安全工程毕业设计论文-玉溪煤矿300mta新井通风安全设计(编辑修改稿)

安全工程毕业设计论文-玉溪煤矿300mta新井通风安全设计(编辑修改稿)内容摘要：

机械化水平高； 辅助运输采用无轨胶轮车，因此设备方面有利于增大盘区尺寸，但本矿井为高瓦斯矿井，考虑通风的需要，盘区尺寸不宜过大。 本井田 走向长 ， 倾斜宽 ～ ，开采 3 号煤层， 3 号煤层厚度大，赋存稳定。 此外，井田 3 号煤层瓦斯含量高。 根据上述井田尺寸及 3 号煤层赋存条件，结合工作面生产能力和装备水平，本着适当加大盘区尺寸、增加工作面推进方向长度、尽量减少工作面搬家次数、提高工作面单产及效率的原则，并考虑到高瓦斯矿井回采、掘进的通风因素，设计确定工作面推进方向长度20203000m左右。 结合矿井开拓布置， 3号煤层 井下 分别 划分为 两 个盘区： 一盘区： 位于井田北部。 二盘区： 位于井田南部。 ○ 2 开采顺序 开采顺序为盘区前进式，即由靠近井筒的盘区向井田边界推进， 先开采一盘区，等到一盘区开采完后 .再进行二盘区的开采。 根据《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》等的要求，主要巷道一般布置在岩层或非突出煤层中，并减少井巷揭穿突出煤层的次数。 根据井检钻及井田综合柱状等资料，在 3 号煤层底板约 14~25m 左右是一层全井田赋存比较稳定的厚度 ，其下为主要标志层 K5 石灰岩，为弱富水性的碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层。 根据上述条件，设计确定 3条主要大巷布置在距 3号煤层底板 20m 左右的砂质泥岩中，下距 K5石灰岩 5m 左右，尽量减少该含水层对巷道掘进的影响。 3 条主要大巷自西向东分别为中央回风大巷、中央胶带输送机大巷和中央辅助运输大巷，大巷间距 35m。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 14 页 本矿井采用斜井开拓，工业场地布置主斜井、副斜井两个井筒。 井筒、大巷煤炭均采用胶带输送机连续运输，井下辅助运输为无轨胶轮车运输系统，材料、设备装矿 车后通过副斜井到 +320m 水平井底车场，在换装站换装到无轨胶轮车后运送到各使用地点。 （ 1） 井底车场形式 初步设计中井底车场标高为 +327m，布置在 3 号煤层底板岩石中。 根据 3 号、 4 号、 5号井检钻资料， 3 号煤层底板标高分别为 +、 + 和 +，考虑到井底车场硐室多，尤其的换装站硐室高度大，达到 8m左右，锚索可能穿透 3号煤层造成瓦斯喷出，故本次设计调整结合底板岩性情况，将副斜井井底车场标高下调 7m 至 +320m，井底车场仍采用立式布置。 井底布置立式环形车场。 掘进矸石装无轨胶轮车后， 在进风排矸立井井底车场换装到 矿车上，通过 副斜井 提升到地面。 （ 2） 井底车场通过能力 由于本矿井煤炭采用胶带输送机运输，由主井提升，井底车场主要担负材料、设备、矸石、人员等辅助运输任务，且辅助运输采用无轨胶轮车，在换装站换装后直达使用地点，故车场的通过能力是非常富裕的，完全能够满足矿井初后期生产的需要。 （ 3） 井底车场硐室 ○ 1 主井生产系统硐室 初步设计中煤炭通过中央大巷胶带输送机到井底煤仓，然后装载到主斜井胶带输送机提升至地面。 由于井底车场附近 3号煤层标高下降，初步设计 中主运输系统需 3 次揭煤：一是中央胶带输送机大巷由煤层底板穿过 3号煤层到井底煤仓上口；二是井底煤仓穿过 3 号煤层；三是通风行人斜巷从副斜井井底车场穿过 3号煤层到井底煤仓上口。 揭煤次数多，不安全因素增加，且井底煤仓穿过 3号煤层，涌出的瓦斯易于积聚形成危险源，故本次设计变更取消井底煤仓及及装载硐室，采用大巷胶带输送机与主斜井胶带输送机直接搭接的方式，搭接硐室中心线距主斜井井底斜长 25m。 维持主斜井井底清理撒煤硐室不变。 ○ 2 副井系统硐室 副井系统硐室主要包括：换装站、主变电所、主排水泵 房、管子道、水仓、胶轮车加油检修硐室、消防材料库等。 由于地质报告中提供的矿井涌水量较大，为保证矿井生产安全，设计水仓容量考虑较大的富裕系数，设计水仓长度 400m，净断面 12m2，有效容量约 4000m3。 主排水泵房留有扩建的余地。 ○ 3 进风立井系统硐室 进风立井井底布置立式环行井底车场，车场铺设 900 mm 轨距 30Kg 的轨道。 装满矸石的矿车由牵引车由中央辅助运输大巷牵引至进风立井井底车场，由防爆柴油机车牵引 的矿车中运至进风排矸立井井底，通过罐笼提升至地面。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 15 页 矿 井基本巷道 （ 1） 主斜井 井 筒 净 宽 ，净 断面 ，倾角 16176。 ，斜长 1706m，担负全矿井煤炭提升任务 、人员上下井和安全出口。 井筒内装备 B=1200mm胶带输送机， 并安设斜井架空乘人器，井筒内 敷设 排水管路、 消防洒水管路、动力电缆及 通信 电缆。 图 22 主斜井井筒断面图 （ 2） 副斜井 井 筒 净 宽 ，净 断面 ，倾角 20176。 ，斜长 1356m，担负全矿井 设备、材料、矸石等辅助 提升任务 兼安全出口。 井筒内 铺设 900mm 轨距、 43kg/m 的双轨，装备 1 台Φ 4m单绳绞车提升大件，装备 1台Φ 3m 绞车负责日常材料的辅助提升，井筒内 敷设 消防洒水管路、通信 电缆 等。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 16 页 图 23 副斜井井筒断面图 （ 3） 回风立井 井筒净直径 Φ ，净断面 ，井深 563m，担负 矿井生产初期的回 风任务 ，井筒内装备封闭梯子间作为安全出口，并敷设瓦斯抽采管路、压风管路等。 图 24 回风立井井筒断面图 （ 1） 井底车场形式和布置形式 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 17 页 井底车场标高为 +327m，布置在 3 号煤层底板岩石中。 根据 3号、 4 号、 5号井检钻资料， 3 号煤层底板标高分别为 +、 + 和 +，考虑到井底车场硐室多，尤其的换装站硐室高度大，达到 8m 左右，锚索可能穿透 3 号煤层造成瓦斯喷出，故本次设计调整结合底板岩性情况，将副斜井井底车场标高下调 7m 至 +320m，井底车场仍采用立式布置。 进风排矸立井采用罐笼装载 矿车提升掘进矸石，年提升量 15 万 t 左右，井底布置立式环形车场。 掘进矸石装无轨胶轮车后，在进风排矸立井井底车场换装到 矿车上，通过罐笼提升到地面。 （ 2） 井底车场硐室 ○ 1 主井生产系统硐室 初步设计中煤炭通过中央大巷胶带输送机到井底煤仓，然后装载到主 斜井胶带输送机提升至地面。 由于井底车场附近 3号煤层标高下降，初步设计中主运输系统需 3 次揭煤：一是中央胶带输送机大巷由煤层底板穿过 3号煤层到井底煤仓上口；二是井底煤 仓穿过 3 号煤层；三是通风行人斜巷从副斜井井底车场穿过 3号煤层到井底煤仓上口。 揭煤次数多，不安全因素增加，且井底煤仓穿过 3号煤层，涌出的瓦斯易于积聚形成危险源，故本次设计变更取消井底煤仓及及装载硐室，采用大巷胶带输送机与主斜井胶带输送机直接搭接的方式，搭接硐室中心线距主斜井井底斜长 25m。 维持主斜井井底清理撒煤硐室不变。 ○ 2 副井系统硐室 副井系统硐室主要包括：换装站、主变电所、主排水泵房、管子道、水仓、胶轮车加油检修硐室、消防材料库等。 井底水仓布置在副斜井南侧，入口与车场巷道相连。 设计水仓长度 400m，净断面 12m2，有效容量约 4000m3。 主排水泵房留有扩建的余地。 ○ 3 进风立井系统硐室 进风立井井底布置立式环行井底车场，车场铺设 900 mm 轨距 30Kg 的轨道。 装满矸石的矿车由牵引车由中央辅助运输大巷牵引至进风立井井底车场，由防爆柴油机车牵引 的矿车中运至进风排矸立井井底，通过 罐笼提升至地面。 矿井主要运输巷有中央胶带输送机大巷和辅助运输大巷。 （ 1） 中央胶带输送机大巷 沿 3 号 煤层底板 的稳定岩层中 布置，巷道坡度随煤层而起伏，一般为 1176。 左右 ，上仓段 15176。 ，大巷内装备 B=1400mm 胶带输送机。 巷道为 拱 形断面，净宽 5000mm， 墙 高 1500mm；采用锚网喷支护，喷射混凝土厚度为 150mm，锚杆为树脂锚杆，锚杆长度 2400mm。 大巷铺设混凝土底板，厚度为 100mm；净断面 ，掘进断面。 （ 2） 中央 辅助运输大巷 一条 沿 3 号 煤层底板布置，巷道坡度随煤 层而起伏，一般为 1176。 左右 ，采用无轨胶轮车运输。 巷道为矩形断面，净宽 5500mm，净高 3500mm；采用锚喷网 +锚索 支护，喷射混凝 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 18 页 土厚度为 100mm，锚杆为树脂锚杆，锚杆长度 2600mm，锚索长度 ，间距 ，排距2m。 大巷铺设混凝土底板，厚度为 200mm，净断面 ，掘进断面。 另一条沿 3号 煤层底板 的稳定岩层中 布置 ， 巷道为 拱 形断面，净宽 5400mm， 墙 高 1600mm；采用锚网喷支护，喷射混凝土厚度为 150mm，锚杆为树脂锚杆，锚杆长度 2400mm。 大巷铺设混凝土底板，厚度为 200mm；净断面 ，掘进断面。 大巷运输设备选择 （ 1） 煤炭运输 目前国内大中型矿井的大巷煤炭运输较为普遍地采用带式输送机运输，其主要优点如下： ○ 1 运输能力大，能实现连续运输，有利于实现矿井的高产高效。 ○ 2 自动化程度高，操作简便，易于实现集中管理，简化生产环节，提高生产效率和保证安全。 ○ 3 井底车场可以简化 ， 所需工程量少。 ○ 4 运输环节少，占用人员 少，主辅运输互不干扰。 ○ 5 带式输送机能适应煤层巷道的起伏变化，具有较强的适应能力。 因此，大巷运输确定采用带式输送机运输方式。 （ 2） 辅助运输 矿井辅助运输系统主要应满足以下要求：减少辅助运输环节及转运次数，减少辅助运输人员，提高运输效率。 本矿井煤层为近水平煤层， 一条辅助运输大巷及胶带输送机大巷和回风大巷均布置在 3 号煤层底板岩层中， 锚网 喷 支护，坡度一般 3～ 5176。 ，最大不超过 8176。 ，采煤方法为大采高综采 ，巷道为 综掘 机掘进 ， 机械化程度高、 推进 速度快，用人、用料数量少。 根据上述特点，需要 一种方便、灵活、快捷的辅助运输方式与之配套，以实现井下“ 一条龙 ” 式连续运输。 从本矿区相邻矿井实际生产情况来看， 无轨胶轮车运输在 3号煤层的开采中 已得到 成功的应 用， 亚美大宁、赵庄、寺河 等矿井辅助运输均采用了无轨胶轮车运输方式 并在生产过程中取得了良好的效果 ，其优点为： ○ 1 无轨胶轮车灵活、机动、快速、转载环节少、可实现井下辅助材料、人员、设备长距离 “ 一条龙 ” 连续直达运输； ○ 2 能适应井下煤层巷道的起伏变化； ○ 3 辅助运输效率高 、劳动强度低、占用人员少，辅助生产人员仅是传统运输方式十分之一； ○ 4 可实现综采工作面重型设备的快速搬家，一般只需 8～ 15天，提高了综采设备的利用率； ○ 5 运输费用低，经济效益好，据调查了解，其它辅助运输的运营费一般约 5 元 /t，而无轨胶轮车的运输费用为 元 /t，经济效益显著。 因此，结合本矿井的具体特点，设计确定井下辅助运输方式为无轨胶轮车运输。 2． 煤炭运输设备选型 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 19 页 由于工作面生产能力大，大巷运输距离较长，普通带式输送机不能满足要求，因此确定大巷 煤炭运输采用钢丝绳芯带式输送机。 在井下一采区布置一个厚煤层大采高综采工作面，原煤通过中央大巷带式输送机运至主斜井井底煤仓，煤仓容量约为 1500t。 井底煤仓下口设有一台甲带式给料机，原煤由给料机经主斜井带式输送机提升至地面，进入地面选煤厂，对原煤进行洗选加工。 （ 1） 中央大巷带式输送机设备选型 中央大巷带式输送机的选型本着主要运输环节的能力满足 ，结合大巷条件、煤仓的缓冲能力、主运输设备的配套情况，以及工作面的峰值煤量 (工作面顺槽设备能力 1300t/h，掘进煤 200t/h)等因素 ，考虑同时来煤，为保证生产不间断，故确定中央大巷带式输送机的运量为 1500t/h。 这样可以保证矿井产量稳定，事故率低。 （ 2） 中央大巷带式输送机的主要参数为： 中央大巷带式输送机主要参数： B=1400mm， Q=1500t/h， V=， δ =1176。 ～176。 ～ 176。 ～ 176。 ～ 176。 ～ 0176。 （共 6段变角度）， L水平≈ 2300m，总提升高度约为 43m。 对几种不同工况进行计算，最后确定驱动型式为头部双滚筒驱动（功率配比1： 1），配 710kW 防爆电动机二台，电动机型号 YB630M14， CST750KS（防爆）型可控起 /停驱动装置两套（速比 i=）。