礦山工程規(guī)劃與設(shè)計研討報告.docx

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成　績 評閱人 日 期 中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院 2016-2017學年度第一學期 《礦山工程規(guī)劃與設(shè)計》研討報告 班級: 14土木十班 組員： 力學與建筑工程學院 研討目錄 一、概述 1、何處需要建、能建煤礦？井筒位置如何選擇？ 2、開拓方式如何選擇？考慮哪些因素？ 3、煤礦設(shè)計有哪些設(shè)計規(guī)范？主要對哪些內(nèi)容做了規(guī)定？ 二、立井井筒設(shè)計 （1） 主、副、風井里面裝備的內(nèi)容（哪些設(shè)備）？ （2） 井筒斷面設(shè)計 三、斜井井底平車場 （1） 井筒與車場巷道的連接形式 （2） 車場線路的布置方法（要求、特點） （3） 車場線路設(shè)計的主要參數(shù)（計算方法）及考慮的主要因素（該參數(shù)是為了解決什么安全問題或經(jīng)濟等問題） （4）平車場的使用條件 四、工業(yè)廣場總平面布置方法 （1）工業(yè)廣場平面布置的內(nèi)容、分類 （2）布置的原則及主要考慮因素 （3）修改總平面圖中的錯誤之處，并詳細分析錯誤原因。  建設(shè)煤礦需要考慮以下條件 1、資源情況 煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井，煤田地質(zhì)復(fù)雜，儲量又有限，則規(guī)模不能太大。 2、地理位置 是否靠近老礦區(qū)及大城市，交通是否便利，供水供電及勞動力來源的情況。 3、社會需求 對國家煤炭需求量的預(yù)測也是一個重要依據(jù) 4、投資效果 投資少，工期短，生產(chǎn)成本低，效率高，投資回收期的長短。 井筒位置選擇從三個方面來考慮 一、地面因素 1.井口附近要設(shè)置工業(yè)廣場，選擇井口位置首先要滿足工業(yè) 廣場位置的要求，井口附近要有一定面積的較平坦地形，根據(jù)井型大 小，工業(yè)廣場面積一般要求是：小型井 800~1100m2/Mt，中型井 1300~1800m2/ Mt，大型井 2000~2500m2/Mt。另外在山區(qū)要充分 利用地形，盡可能減少石方、土方工程量。 2.井口位置應(yīng)交通方便，便于修筑鐵路或公路，以利煤炭外運 和設(shè)備、材料運入。 3. 井口位置應(yīng)確保礦井安全，不受山崩、雪崩、滑坡、洪水和森 林火災(zāi)威脅。井口標高應(yīng)高于當?shù)貧v年最高洪水位 2m 以上。 4.工業(yè)廣場應(yīng)不占良田、少占農(nóng)田，廣場內(nèi)水文地質(zhì)和工程地 質(zhì)條件能滿足地面工業(yè)建筑的要求。 5.井口位置應(yīng)便于供水、供電、通風采光，且居民區(qū)、辦公樓等 不受環(huán)境污染。 二、地下因素 1. 井筒應(yīng)盡可能避開流砂層、較大含水層，較厚表土沖積層、 較大斷層、老窯采空區(qū)等地質(zhì)破壞帶，以及有煤和瓦斯突出危險威脅 的煤層。 2. 井筒位置應(yīng)使各水平的井底車場位于圍巖穩(wěn)定的巖層中， 便于巷道開掘和維護。 3. 井筒位置應(yīng)盡量靠近地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量可靠的區(qū)域，同時 要有利于水平延伸和深部開采。 三、技術(shù)經(jīng)濟比較 1.井筒位置即要考慮初期工程量少、投資少、建井快，也要考 慮總工程量少，開拓系統(tǒng)簡單， 2.井筒位置要考慮保護井筒和工業(yè)廣場的煤柱損失少。斜井 和平筒盡可能位于井田邊界，少留或不留煤柱，立井盡可能位于淺部位置，減少煤柱損失， 3.井筒位置應(yīng)做到運輸、通風、維護等生產(chǎn)經(jīng)營費用最低。其 中關(guān)鍵是井下運輸量最少。為此應(yīng)使井筒盡可能位于井田儲量中心。 礦井的開拓方式 礦井開拓方式不僅決定著整個礦井建成后的生產(chǎn) 工藝選擇與煤礦長久發(fā)展，同時更決定著礦井基建時 期的建設(shè)工程量、建設(shè)周期、項目投資總量、工程建 設(shè)質(zhì)量及項目建成投產(chǎn)后是否可快速投產(chǎn)和長期安全 生產(chǎn)?？偠灾?，井下開拓方式中確定的各類井巷工 程均應(yīng)盡量規(guī)避各種地質(zhì)狀況不佳，如滑坡、斷層、 采空區(qū)等。 礦井開拓方式分類 立井開拓 1、立井單水平開拓2、立井多水平開拓 斜井開拓 1、斜井單水平采區(qū)式開拓2、斜井多水平分段式開拓3、斜井盤區(qū)式開拓 平硐開拓 1、走向平硐2、垂直或斜交走向平硐3、階梯平硐 綜合開拓 1、斜井-立井綜合開拓2、平硐-立井綜合開拓3、平硐-斜井綜合開拓 開拓方式選擇考慮因素 自然地質(zhì)條件 技術(shù)條件 經(jīng)濟條件 選擇開拓方式應(yīng)當遵循以下原則 1.可以形成完整而盡可能簡單的生產(chǎn)系統(tǒng) 2.礦井規(guī)模與當?shù)厣a(chǎn)水平、市場條件相協(xié)調(diào) 3.合理的開采順序，并獲得較高的資源回收率 4.具有完善的通風系統(tǒng)和良好的生產(chǎn)環(huán)境 5.滿足生產(chǎn)能力高、產(chǎn)量高、機械化水平高的要求 礦山規(guī)劃設(shè)計中需要使用哪些規(guī)范 1.煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 2煤炭立井井筒及硐室設(shè)計規(guī)范 3.煤礦斜井井筒及硐室設(shè)計規(guī)范 4.煤礦巷道斷面和交叉點設(shè)計規(guī)范 5.煤礦井底車場硐室設(shè)計規(guī)范 6.煤礦安全規(guī)程 7.煤礦井巷工程施工規(guī)范 8.煤礦井巷工程驗收規(guī)范 井筒裝備 1.主井是提煤工作場所，主井井筒裝備的主要工作是安裝箕斗的運行罐道，也有的礦井要求在主井裝備中安裝梯子間安全通道，另外還有信號電纜和通信電纜。 2.副井是提人、矸石和物料的工作場所，副井井筒裝備主要工作是安裝罐籠的運行罐道，梯子間安全通道，主排水管路、灑水管路和壓風管路，另外還有動力電纜、信號電纜、通信電纜安全檢測電纜和光纜。 3.風井是整個礦井回風總干線，風井井筒裝備主要工作是安裝梯子間安全通道。 井筒斷面設(shè)計 某礦年產(chǎn)量120萬噸，提升高度400m，立井選用4﹟單層雙車罐籠，井筒服務(wù)年限為55年；井筒敷設(shè)壓風管1條300mm，排水管2條250mm，150mm供水管及放水管各1條，4條動力電3纜，3條電信線；設(shè)梯子間；井壁選用澆灌混凝土支護，井筒通過風量為160m3/s。試設(shè)計該井筒斷面。 井筒選擇圓形斷面形狀。 罐籠規(guī)格：14503300 初選：罐道：38kg/m的鋼軌；主罐道梁（1#、2#）：I32（c）；次梁（3#）I28（a）；梯子梁：[14（b）。 雙側(cè)罐道梁的罐道梁中心線間距可由下式求的： C1=E1+B1+E2，C2=E3+B2+E4 式中：C1---1#和2#罐道梁中心線間距，C2---1#和3#罐道梁中心線間距， E1、E2、E3、E4---1#、2#、3#罐道梁連接部分尺寸，由初選的罐道、罐 梁類型及其連接部分尺寸決定。取 E1=199mm、E2=204mm、E3=204mm、 E4=204mm C1=199+1530+204=1933mm、C2=204+1530+204=1938mm 梯子間的尺寸M、H、J用下列公式計算： M=600+600+m+S/2 式中：600---梯子孔寬度、m-梯子孔至2#罐道梁的距離取m=100mm、S-2#罐道梁的寬度，取S=132mm 則：M=600+600+100+132/2=1366mm H=2（700+60）=1520 式中：700-梯子孔長度，60-梯子梁寬度， [14（b）的寬度為60mm 梯子梁偏離井筒中心線的距離J，一般取J=300～400mm，這里取J=300mm。 則：N=H-J=1520-300=1220mm 解析法計算井筒直徑 （L－K＋M）＋S＝R； （K＋N）＋C＝（R－f1）； N＝a/2＋（h－Δ）＋b1/2＋（B/2－Δy） C＝A/2－Δx R=2929mm按0.5米進級R=3m Ｒ－井筒凈半徑，㎜；(待確定) Ｋ－1號罐梁中心線與井筒中心線的距離，Ｋ值可確定罐籠在井 筒中的位置， ㎜；(待確定) Ａ、Ｂ－罐籠的長和寬，㎜； ａ－兩側(cè)罐道之間的距離，由罐籠規(guī)格表中查得， ㎜ ； Δx、Δy－罐籠的轉(zhuǎn)角收縮尺寸， ㎜； ｆ1（200）－罐籠與井壁之間的安全間隙 風速驗算 V=Q/μS=160/(π*9*0.8）=7.07＜8m/s 符合要求 工程量及材料消耗 井筒凈直徑 m 6 井筒掘進直徑 m 6.4 井壁厚度 mm 200 井筒凈斷面積 m2 28.26 井筒掘進斷面積 M2 32.16 每米井筒混凝土 M3 3.9 罐道梁長度 mm 6150/5740/3280 梯子梁長度 mm 1820/1800/1470 斜井井底平車場 井筒與井底車場連接形式 箕斗斜井，膠帶運輸機斜井和車場硐室的連接 串車斜井井筒與井底連接處的形式 平車場 當斜井不再延伸時，由斜井筒直接過渡到井底車場 甩車場 由井筒一側(cè)或兩側(cè)開掘甩車道，經(jīng)甩車道由斜變平后進入車場 吊橋 從斜井頂板方向出車，經(jīng)吊橋變平后進入車場 車場線路的布置方法 斜井井底車場路線布置主要是高低道形式的選擇。為了能保證礦車能自動滑行和摘掛鉤的方便，選擇高低道的形式時應(yīng)使高低道的高差適當，一般不大于0.8米，高低道起坡點間距為1米左右。 實際選取高低道時，可根據(jù)井筒傾角β和所求的高差△H查表選取即可。 車場線路設(shè)計的主要參數(shù)及考慮因素 井底平車場主要參數(shù)包括道岔，豎曲線半徑，儲車線長度，及高低道的坡度。 道岔的選擇 根據(jù)車場線路布置形式，雙鉤提升平車場選用兩個對稱道岔：上半部為自動分車道岔，下部為彈簧對稱道岔，通常選用3號道岔。兩道岔間插入直線段的長度不小于一鉤串車長度的1.5倍。 豎曲線半徑 一般取12m或15m 豎曲線半徑的大小要確保礦車經(jīng)過豎曲線時兩相鄰車廂不碰撞，并有一定的間隙，便于伸手摘掛鉤 儲車線長度 電機車運輸1.5-2.0倍列車長，人推車時不小于二倍的串車長 高低道坡度 根據(jù)經(jīng)驗，為了便于摘掛鉤工作，摘掛鉤處的高低差不應(yīng)大于1.0米，同時要求空，更車線的起坡點間距為1.0-1.2米。 靠近起坡點一段取自動滑行坡度，約為8-12%，其余線路坡度適當減少或設(shè)3‰左右的流水坡度 平車場使用條件 a.井筒與運輸大巷均開在煤層中，軌道變平后通過頂板繞道與大巷軌道相連。 井筒傾角較大時采用 b.井筒與運輸大巷均開在煤層中，軌道變坡進入底板巖層中后再轉(zhuǎn)向煤層大巷與大巷軌道相連。井筒傾角較小時采用 c.井筒沿煤層底板開鑿，變平后直接進入運輸大巷。 井筒距大巷較遠時采用 d.井筒沿煤層底板開鑿，變平后兩側(cè)與大巷相連，一側(cè)為重車線 ,另一側(cè)為空車線。 運輸量較大時采用 工業(yè)廣場總平面布置方法 1.工業(yè)廣場平面布置的內(nèi)容、分類 內(nèi)容 平面布置 決定全場建筑物在平面上的相對位置 豎向布置 決定建筑物的標高 土方工程 估算需開挖的土石方量 運輸設(shè)計 鐵路，公路設(shè)計 工程管線設(shè)計 電纜，電線，水管，生產(chǎn)管路，供熱管路等 廠區(qū)排水 分類 (1）生產(chǎn)區(qū) ①中央或中央稍偏一側(cè)，盡可能減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)。 ②儲裝運系統(tǒng)應(yīng)有利于對外運輸。 ③在山區(qū)應(yīng)充分利用地形，盡量為煤流創(chuàng)造重力運輸?shù)臈l件。 ④對污染較嚴重的環(huán)節(jié)要注意其對環(huán)境的污染。 ⑤工藝流程有密切關(guān)系的生產(chǎn)環(huán)節(jié)或設(shè)施，應(yīng)靠近布置，縮短運輸距離。 ⑥礦井有洗煤廠時，應(yīng)把洗煤廠作為主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)考慮。 （2）輔助生產(chǎn)區(qū) ①臨近主要生產(chǎn)區(qū)。 ②與副井聯(lián)系緊密的設(shè)施，應(yīng)盡可能靠近副井。 ③動力設(shè)施應(yīng)靠近符合中心。 ④易燃及危險品倉庫應(yīng)布置在場區(qū)邊緣地帶。 ⑤產(chǎn)生污染的建筑物應(yīng)根據(jù)場區(qū)全年風向頻率，布置在場區(qū)污染最小的地點。 （3）生活區(qū) ①與人流路線相結(jié)合 ②對內(nèi)外聯(lián)系方便 ③具有相對獨立性 ④遠離各種污染源 2.布置的原則及主要考慮因素 （1）統(tǒng)籌兼顧，綜合考慮。 （2）因地制宜。 （3）近期建設(shè)與遠期發(fā)展相協(xié)調(diào)。 （4）充分利用地形，節(jié)約用地。 （5）緊湊合理，人流貨流通暢短捷，減少交叉。 （6）合理利用原有建構(gòu)筑物及設(shè)施。 （7）供電、供水、供熱的建構(gòu)筑物應(yīng)接近負荷中心 或靠近主要負荷。 （8）施工方便和減少臨建工程量。 （9）遵守有關(guān)技術(shù)規(guī)定、規(guī)程、規(guī)范要求。 考慮因素 （1）建、構(gòu)筑物的工藝性質(zhì)、功能和對外聯(lián)系要求。 （2）風向、日照、地形、地質(zhì)和水文等自然條件。 （3）井下開拓、井筒位置和主、副井相對位置。 （4）地面生產(chǎn)系統(tǒng)和對外運輸。 （5）居住區(qū)位置和場內(nèi)、外主要干道的位置。 （6）車流、人流、貨流的途徑路線。 （7）環(huán)保、衛(wèi)生、安全防護的要求。 3.修改總平面圖中的錯誤之處，并詳細分析錯誤原因。 更衣室與浴室離副井太遠； 變電所與副井安全距離不夠； 炸藥庫放置位置不合理； 砂石場放置到了井下水處理站不正確； 臨時變電所放置距離偏遠； 油脂庫應(yīng)單獨放置且放置在偏僻位置； 水泥庫放置離副井太近造成空氣污染； 調(diào)度室離井口位置太遠。 15.礦井材料庫應(yīng)該盡量簡化，一般僅設(shè)材料供應(yīng)點，能由礦區(qū)總材料庫供應(yīng)的，盡可能由總庫直接供應(yīng). 11.變電所應(yīng)布置在工業(yè)場地內(nèi)，盡量布置在靠近符合中心和場地邊緣地區(qū)布置 20.食堂距離居民區(qū)較遠 陜西西安風玫瑰圖 1、《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計規(guī)范》。（GB50399--2006） 2、《煤礦安全生產(chǎn)條件基本規(guī)定》。 3、《煤礦安全規(guī)程》（2010版）； 4.礦井開拓方式及其特點，王宗藩，內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014-07-15 5.礦井開拓方案優(yōu)化設(shè)計，李俊偉，能源與節(jié)能，2016-02-20 6.優(yōu)選井田開拓方案的層次分析法，張禔，陜西煤炭技術(shù)，1993-07-02 7.鶴壁煤電八礦新風井井筒位置選擇優(yōu)化，王玉生，煤炭工程，2008-01-15 8.納林河二號礦井副立井井筒斷面布置設(shè)計，陳偉，陜西煤炭，2016-08-15 9.車寨礦井副立井井筒斷面的優(yōu)化設(shè)計，張雁軍，山西煤炭管理干部學院學報，2015-05-25 10.煤礦立井井筒裝備布置探討與研究，張超，能源技術(shù)與管理，2011-02-28， 11.淺談井田開拓中井筒位置的選擇，張啟锎; 王志生，中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2010-02-05 12.金莊煤礦副斜井井口車場改造設(shè)計，高峰 13. 受地形限制斜井提升平車場改建甩車場實例，周洪生 14. 五舉礦井井底車場優(yōu)化方案設(shè)計，張立民 15. 露天煤礦建設(shè)條件綜合評價，王志宏