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，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井，煤田地質(zhì)復雜，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. 井口位置應確保礦井安全，不受山崩、雪崩、滑坡、洪水和森 林火災威脅。井口標高應高于當?shù)貧v年最高洪水位 2m 以上。 4.工業(yè)廣場應不占良田、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)應有利于對外運輸。 ③在山區(qū)應充分利用地形，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，應靠近布置，縮短運輸距離。 ⑥礦井有洗煤廠時，應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，應盡可能靠近副井。 ③動力設(shè)施應靠近符合中心。 ④易燃及危險品倉庫應布置在場區(qū)邊緣地帶。 ⑤產(chǎn)生污染的建筑物應根據(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.礦井材料庫應該盡量簡化，一般僅設(shè)材料供應點，能由礦區(qū)總材料庫供應的，盡可能由總庫直接供應. 11.變電所應布置在工業(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