设计,（,2,）斜井井底车场的类型,表,5,8,斜井井底车场的基本类型,类,型,卧,式,环,形,式,立,式,2,1,1,图,示,2,结构特点,存车线和回车线与主,要运输大巷平行；主、,副井距主要运输大巷,较近。,存车线与主要运输大,巷垂直；主、副井距,主要运输大巷较远，,有足够的长度

7、布置存,车线。,主井空、重车线设于,平行于大巷的顶板巷,道内。,1,优,缺,点,适用条件,空、重车线位于直线上；工,适用于单一水平,程量小；调车作业方便；有,的箕斗斜井或带,专用的回车线；可两翼进车；,式输送机斜井。,弯道顶车。,空、重车线基本位于直线上；,适用于单一水平,有专用的回车线；调车作业,的箕斗斜或带式,输送机斜井。,方便；可两翼进车；弯道顶,车；工程量大。,折,返,式,折,甩,返,车,式,场,尽,头,式,图,注,1,2,可两翼进车；一翼在调车线,上调车；弯道多，折返式的,优点体现不出来。,工程量小；可两翼进车；调,车作业均在直线上进行。,可两翼进车；调车在调车线,上进行。,适用于单

8、一水平,的箕斗斜井。,适用于多水平的,箕斗斜井或带式,输送机斜井。,适用于多水平的,串车斜井。,2,主井空、重车线设于,大巷内。,主井空、重车线设于,井筒的一侧。,1,2,1,主井；,2,副井,井底车场设计,（,3,）,大巷采用带式输送机运煤时井底车场的类型,大巷采用带式输送机运煤时，辅助运输井底车场有折返,式、环形式及折返与环形相结合的形式。,1.3.2,井底车场形式选择,（,1,）保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产,的可能性。,（,2,）调车简单，管理方便，弯道及交岔点少。,（,3,）操作安全，符合有关规程、规范。,（,4,）井巷工程量小，建设投资省，便于维护，生产成,本低。,（,

9、5,）施工方便，各井筒间、井底车场巷道与主要巷道,间能迅速贯通，缩短建井工期。,1,井底车场设计,（,6,）当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置,下存车线和调车线，可选择立式井底车场。大巷或石门,与井筒的距离较近时，可选择卧式或斜式井底车场。,（,7,）井底车场形式也取决于矿车的类型，当采用定,向卸载的底纵卸式、底侧卸式矿车时，其卸载站（即主,井车线）可布置为折返式，亦可布置为环形式，但其装,车站的线路布置必须与其对应，即卸载站为折返式，采,区装车站亦为折返式。卸载站为环形式时，采区装车站,亦为环形式。当卸载站采用环形式布置、装载站采用折,返式布置或卸载站采用折返式布置、装载站采用环形式,

10、布置时必须增设还原回车线路，这种形式比较复杂，需,通过方案比较确定。,（,8,）串车提升的斜井井底车场，井筒不延深的一般,采用平车场，井简延深的一般采用甩车场。双钩提升时，,应考虑两个水平的过渡措施。,井底车场设计,2,井底车场设计示例,2.1,设计设计依据,2.2,主要原则问题的确定,（,1,）车场形式，初步设计确定为立式环行，南北两翼大巷来车均经主,石门进入井底车场。,（,2,）主、副井中心线间距离，南北,75,m,，东西,10,m,。主井卸载方位,角,5,，副井出车方位角,275,。主井距北翼运输大巷,568.1 m,。,（,3,）车线有效长度，主井空、重车线有效长度原则上按,1,列车长

11、考虑，,设计取,80,m,。副井进车线受主井重车线的影响，出车线受人车场的影响，,都比较长，均可达,150,m,。因受地面布置的限制，副井位于主井西侧，致,使副井进车顶车线路过长。材料车线，按,20,辆,l t,材料车考虑。,（,4,）设计采用,22 kg,m,钢轨。主井系统采用,5,号道岔，副井系统采用,4,号道岔。曲线半径为,20 m,。,（,5,）车场巷道断面及支护方式主要依据井底车场巷道所通过的风量、,运输设备、管线布置的要求，以及围岩状态确定。双轨巷道断面,12.7 m,2,，,单轨巷道断面,6.9,m,2,，巷道采用锚喷支护，主要硐室及交岔点采用混凝土,或荒料石砌碹。,（,6,）经

12、技术经济比较确定底卸式矿车卸载站与翻车机硐室联合布置。,井底车场设计,一,、,线路联接计算（选轨道及道岔类型）,（,1,）,单开岔道非平行线路联接,（,2,）,单开岔道平行线路联接,（,3,）,渡线道岔线路联接,二,轨道线路平面布置（车场尺寸）,（,1,）,已知条件,（,2,）线路闭合计算,根据副井出车线布置要求,A,点距副井,120,。副井出车线轨道中线至主井空,车线轨道中线距离为（,75 000,300,）,23 000,（,1 600,400,）,= 96 500,。,AB,= 96 500,sin60,= 111 429,B,点与主井中线距离为,120 000,10 000,96 50

13、0,tan60,= 185 714,C,点与主井中线距离为,80 000,10 000,12 748,692 = 104 440,煤仓上口与卸载站跨度较大，井底车场井车绕道与进车线间距取,25 m,。,CD,= 25 000,sin45,= 35 355,F,点距主井中线距离，根据交岔点、硐室长度及调度机车存车安全线要求,取,50 m,。,CF,= 104440,50 000 = 154 440,F,=154 440,2,25 000 = 104 440,井底车场设计,三,通过能力计算（能力计算）,（,1,）,区段划分,（,2,）,调车作业程序及时间见表。,（,3,）,调度图表,调度图表见图,

14、5,25,。每一调度循环进入井底车场的列车数的配比,可用两种方法计算：,调 度 图 表,区,段,时间（min）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,2,3,4,1,1,2.88,2.90,2.90,15.00,3 t,底卸式列车运行线,3 t,底卸式列车运行线,图,5,25,调度图表,井底车场设计,（,4,）,通过能力计算,按公式：,T,a,Q,25,.,（,2,3,?,3,?,17,?,1,?,9,?,1,）,N,?,?,?,149,.,9,1,.,15,T,1,.,

15、15,?,23,.,68,通过能力富余系数,149.9,90 = 1.67,，显然满足设计规范要求。,四,坡度计算（坡度闭合计算）,坡度划分见图,5,26,。,21,22,9,11,12,14,19,20,18,1,9,20,10,9,13,17,6,15,1,16,17,16,18,2,1,15,14,13,5,25,23,25,10,9,2,11,12,24,25,8,7,6,3,5,5,4,8,4,3,2,1,7,图,5,26,坡度划分,井底车场设计,空车从摇台出车以,24,的下坡滑过对称道岔、至基本轨起点末速度为,1.42 m,s,。取,5 6,段坡度为,0.009,，空车在,6,点的

16、速度为：,V,m,?,V,2,c,?,2,gl,(,i,?,?,),?,1,.,42,?,2,?,9,.,81,?,13,.,671,(,0,.,009,?,0,.,005,),?,1,.,37,m/s,2,为使空车滑行到,7,点，,6,7,段坡度,0,2,?,1,.,37,2,i,?,?,0,.,009,5,?,0,.,007,1,2,?,9,.,81,?,40,取,i = 0.007,，空车滑行距离,2,2,0,?,1,.,37,l,?,?,38,.,3,m,2,?,9,.,81,?,（,0,.,007,?,0,.,009,5,）,其余坡度计算表,5,25,。,本车场线路长度,1 001.

17、7 m,、掘进体积,14 400.2 m,3,、硐室长度,1 545.0 m,、,掘进体积,19 334.9 m,3,。,井底车场设计,五,注意事项,1,、车场巷道通风能力验算（,4m/s,，包括正常运输与矿井生产最大风量）,2,、巷道宽度验算，摘挂钩地点相关尺寸标准，行人侧标准。,7,采区巷道布置方案示例,7.1,采区概况,7.2,采区巷道布置方案设计,7.3,采区设计方案比较,7,采区巷道布置方案示例,7.1,采区概况,7.1.1,采区位置,设计采区位于某矿,一,水,平,右,翼,，,东,以,矿,井,边,界,为,界,，,西,与,七,采区相邻，南以,0,m,等,高,线,为,界,，,走,向,平,

18、均长度,1,230,m,，采区,平均倾斜长,560,m,（北,+107,m,以上为煤层风,化,带,）,，,采,区,面,积,为,688,800,m,2,，如图,7,1,所示。,七,采,区,矿,井,乙,1,+135.1,83.7,2.21,甲,1,+134.7,72.2,2.20,+100,+80,+60,边,界,乙,2,+134.0,2.30,+134.6,甲,2,2.20,+40,+20,0,图,7,1,采区境界,m,1,煤层底板等高线图,采区内有,m,1,、,m,2,两层可采煤层，煤层赋存稳定，煤层平均倾角,11,，东部,边界附近的煤层倾角略有变化。,7,采区巷道布置方案示例,7.1.2,采

19、区内地质构造,7.1.3,煤层要素及顶底板特征,7.1.4,采区储量,7.1.5,采煤方法及采区生产能力,7.2,采区巷道布置方案设计,7.2.1,采区形式,7.2.2,采区上山及设计方案,7.2.3,区段巷道,7,采区巷道布置方案示例,7.2.4,联络巷道,2,七,采,区,13,9,6,矿,井,9,+135.1,83.7,8,乙,1,2.21,8,10,7,甲,1,+134.7,72.2,4,3,+134.6,甲,2,2.20,+100,+80,+60,边,界,11,5,2.20,乙,2,1,+134.0,2.30,12,+40,+20,0,8,10,9,9,4,5,1,12,3,11,8,

20、7,6,3,图,7,2,方案一采区巷道布置图,7,采区巷道布置方案示例,2,七,采,区,13,9,6,矿,井,9,+135.1,83.7,8,乙,1,2.21,8,10,7,甲,1,+134.7,72.2,4,甲,2,3,+134.6,2.20,+100,+80,+60,边,界,11,5,2.20,乙,2,1,+134.0,2.30,12,+40,+20,0,8,11,9,9,10,4,5,3,1,12,8,6,3,图,7,3,方案二采区巷道布置图,7,采区巷道布置方案示例,2,七,采,区,13,9,6,矿,井,9,+135.1,83.7,8,乙,1,2.21,8,10,7,甲,1,+134.

21、7,72.2,4,甲,2,3,+134.6,2.20,+100,+80,+60,边,界,11,5,2.20,乙,2,1,+134.0,2.30,12,+40,+20,0,8,10,9,9,12,1,3,4,5,11,8,7,6,3,图,7,4,方案三采区巷道布置图,7,采区巷道布置方案示例,7.3,采区设计方案比较,表,7,1,采区方案技术比较表,项,目,1.,掘进工程量,2.,工程难度,3.,通风距离,4.,管理环节,5.,巷道维护,6.,支架回收,7.,工程期,方案一双岩上山,方案二双煤上山,方案三一煤一岩上山,工程量较大比第二方,案多掘,170 m,石门,困难,较长。每区段增加,60,m,通风距离,多（同方案一）,第一条煤层上山，维,护工程量较大，费用,较高,工程量大。因两上山均,工程量小,在岩层中，故要多掘进,252 m,石门和,60 m,溜煤眼,困难。一是岩巷施工，,二是巷道联接复杂,长。每区段要增加,130 m,的通风距离,管理环节多。一是溜煤,眼多；二是漏风地点多,维护工程量少，维护费,用低,无法回收,岩石上山掘进速度慢，,约需,14,个月才能投产,较容易,短,少,煤层上山，梯形金属支架,受采动影响大，维护工程,量大，维护费用高,可以回收，,70%,可以复用,煤层上山支架可以回,收利复用,煤层上山掘进快，约,10,个,月可投产,同方案一,7,采