礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)研討報(bào)告.docx

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成　績(jī) 評(píng)閱人 日 期 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院 2016-2017學(xué)年度第一學(xué)期 《礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)》研討報(bào)告 班級(jí): 14土木十班 組員： 力學(xué)與建筑工程學(xué)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(kāi)拓方式如何選擇？考慮哪些因素？ 3、煤礦設(shè)計(jì)有哪些設(shè)計(jì)規(guī)范？主要對(duì)哪些內(nèi)容做了規(guī)定？ 二、立井井筒設(shè)計(jì) （1） 主、副、風(fēng)井里面裝備的內(nèi)容（哪些設(shè)備）？ （2） 井筒斷面設(shè)計(jì) 三、斜井井底平車場(chǎng) （1） 井筒與車場(chǎng)巷道的連接形式 （2） 車場(chǎng)線路的布置方法（要求、特點(diǎn)） （3） 車場(chǎng)線路設(shè)計(jì)的主要參數(shù)（計(jì)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(wèn)題或經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題） （4）平車場(chǎng)的使用條件 四、工業(yè)廣場(chǎng)總平面布置方法 （1）工業(yè)廣場(chǎng)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(cuò)誤之處，并詳細(xì)分析錯(cuò)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(jiǎn)單，儲(chǔ)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(chǔ)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(dòng)力來(lái)源的情況。 3、社會(huì)需求 對(duì)國(guó)家煤炭需求量的預(yù)測(cè)也是一個(gè)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(zhǎng)短。 井筒位置選擇從三個(gè)方面來(lái)考慮 一、地面因素 1.井口附近要設(shè)置工業(yè)廣場(chǎng)，選擇井口位置首先要滿足工業(yè) 廣場(chǎng)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(chǎng)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(yùn) 和設(shè)備、材料運(yùn)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(biāo)高應(yīng)高于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位 2m 以上。 4.工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)不占良田、少占農(nóng)田，廣場(chǎng)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(fēng)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(kāi)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(xiǎn)威脅 的煤層。 2. 井筒位置應(yīng)使各水平的井底車場(chǎng)位于圍巖穩(wěn)定的巖層中， 便于巷道開(kāi)掘和維護(hù)。 3. 井筒位置應(yīng)盡量靠近地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量可靠的區(qū)域，同時(shí) 要有利于水平延伸和深部開(kāi)采。 三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(kāi)拓系統(tǒng)簡(jiǎn)單， 2.井筒位置要考慮保護(hù)井筒和工業(yè)廣場(chǎng)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(yùn)輸、通風(fēng)、維護(hù)等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用最低。其 中關(guān)鍵是井下運(yùn)輸量最少。為此應(yīng)使井筒盡可能位于井田儲(chǔ)量中心。 礦井的開(kāi)拓方式 礦井開(kāi)拓方式不僅決定著整個(gè)礦井建成后的生產(chǎn) 工藝選擇與煤礦長(zhǎng)久發(fā)展，同時(shí)更決定著礦井基建時(shí) 期的建設(shè)工程量、建設(shè)周期、項(xiàng)目投資總量、工程建 設(shè)質(zhì)量及項(xiàng)目建成投產(chǎn)后是否可快速投產(chǎn)和長(zhǎng)期安全 生產(chǎn)?？偠灾?，井下開(kāi)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(kāi)拓方式分類 立井開(kāi)拓 1、立井單水平開(kāi)拓2、立井多水平開(kāi)拓 斜井開(kāi)拓 1、斜井單水平采區(qū)式開(kāi)拓2、斜井多水平分段式開(kāi)拓3、斜井盤區(qū)式開(kāi)拓 平硐開(kāi)拓 1、走向平硐2、垂直或斜交走向平硐3、階梯平硐 綜合開(kāi)拓 1、斜井-立井綜合開(kāi)拓2、平硐-立井綜合開(kāi)拓3、平硐-斜井綜合開(kāi)拓 開(kāi)拓方式選擇考慮因素 自然地質(zhì)條件 技術(shù)條件 經(jīng)濟(jì)條件 選擇開(kāi)拓方式應(yīng)當(dāng)遵循以下原則 1.可以形成完整而盡可能簡(jiǎn)單的生產(chǎn)系統(tǒng) 2.礦井規(guī)模與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)水平、市場(chǎng)條件相協(xié)調(diào) 3.合理的開(kāi)采順序，并獲得較高的資源回收率 4.具有完善的通風(fēng)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(jī)械化水平高的要求 礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)中需要使用哪些規(guī)范 1.煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 2煤炭立井井筒及硐室設(shè)計(jì)規(guī)范 3.煤礦斜井井筒及硐室設(shè)計(jì)規(guī)范 4.煤礦巷道斷面和交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范 5.煤礦井底車場(chǎng)硐室設(shè)計(jì)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(yàn)收規(guī)范 井筒裝備 1.主井是提煤工作場(chǎng)所，主井井筒裝備的主要工作是安裝箕斗的運(yùn)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(hào)電纜和通信電纜。 2.副井是提人、矸石和物料的工作場(chǎng)所，副井井筒裝備主要工作是安裝罐籠的運(yùn)行罐道，梯子間安全通道，主排水管路、灑水管路和壓風(fēng)管路，另外還有動(dòng)力電纜、信號(hào)電纜、通信電纜安全檢測(cè)電纜和光纜。 3.風(fēng)井是整個(gè)礦井回風(fēng)總干線，風(fēng)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(jì) 某礦年產(chǎn)量120萬(wàn)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(fēng)管1條300mm，排水管2條250mm，150mm供水管及放水管各1條，4條動(dòng)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(hù)，井筒通過(guò)風(fēng)量為160m3/s。試設(shè)計(jì)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(jì)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(zhǎng)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(jì)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(jìn)級(jí)R=3m Ｒ－井筒凈半徑，㎜；(待確定) Ｋ－1號(hào)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(zhǎng)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(fēng)速驗(yàn)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(jìn)直徑 m 6.4 井壁厚度 mm 200 井筒凈斷面積 m2 28.26 井筒掘進(jìn)斷面積 M2 32.16 每米井筒混凝土 M3 3.9 罐道梁長(zhǎng)度 mm 6150/5740/3280 梯子梁長(zhǎng)度 mm 1820/1800/1470 斜井井底平車場(chǎng) 井筒與井底車場(chǎng)連接形式 箕斗斜井，膠帶運(yùn)輸機(jī)斜井和車場(chǎng)硐室的連接 串車斜井井筒與井底連接處的形式 平車場(chǎng) 當(dāng)斜井不再延伸時(shí)，由斜井筒直接過(guò)渡到井底車場(chǎng) 甩車場(chǎng) 由井筒一側(cè)或兩側(cè)開(kāi)掘甩車道，經(jīng)甩車道由斜變平后進(jìn)入車場(chǎng) 吊橋 從斜井頂板方向出車，經(jīng)吊橋變平后進(jìn)入車場(chǎng) 車場(chǎng)線路的布置方法 斜井井底車場(chǎng)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(dòng)滑行和摘掛鉤的方便，選擇高低道的形式時(shí)應(yīng)使高低道的高差適當(dāng)，一般不大于0.8米，高低道起坡點(diǎn)間距為1米左右。 實(shí)際選取高低道時(shí)，可根據(jù)井筒傾角β和所求的高差△H查表選取即可。 車場(chǎng)線路設(shè)計(jì)的主要參數(shù)及考慮因素 井底平車場(chǎng)主要參數(shù)包括道岔，豎曲線半徑，儲(chǔ)車線長(zhǎng)度，及高低道的坡度。 道岔的選擇 根據(jù)車場(chǎng)線路布置形式，雙鉤提升平車場(chǎng)選用兩個(gè)對(duì)稱道岔：上半部為自動(dòng)分車道岔，下部為彈簧對(duì)稱道岔，通常選用3號(hào)道岔。兩道岔間插入直線段的長(zhǎng)度不小于一鉤串車長(zhǎng)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(guò)豎曲線時(shí)兩相鄰車廂不碰撞，并有一定的間隙，便于伸手摘掛鉤 儲(chǔ)車線長(zhǎng)度 電機(jī)車運(yùn)輸1.5-2.0倍列車長(zhǎng)，人推車時(shí)不小于二倍的串車長(zhǎng) 高低道坡度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(shí)要求空，更車線的起坡點(diǎn)間距為1.0-1.2米。 靠近起坡點(diǎn)一段取自動(dòng)滑行坡度，約為8-12%，其余線路坡度適當(dāng)減少或設(shè)3‰左右的流水坡度 平車場(chǎng)使用條件 a.井筒與運(yùn)輸大巷均開(kāi)在煤層中，軌道變平后通過(guò)頂板繞道與大巷軌道相連。 井筒傾角較大時(shí)采用 b.井筒與運(yùn)輸大巷均開(kāi)在煤層中，軌道變坡進(jìn)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(shí)采用 c.井筒沿煤層底板開(kāi)鑿，變平后直接進(jìn)入運(yùn)輸大巷。 井筒距大巷較遠(yuǎn)時(shí)采用 d.井筒沿煤層底板開(kāi)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(yùn)輸量較大時(shí)采用 工業(yè)廣場(chǎng)總平面布置方法 1.工業(yè)廣場(chǎng)平面布置的內(nèi)容、分類 內(nèi)容 平面布置 決定全場(chǎng)建筑物在平面上的相對(duì)位置 豎向布置 決定建筑物的標(biāo)高 土方工程 估算需開(kāi)挖的土石方量 運(yùn)輸設(shè)計(jì) 鐵路，公路設(shè)計(jì) 工程管線設(shè)計(jì) 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(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)有利于對(duì)外運(yùn)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(yùn)輸?shù)臈l件。 ④對(duì)污染較嚴(yán)重的環(huán)節(jié)要注意其對(duì)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(yùn)輸距離。 ⑥礦井有洗煤廠時(shí)，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(dòng)力設(shè)施應(yīng)靠近符合中心。 ④易燃及危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)應(yīng)布置在場(chǎng)區(qū)邊緣地帶。 ⑤產(chǎn)生污染的建筑物應(yīng)根據(jù)場(chǎng)區(qū)全年風(fēng)向頻率，布置在場(chǎng)區(qū)污染最小的地點(diǎn)。 （3）生活區(qū) ①與人流路線相結(jié)合 ②對(duì)內(nèi)外聯(lián)系方便 ③具有相對(duì)獨(dú)立性 ④遠(yuǎn)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(yuǎn)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(fù)荷中心 或靠近主要負(fù)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(duì)外聯(lián)系要求。 （2）風(fēng)向、日照、地形、地質(zhì)和水文等自然條件。 （3）井下開(kāi)拓、井筒位置和主、副井相對(duì)位置。 （4）地面生產(chǎn)系統(tǒng)和對(duì)外運(yùn)輸。 （5）居住區(qū)位置和場(chǎng)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(hù)的要求。 3.修改總平面圖中的錯(cuò)誤之處，并詳細(xì)分析錯(cuò)誤原因。 更衣室與浴室離副井太遠(yuǎn)； 變電所與副井安全距離不夠； 炸藥庫(kù)放置位置不合理； 砂石場(chǎng)放置到了井下水處理站不正確； 臨時(shí)變電所放置距離偏遠(yuǎn)； 油脂庫(kù)應(yīng)單獨(dú)放置且放置在偏僻位置； 水泥庫(kù)放置離副井太近造成空氣污染； 調(diào)度室離井口位置太遠(yuǎn)。 15.礦井材料庫(kù)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化，一般僅設(shè)材料供應(yīng)點(diǎn)，能由礦區(qū)總材料庫(kù)供應(yīng)的，盡可能由總庫(kù)直接供應(yīng). 11.變電所應(yīng)布置在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，盡量布置在靠近符合中心和場(chǎng)地邊緣地區(qū)布置 20.食堂距離居民區(qū)較遠(yuǎn) 陜西西安風(fēng)玫瑰圖 1、《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)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(kāi)拓方式及其特點(diǎn)，王宗藩，內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014-07-15 5.礦井開(kāi)拓方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，李俊偉，能源與節(jié)能，2016-02-20 6.優(yōu)選井田開(kāi)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(fēng)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(hào)礦井副立井井筒斷面布置設(shè)計(jì)，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(jì)，張雁軍，山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，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(kāi)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(chǎng)改造設(shè)計(jì)，高峰 13. 受地形限制斜井提升平車場(chǎng)改建甩車場(chǎng)實(shí)例，周洪生 14. 五舉礦井井底車場(chǎng)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，張立民 15. 露天煤礦建設(shè)條件綜合評(píng)價(jià)，王志宏