11采区煤仓设计.docx
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11采区煤仓设计
1．1 采区煤仓设计
1.1.1 煤仓设计的依据
1．设计所需的资料
（1）煤仓所处位置的水文、地质资料；
（2）煤仓与邻近巷道相互关系的平、剖、断面图；
（3）矿井或采区的生产能力、煤种、块度等；
（4）装车站通过能力，装车要求和输送机的运量大小；
（5）煤仓装、卸设备布置图（含调度绞车安装位置）；通讯及洒水设备布置；
（6）煤仓闸门安装结构图；
（7）闸门操纵硐室尺寸。
2．煤仓设计的相关规定
（1）采区输送机上（下）山应设采区煤仓。
（2）采区输送机上（下）山与运输大巷或石门之间的煤仓，应根据其位置的相互关系选择煤仓布置的形式，输送机上（下）山与运输大巷或石门之间有一定高差，适宜采用垂直圆形断面煤仓或倾斜拱形断面煤仓；输送机上（下）山与运输大巷均布置在煤层中，应采用水平煤仓。
（3）垂直圆形煤仓下口收口角度为55°～60°，有条件时，煤仓收口可采用双曲线形式；倾斜煤仓倾角不应小于60°，斜煤仓应采用耐磨材料铺地。
（４）采区煤仓永久支护一般采用料石砌碹或采用混凝土浇筑，壁厚300～400mm。
也可用喷射混凝土，喷厚一般为150mm左右，煤仓位于稳定坚固的岩层中时，也可以不支护，但下部漏煤口斜面应采用混凝土浇筑。
（５）煤仓深度较大，煤块在下落时对煤仓的冲击程度必然加大，这样就使煤炭的破碎率增加，在一定程度上影响了煤炭的质量，这时可以采用螺旋形煤仓。
如图３-１－１是我国某矿采用的立式外螺旋筒煤仓结构示意图。
（６）煤仓必须有防止人员、物料坠入和防止煤、矸石堵塞的设施。
严禁煤仓兼作泄水通道；煤仓有淋水时，必须采取封堵疏干措施，没有得到妥善处理不得使用。
（７）井下煤仓放煤口必须安设喷雾装置或除尘器。
图３-１-１某矿螺旋煤仓
a—螺旋煤仓结构示意图；b—标准段螺旋溜槽剖面图
1—煤仓卸载硐室；2—煤仓卸载硐室；3—螺旋溜槽；4—煤位信号钢管；5—铸石板
1.1.2 采区煤仓设计
1．绘制煤仓与邻近巷道的位置关系
在煤仓设计之前，必须先分析煤仓与邻近巷道的位置关系，根据已有的巷道绘制出相应的平面图、剖面图。
采区煤仓与相邻巷道的关系如表3.1.1所示。
2．选择煤仓类型
１）煤仓的分类
按煤仓仓体不同，煤仓可分为：
垂直式、倾斜式、混合式和水平式。
采区煤仓的分类及布置如表3.1.2所示。
按煤仓断面形状不同，煤仓可分为：
圆形、拱形、椭圆、矩形和方形。
如表3.1.3所示
２）选择煤仓的布置形式及断面形状
应根据收集的资料，参照如表3.1.2和3.1.3所示几种类型，合理的选择煤仓的布置形式及断面形状。
一般地，煤仓的布置形式为垂直式和倾斜式，垂直式断面形状为圆形，倾斜式断面形状为拱形，其倾角为60°以上。
表3.1.1采区煤仓与邻近巷道相互关系
表3.1.2采区煤仓的分类及布置
表3.1.3煤仓分类及断面形状
3．计算采区煤仓的容量
当采区煤仓的布置形式确定以后，就要对煤仓的容量进行计算。
煤仓容量是煤仓设计中比较重要的一个环节，也是对煤仓设计效果进行验收的一个重要指标之一。
1）当采区上（下）山和运输大巷采用输送机连续运输时，煤仓容量为上（下）山输送机0.5h的运量；
2）当大巷采用矿车运输且采区高峰生产能力大于采区装车站能力时，煤仓容量可按下式进行计算：
Q=（Ag-An）TgKb （3-1-1）
式中Q—采区煤仓容量，t；
Ag—采区高峰生产能力，t/h，高峰期间的小时产量为平均产量的1.5～2.0倍；
An—装车站通过能力，t/h，为平均产量的1.0～1.3倍；
Tg—采区高峰生产持续时间，h。
机采取1.0～1.5h，炮采取1.5～2.0h；
Kb—不均匀系数，机采取1.15～1.2，炮采取1.5。
３）也可以采用经验法进行选取。
根据实际经验，一般煤仓容量可按表3.1.4进行选取。
表3.1.4采区煤仓容量
采区生产能力（Mt/a）
煤仓容量（t）
0.3以下
50～100
0.3～0.45
100～200
0.45～0.6
200～300
0.6～1.0
300～500
1.0以上
大于500
注：
小型矿井采区煤仓容量可适当减少。
4．确定采区煤仓的尺寸及仓口布置
1）垂直式、倾斜式和混合式采区煤仓
（1）煤仓
采区煤仓相关尺寸的确定
煤仓高度以20m为宜。
采区生产能力大于0.6Mt/a时，煤仓高度可为20～40m。
圆形断面煤仓直径宜取2.5～5.5m；拱形断面煤仓，断面宽度可为3.0m，高度大于2.0m。
防堵及处理煤仓措施
预防及处理堵仓，防止人员和物料坠入的常用有效措施有：
a.在煤仓上口安设300mm×300mm孔眼的铁篦子；
b.在煤仓下口收口侧壁安设压风喷嘴、预留钎孔；
c.在煤仓内安设压风气装置、空气炮等；
d.在垂直煤仓中也可采用螺旋溜槽，减少煤仓入口处煤的自由落体高度等。
（2）煤仓下口装车闸门和给煤机硐室的布置
装车闸门的布置
煤仓溜口闸门处的有效尺寸一般为700mm×700mm，800mm×800mm，1000mm×1000mm，1200mm×1200mm等几种规格。
大容量的煤仓，要求装车速度快，应选用大型闸门或布置两个装车溜口。
闸门的开启方式分别有手动、电动、气动、液压传动四种。
溜口与矿车的相对位置见图3-1-２所示。
图3-1-2 溜口与矿车的相对位置
1—溜口；2—闸门；3—矿车
煤仓溜口按装车方向分为顺向、侧向和垂直3种。
见图3-1-3。
常用第一种，第二种次之，第三种应用比较少。
图3-1-3溜口的方向
1—顺向；2—侧向；3—垂直
采区煤仓常用的几种闸门的布置形式及技术特征分别见图3-1-4～3-1-7所示。
图3-1-4溜口的方向
说明：
1.在施工煤仓口时，应预埋M16地脚螺栓，螺栓长度不小于300mm。
2.括号内的尺寸是双轨道闸门的尺寸，其余为共用尺寸。
图3-1-5 采区煤仓手动顺装闸门
说明：
本设计由于H尺寸不同分三种形式
Ⅰ型H=0质量380kg
Ⅱ型H=250质量463kg
Ⅲ型H=500质量510kg
在采用时应予以注明
图3-1-6采区装车气动闸门
（顺装1t矿车）
图3-1-7 采区装车气动闸门
（侧装1t、1.5t、3t底卸式矿车）
说明：
1．施工煤仓口时应预埋M16地脚螺栓，螺栓长度不小于300mm；
2．四通气阀的位置可安在溜筒左侧或右侧，本图系按右侧布置。
给煤机硐室布置
当煤仓下口的运输设备要求连续、均匀给煤时，溜口下方要安设给煤机。
按给煤机向输送机给煤方向不同分为顺向给煤和侧向给煤。
前者装载效果比较好，得到广泛应用。
采区煤仓常用K系列给煤机。
给煤机硐室的布置尺寸，结合设备选型的最大外形尺寸及规程、规范要求确定安装、检修尺寸。
（3）煤仓上口铁篦子的布置
铁篦子一般用旧钢轨（8～22kg/m），工字钢（10～20号），也有用粗圆钢（Φ=16～28mm）焊接而成。
网孔尺寸一般采用300mm×300mm。
用钢轨铺设时，轨头朝下。
铁篦子的布置见图3-1-8。
图3-1-8 煤仓上口铁篦子的位置
a—用钢轨上下层互相垂直排列而成的铁篦子；b—用钢轨分组焊接而成的铁篦子；
c—用圆钢焊接而成的铁篦子
网孔上大块煤炭的破碎及杂物的清理工作，可在煤仓上部巷道（煤仓上口）直接进行或设置专门的破碎硐室。
几种破碎硐室的布置形式见图3-1-9所示
图3-1-9 破碎硐室的布置形式
a—煤仓上口兼作破碎硐室；b—人工破碎硐室；c—机械破碎硐室
（上层清理杂物，下层安装破碎机，硐室尺寸按破碎机外形尺寸及各种有关间隙确定）
２）水平式煤仓
输送机山（下）山或运输大巷均布置在煤层中，就应该设计水平煤仓，此类情况在南方矿井中并不多见，在此不作赘述。
1.1.3 采区煤仓设计实例
现以某煤矿34区补套煤仓为例，简要说明采区煤仓设计的过程。
１．绘制煤仓与邻近巷道的位置关系
鱼田堡煤矿底板系统均布置于茅口灰岩中，地质条件良好，层位较稳定。
补套34区煤仓与邻近巷道位置关系，见图3-1-10所示。
图3-1-10 补套煤仓邻近巷道位置关系
２．选择采区煤仓
根据相邻巷道位置关系可以看出，补套煤仓宜采取倾斜煤仓布置，断面形状为拱形。
３．计算采区煤仓的容量
煤仓容量根据矿井实际生产规模设计为不小于200t；煤仓剖面见图3-1-11所示；下煤上山采取自溜的方式；大巷采用机车尽头式运输。
４．确定采区煤仓的尺寸及仓口布置
煤仓下口采用铁屑砼支护，即：
水泥：
沙子：
金属掺合物=1：
0.3：
0.25（重量比），水灰比W/C=0.5，砂子粒径不大于0.3mm，金属掺合物粒径不大于0.4mm；煤仓下口斜面及仓体斜面采用铸石块铺底，两侧采用铸石块或钢板围住，铸石块规格：
400×300×300mm；煤仓下口溜煤嘴采用顺向装煤；煤仓上口浇铸铁篦子，铁篦子采用15kg/m钢轨，轨头朝下，轨底朝上，篦子网格为300×300mm，篦子两端插入壁体内不小于300mm；煤仓仓体因围岩较稳定，采取裸巷不支护。
图3-1-10补套煤仓剖面图
1.1.4 实训
某矿采区生产能力为30万吨／a，采区胶带运输巷道的底板标高为-625m,采区装车站轨道面标高为-648m,设计采区煤仓。
要求（１）３～５人为一组；
（２）绘制煤仓与相邻巷道的位置图；
（３）选择采区煤仓；
（4）计算采区煤仓的容量；
（5）确定采区煤仓的尺寸及绘制煤仓的剖面图
（6）整理提交成果与评价。
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