采区硐室设计

采区硐室设计

第十八章采区硐室设计

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=（A

G -A

N

）t

G

Ｋ

ｂ

A

G

——采区生产能力1.5～2.0倍平均产量，t/h

A

N

——通过能力1.0～1.3平均ｔ／h

Ｔ

G

——生产延续时间机1.0～1.5ｈ

炮 1.5～2.0ｈ

Ｋ

ｂ

——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=A

G t

0 K

b

A

G

——采区高峰生产能力，t/h；

t

——装车间隔时间，一般可按15～

30min计算；

K

——运输不均匀系数。

b

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，如图18-2：

图18—2 煤仓上口铁箅子

3、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

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

4、为了防止井下水流进仓内，煤仓上口应高出巷道底板。上口处巷道断面一般都应适当扩大，并且加强支护。

（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

第二节采区绞车房设计

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。

图18-6 绞车平面尺寸

（a）滚筒直径为1200mm；（b）滚筒直

径为1800mm

1－绳道；2－左侧风道；3－电动机壁

龛

三、绞车房的平面布置及尺寸

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

图18－7 采区变电硐室图

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

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=B

1+B

2

+B

3

B

1

——水泵房基础宽度，m；

B

2

——吸水井一侧水泵基础至墙的距离，一般为0.8～1m；

B

3

——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。

图18-9 水泵房布置图

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。

习题：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。