第八章采区硐室设计

图8-1 煤仓容积
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煤仓的结构包括煤仓上部收口、仓身、下口漏斗 及溜口基础、溜口和闸门装置等，见表8-1。
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表8-1 采区煤仓的基本形式
项目
垂直式
倾斜式
混合式
图示
1
2
3
3
4
4
1 2
1
2 3 4
图注
1－上部收口；2－仓身；3－下口漏斗及溜口闸门基础；4－溜口及闸门
断面形状 一般为圆形。
多为圆形和拱形。
煤仓上下口不在同一垂线 上。
几何参数
直径一般取 2~5m，高度不 超过 30m。
拱形断面宽度、高度均以大于 2m 为宜。
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采区煤仓容量取决于采区生产能力、装车站的通过能力 及大巷的运输能力等因素。煤仓的容量目前一般为 50~500t。煤仓容量与采区生产能力的关系见表8-2。
表8-2 煤仓容量与采区生产能力的关系
采区生产能力／Mt·a-1 采区煤仓容量／t
0.30 以下 50~100
0.30~0.45 100~200
0.45~0.60 200~300
0.60~1.00 300~500
1.00 以上 大于 500
采区煤仓的实际容量应该在保证正常生产和运输的前提
下，工程量越小越好。根据采区生产能力和大巷运输能
➢8.1 采区煤仓设计 ➢8.2 采区变电所设计 ➢8.3 采区绞车房设计 ➢8.4 采区水泵房设计
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8.1.1 采区煤仓的形式 8.1.2 采区煤仓容量的确定 8.1.3 采区煤仓尺寸的确定 8.1.4 煤仓的结构及支护 8.1.5 防止煤仓事故措施 8.1.6 机械式水平煤仓
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大巷采用非连续运输方式时，设置一定容量的 煤仓可保证采掘工作面发挥正常生产和高产、 高效，发挥运输系统的潜力，保证连续均衡生 产。
圆形或其他形状。
圆形断面利用率高，不易发 可适当增加煤仓的长度和容积，仓口简 适应性强。
优缺点
生堵塞现象，便于维护，施 单，可减少煤炭的破碎度。煤仓倾斜角
工速度快。
度一般为 60~70°。
缺点
使用受条件限制。
承压性差，铺底量大，施工不便。
曲折多，施工不便。
适用条件 煤仓上下口在同一垂线上。 煤仓上下口不在同一垂线上。
典型圆形煤仓的容积示意图见图8-1。
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煤仓的有效容积为V1＋V2＋V3。 无效容积V0与直径D成三次方 关系。从减少煤仓无效容积来 看，随着断面加大，必须有相 应煤仓高度。煤仓高度越大， 无效容积越小，如果以煤仓的 有效容积不小90%计算，则煤 仓设计不应小于直径的3.5倍。
为机头位于煤仓中心位置，此 时无效容积最小，煤仓利用率 最高。
断面形状 一般为圆形。
多为圆形和拱形。
圆形或其他形状。
圆形断面利用率高，不易发 可适当增加煤仓的长度和容积，仓口简 适应性强。
优缺点
生堵塞现象，便于维护，施 单，可减少煤炭的破碎度。煤仓倾斜角Fra bibliotek工速度快。
度一般为 60~70°。
缺点
使用受条件限制。
承压性差，铺底量大，施工不便。
曲折多，施工不便。
适用条件 煤仓上下口在同一垂线上。 煤仓上下口不在同一垂线上。
目前也有少数矿井采取可靠度高、稳定的大功率输送机， 使采区上（下）山布置的胶带输送机与大巷中的胶带直 接搭接，从而省去开凿采区煤仓的工程费用与生产环节。
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下面以使用最多的圆形垂直式煤仓说明煤仓尺寸的确定 方式。
为便于布置和防止堵塞，圆形垂直式煤仓以短而粗为好， 但如果断面过大反而会使施工困难且降低有效的煤仓容 积。圆形断面直径取2~5m，以4~5m为最佳，煤仓过高 易使煤压实而形成拱形结构，其高度一般不超过30m， 通常取20m。
力，以保证采区正常生产为原则，确定采区煤仓容量的 计算方法有以下三种方法。
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8.1.2.1 按采煤机连续作业割一刀煤的产量计算
Q Q0 L m b C0 kt （8-1）
式中:Q--采区煤仓容量，t； Q0--防空仓漏风留煤量，一般取5~10t； L--工作面长度，m； m--采高，m； b--进刀深度，m； γ--煤的容量，t/m3； C0--工作面回采率； kt--同时生产工作面系数，综采时kt=1，普采时kt=1＋0.25n； n--采区内同时生产的工作面数目。
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8.1.2.2 按运输大巷列车间隔时间内采区高峰产量计算
Q Q0 Qh ti ad
（8-2）
式中:Qh--采区高峰生产能力（高峰期的小时产量一般为平均产 量的1.5~2.0倍），t/h；
ti--列车进入采区装车站的间隔时间，一般取高限约20~30min； ad--不均衡系数，综采、普采取1.15~1.20，炮采取1.5。
煤仓上下口不在同一垂线 上。
几何参数
直径一般取 2~5m，高度不 超过 30m。
拱形断面宽度、高度均以大于 2m 为宜。
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8.1.4.1 上部收口 煤仓上口的结构形式，当直径小于3m时，与仓体
断面一致，直径大于3m时，为了保证仓口安全与 改善煤仓上口的受力情况，需要以混凝土收口注 成圆台体。并用旧钢轨或工字钢做成铁篦，篦孔 大小约300mm左右，以防止大块煤、矸石或其它 等进入煤仓。也可根据需要设置破碎机破碎大块 煤或将煤仓上口高出巷道底板，防止水注入仓内。
根据煤炭存储的形式的不同，采区煤仓有井巷 式与机械式两种。
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井巷式煤仓的形式有垂直式、倾斜式及混合式 三种，见表8-1。煤仓断面多为圆形或拱形，也 有少数采用矩形。
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表8-1 采区煤仓的基本形式
项目
垂直式
倾斜式
混合式
图示
1
2
3
3
4
4
1 2
1
2 3 4
图注
1－上部收口；2－仓身；3－下口漏斗及溜口闸门基础；4－溜口及闸门
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8.1.4.2 仓身
当煤仓设在稳定坚固的岩层（f ＞6）中时，仓身可不支护。在
中硬以上的岩层中，仓身采用
锚喷支护。其余岩层中，煤仓
仓身一般砌碹支护，壁厚 300~400mm。
8.1.2.3 按采区高峰生产延续时间计算
Q Q0 (Qh Qt ) thc ad （8-3）
式中:Qt--采区装车站通过能力，t/h（通过能力一般为平均产量 的1.0~1.3倍）；
thc--采区高峰生产延续时间，综采、普采取1.0~1.5h，炮采取 1.5~2.0h。
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当采区上（下）山和大巷均采胶带输送机运输时，采区 煤仓容量可按1~2h采区高峰产量确定。