第1章緒論某煤礦井下矸石充填方案的技術(shù)、設(shè)備及巷道開采系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2494某煤礦井下矸石充填方案的技術(shù)、設(shè)備及巷道開采系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)案例 18871.1矸石充填技術(shù) 1299341.1.1流程流 1259431.1.2設(shè)計(jì)分析 1255021.2矸石充填設(shè)備 2246861.2.1設(shè)備選型及布置 242261.2.2設(shè)備參數(shù) 593281.3巷道開采系統(tǒng)布置 61.1矸石充填技術(shù)1.1.1流程流巖石巷道上的矸石開挖頭通過輔助運(yùn)輸巷道裝載運(yùn)輸?shù)巾肥瘋}庫，然后由給料機(jī)和皮帶運(yùn)輸?shù)匠涮钕锏李^部，由矸石充填輸送機(jī)彈出充填。在干燥條件下，應(yīng)同時(shí)對(duì)水頭處的煤矸石進(jìn)行注水和灑水，以方便除塵和煤矸石堆積。充填輸送機(jī)吐出矸石，矸石由輸送帶充填完成后，對(duì)巷道充填矸石上部空隙采用注漿法壓實(shí)，提高巷道充填率。同時(shí)將注漿管埋入充填巷道底部，提高松散矸石的膠結(jié)能力，提高壓實(shí)率。矸石充填的主要過程:生成JueJinTou矸石和巖石(加載運(yùn)輸巷道后)南鐵路小巷-650-650m水平上填工程院子-垃圾箱鉤子矸石倉庫-給料機(jī)(帶傳輸)充填巷迎頭扔瓶機(jī)、灌裝巷迎頭灌裝。灌裝頭可采用單班定時(shí)周期操作，每個(gè)周期的灌裝進(jìn)度為1.0m。同時(shí)，每班都有專人負(fù)責(zé)清理路面、回風(fēng)道等工作。1.1.2設(shè)計(jì)分析(1)巷道充填要實(shí)現(xiàn)全斷面巷道的充填，必須設(shè)計(jì)能升降、轉(zhuǎn)彎、膨脹的帶式充填。可根據(jù)不同路段自動(dòng)調(diào)整。由于填充物料具有一定的堆積角，頂部形成尖狀頂部，這就要求彈丸帶能夠在正常運(yùn)行的情況下靈活膨脹，達(dá)到填充頂部的效果；因?yàn)樾稁L筒不能靠近巷道頂部，所以要保持一定的空間，這樣可能會(huì)造成巷道頂部被填錯(cuò)而留下一定的空間。(2)矸石輸送充填給礦井下或地面的矸石應(yīng)運(yùn)輸至充填巷道，轉(zhuǎn)移至引射帶，實(shí)現(xiàn)矸石輸送充填給礦功能。我們要用帶式輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，將卸料滾筒與拋料帶搭接，并將搭接接點(diǎn)固定在拋料帶的旋轉(zhuǎn)中心上，以實(shí)現(xiàn)給料動(dòng)作。考慮使用原始的隧道道路運(yùn)輸盡可能完成隧道后，刪除巷道掘進(jìn)機(jī)和灌裝機(jī)可以安裝，所以第二輸送機(jī)巷道掘進(jìn)機(jī)作為脈石決定運(yùn)輸，降低帶式輸送機(jī)的安裝和拆除過程一次。(3)以掘進(jìn)機(jī)為例，設(shè)計(jì)兩個(gè)履帶板式液壓驅(qū)動(dòng)行走部件。(4)通過分析，該設(shè)備應(yīng)具有上料卸料、拋帶、行走三機(jī)構(gòu)和液壓、噴淋、電氣三系統(tǒng)，并通過底盤總成將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合在一起。為了更好的適應(yīng)井下巷道的地面波動(dòng)，增加機(jī)器的穩(wěn)定性，為設(shè)備設(shè)計(jì)了兩個(gè)后支架，安裝在設(shè)備后面。1.2矸石充填設(shè)備1.2.1設(shè)備選型及布置灌裝作業(yè)配備1臺(tái)出料機(jī)、1臺(tái)伸縮帶式輸送機(jī)、1臺(tái)帶式輸送機(jī)彎曲裝置。某充填巷道充填完畢后，排矸機(jī)通過矸石充填連接巷道直接轉(zhuǎn)入另一充填巷道繼續(xù)作業(yè)。矸石充填開采的主要設(shè)備見表1.1。表1.1矸石充填開采主要設(shè)備表序列號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備模型單位的數(shù)量請(qǐng)注意1汽車自動(dòng)傾卸車FDBZ-1/6臺(tái)灣12壓碎機(jī)臺(tái)灣13.給煤機(jī)K3-00(B)部14帶式輸送機(jī)sj-800/2x55臺(tái)灣3.5煤矸石充填機(jī)ZHT52.5/1065臺(tái)灣1(1)彈丸帶長度的確定:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量彈射前端的一部分需求達(dá)到最大高度為1.5米，250毫米或更少的粒徑矸石升值的舉措并不發(fā)生在滾動(dòng)角17°，綜合以上條件的高度和角度，考慮走框架體和轉(zhuǎn)盤的高度尺寸，可以設(shè)置為兩個(gè)大噴發(fā)帶重定向輥中心距為9000~10000毫米。同時(shí)，該長度尺寸可以滿足頂出帶左右擺動(dòng)時(shí)頂出端擺動(dòng)寬度達(dá)到5.5m的要求。(2)引出帶帶寬的確定:考慮盡可能使用原掘進(jìn)巷道運(yùn)輸，選擇掘進(jìn)機(jī)的第二架輸送機(jī)拉下矸石充填機(jī)應(yīng)與掘進(jìn)機(jī)的第二輸送機(jī)配套使用，把帶的帶寬決定800毫米，從而滿足交通量的需求。(3)彈丸帶速度的確定:從交通量匹配方面來看，考慮到帶速、帶寬與帶隙的關(guān)系，當(dāng)帶速一定時(shí)，帶寬越窄越容易發(fā)生帶隙偏移。當(dāng)帶寬一定時(shí)，帶速越高，越容易發(fā)生帶偏。(4)比較常用的是短帶傳動(dòng)。因此，頂出帶采用電動(dòng)滾筒作為驅(qū)動(dòng)滾筒。電動(dòng)滾筒功率計(jì)算:Pa(40+L)=0.36(B-300)*V/10000+(40+L)/1000+0.00273Q*Q*H=6.26kw其中包括:L——頂出帶兩換向輥中心距的水平投影長度為9.56m；B——膠帶寬度為800mm；H——矸石最大起升高度1.5m；V——滾筒表面線速度為3.15m/s；Q——膠帶輸送量200t/h。為了實(shí)現(xiàn)的自由膨脹帶正常運(yùn)行的同時(shí)，有必要確保卸貨鼓擴(kuò)張和收縮的同時(shí)，收緊鼓同時(shí)收縮和擴(kuò)張，以確保皮帶處于緊張狀態(tài)。兩個(gè)液壓缸串聯(lián)使用(圖1.2)。在缸1活塞桿腔有效面積等于缸2活塞桿腔有效面積的條件下，兩缸可以同步運(yùn)動(dòng)。彈射帶結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。圖1.3彈丸帶結(jié)構(gòu)示意圖(2)轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因?yàn)榕懦鰩?shí)現(xiàn)高度調(diào)整和水平，因此，有必要設(shè)計(jì)一個(gè)可以連接噴射帶和底盤裝配和有兩個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)Y軸和Z軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臺(tái)由旋轉(zhuǎn)架、旋轉(zhuǎn)軸承和旋轉(zhuǎn)軸承底座組成。旋轉(zhuǎn)架的上耳座與頂出帶的支點(diǎn)銷連接，旋轉(zhuǎn)軸承座的前耳座與頂出帶的起升千斤頂?shù)南露诉B接。(3這樣，當(dāng)起升千斤頂工作時(shí)，頂出皮帶將繞著旋轉(zhuǎn)架上耳座的連接銷旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)頂出皮帶的高度調(diào)整。旋轉(zhuǎn)框架都提供一個(gè)扶輪杰克把剩下的嘴，扶輪杰克的一端與旋轉(zhuǎn)架，底部框架總成的一端，當(dāng)扶輪杰克的作品，它將推動(dòng)扶輪框架和彈射帶旋轉(zhuǎn)軸承基地，以驅(qū)動(dòng)噴射帶實(shí)現(xiàn)左右旋轉(zhuǎn)秋千。(4)后支架安裝在后機(jī)箱兩側(cè)，用于支撐后懸挑部分的重量。為方便井下運(yùn)輸，底盤總成設(shè)計(jì)為兩段，用兩排高強(qiáng)度螺栓連接(見圖1.4)。(5)調(diào)平框架調(diào)整其水平相對(duì)于基礎(chǔ)框架組件作為調(diào)平千斤頂是操作。在調(diào)平機(jī)構(gòu)的頂部，沿橫向?qū)ΨQ中心線設(shè)置兩相對(duì)軌道，使偏轉(zhuǎn)架的車輪左右行走。調(diào)平架上還設(shè)有一個(gè)用于偏轉(zhuǎn)千斤頂?shù)倪B接耳座(見圖1.5)。(6)偏轉(zhuǎn)千斤頂一端與偏轉(zhuǎn)架連接，另一端與調(diào)平架連接。當(dāng)皮帶跑偏時(shí)，控制導(dǎo)流閥手柄，控制導(dǎo)流氣缸的膨脹，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)流調(diào)節(jié)架。(見圖1.6)。圖1.6 結(jié)構(gòu)調(diào)整機(jī)制(7)卸料滾筒組結(jié)構(gòu)形式的確定圖1.7卸料滾筒組結(jié)構(gòu)形式卸載滾筒組的前端與偏轉(zhuǎn)架的前端銷連接，中間部分由兩個(gè)輪子支承在偏轉(zhuǎn)架的導(dǎo)軌面上。在皮帶繼電器的作用下，卸料滾筒可繞鉸鏈點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了卸料滾筒方向的自動(dòng)調(diào)整。在卸料滾筒架的左右兩側(cè)安裝防偏立輥，控制輸送帶的偏行。另外，還提供上帶輥、下帶輥和下帶壓輥(見圖1.7)。1.2.2設(shè)備參數(shù)該卸料機(jī)由上卸料、頂出皮帶和行走機(jī)構(gòu)以及液壓、噴涂、電氣設(shè)備三個(gè)系統(tǒng)組成，通過底盤總成將所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合為一體。該設(shè)備有兩個(gè)后支架，安裝在設(shè)備后面，能夠適應(yīng)地下巷道底板的波動(dòng)，穩(wěn)定性好。彈丸帶為可伸縮帶，可自動(dòng)伸縮。收放行程為1000mm，重定向滾筒中心距離為9000~10000mm。適用條件:巷道高度范圍2.8~4m；巷道寬度范圍，2.5~5.5m；巷道傾角16°，完全滿足XX礦的地質(zhì)條件。上下料機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù):上下料滾筒直徑320mm；皮帶速度，2米/秒；帶寬度800毫米；進(jìn)料卸料架偏離角度9°；偏轉(zhuǎn)架偏轉(zhuǎn)行程400mm；調(diào)平機(jī)構(gòu)水平角度，±6°。拋丸帶技術(shù)特點(diǎn):電動(dòng)滾筒動(dòng)力，11KW；滾筒直徑、Φ500毫米；帶寬度800毫米；皮帶速度3.15米/秒；輸送能力、200t/h；高度調(diào)節(jié)范圍，2.8~1.0m；寬度調(diào)節(jié)范圍，2.5~1.5m。步行速度，7.9/2.6m/min。液壓系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn):油泵電機(jī)22KW；風(fēng)冷隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)；斜軸變量泵，型號(hào)YBU-22，1臺(tái)；步行電機(jī)，ME300，2個(gè)；系統(tǒng)最高使用壓力16MPa；油罐容量、200l；工作介質(zhì)采用N100#抗磨液壓油。電源電壓:660/1140V。尺寸:長×寬×高(最小尺寸)，11700mm×2180mm×2250mm。重量:18t。1.3巷道開采系統(tǒng)布置(1)通風(fēng)系統(tǒng)南翼矸石充填巷道通風(fēng)系統(tǒng)如下:新風(fēng)流量:副井→底場→-312軌道石門→暗斜井→650軌道石門→-650軌道，回風(fēng)2號(hào)接觸巷道→650回風(fēng)石門→矸石充填接觸巷道→充填巷道頭部。缺風(fēng):充填巷道水頭→矸石充填連接巷道→-650回風(fēng)石門→回風(fēng)暗斜井→回風(fēng)井旁路→回風(fēng)井。(2)壓力空氣系統(tǒng)氣源來自地面空壓機(jī)室，從副井經(jīng)過-312軌道石門、軌道暗斜井、-650軌道石門、-650軌道、2號(hào)接觸巷道、-650回風(fēng)石門、矸石充填接觸巷道和充填巷道頭。(3)供水工作面防塵系統(tǒng)主要包括:個(gè)體保護(hù)、轉(zhuǎn)移噴淋、水幕除塵、水噴淋除塵等。供水路線:從地下水在底部-石門軌道暗斜井--650軌道，后巷--650鐵路2#連接--650回風(fēng)交叉-矸石充填連接->正面除塵系統(tǒng):潮濕的鉆孔、巷道的水幕，噴霧機(jī)、道路塵和除塵風(fēng)機(jī)，噴射過渡點(diǎn)，戴防塵口罩，水管沖刷巷。(4)防火在巷道充填過程中，應(yīng)采取綜合防火措施。防止煤自燃的措施:(1)巷道內(nèi)不積浮煤，不積塵。(2)當(dāng)立管大于2m或空間容積大于6m3時(shí)，應(yīng)及時(shí)填充導(dǎo)風(fēng)板，防止積熱著火，并記錄處理結(jié)果以備日后參考。如有著火癥狀，應(yīng)及時(shí)灌漿或膠凝處理。(3)完善消防管路系統(tǒng)(含塵)，管理消防管路、設(shè)備、設(shè)施。(4)運(yùn)輸揚(yáng)頭和工作面功率分配點(diǎn)嚴(yán)禁使用易燃物品。在輸送路徑中使用的帶式輸送機(jī)必須是阻燃帶，并在帶式輸送機(jī)上安裝帶式滅火裝置。消防系統(tǒng):各種滅火器、隧道水幕、噴頭灑水管、沙石、沖刷巷側(cè)管。煤礦安全條例第五章防火規(guī)定的其他部分應(yīng)當(dāng)執(zhí)行。(5)安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)巷道監(jiān)控系統(tǒng)和充填頭供電系統(tǒng)進(jìn)行鎖定，使充填頭和巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸^限制，立即切斷巷道供電。(6)供電系統(tǒng)在機(jī)頭施工中，帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、棄料機(jī)等電源從-650m主變電所引出，通過QBZ-80開關(guān)連接。然后，不同的方頭電纜用于電氣設(shè)備的頭。局部風(fēng)機(jī)供電方式:局部風(fēng)機(jī)單獨(dú)供電，由配電點(diǎn)變壓器連接到饋電開關(guān)，再通過BQD-80開關(guān)連接到局部風(fēng)機(jī)。(7)排水系統(tǒng)施工過程中，在巷道內(nèi)安裝Φ108mm排水管，在各低洼處設(shè)置排水t形。排水管靠近水頭，水頭距離充水頭不大于30m。低洼處設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)水箱排水(長×寬×深=2×0.8×0.8m)。排水路線為:正水→矸石充填連接巷道→-650回風(fēng)閘門→-650集水坑→副井→地面。(8)運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)包括設(shè)備和物料的運(yùn)輸和煤炭的運(yùn)輸。設(shè)備、物料的運(yùn)輸路線為:副井→底場→軌道石閘→軌道暗斜井→-650軌道主巷→-650軌道、回風(fēng)2號(hào)接觸巷→-650回風(fēng)石閘→接觸巷→機(jī)頭頭。煤流路線:掘進(jìn)機(jī)提供刮板輸送機(jī)配合裝載機(jī)卸煤→溜煤孔→-650帶石門→帶暗斜井→-312大煤倉→主井→地面。各帶式輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1.2所示。表1.2 帶式輸送機(jī)主要