煤矿开采方法
精品课程课件
第十八章 采区硐室设计
?采区硐室主要包括采区煤仓、采区绞车房、
采区变电所、采区水泵房等。
?第一节 采区煤仓设计
一、采区煤仓的容量
? 取决于采区生产能力、采区下部车场装车站和运输
大巷的通过能力。
? （ 1）在采区高峰生产延续时间内，保证采区连续
生产,
? Q=（ AG-AN） tGＫ ｂ
? AG—— 采区生产能力 1.5～ 2.0倍平均产量,t/h
? AN—— 通过能力 1.0～ 1.3平均ｔ／ h
? Ｔ G—— 生产延续时间 机 1.0～ 1.5ｈ
? 炮 1.5～ 2.0ｈ
? Ｋ ｂ —— 运输不均匀系数,机采取 1.15～ 1.20，炮采
取 1.5
一、采区煤仓的容量
?（ 2）按装车站的装车间隔时间来计算,
?Q=AGt0Kb
?AG—— 采区高峰生产能力,t/h；
?t0—— 装车间隔时间，一般可按 15～ 30min计
算；
?Kb—— 运输不均匀系数。
二、煤仓的形式及参数
? 煤仓的形式按倾角分为垂直式，倾斜式和混合式；
按断面形状有圆形、拱形、椭圆和矩形
? 仓底倾角为 60° ～ 65° （主要参数：断面尺寸和高
度）
? 圆形垂直煤仓直径为 2～ 5ｍ，个别 5ｍ以上；拱形
断面倾斜煤仓宽度一般为 2m左右，高度可大于 2m。
? 煤仓高度不宜超过 30ｍ，以 20ｍ为宜
? 有效容积 V′≥V90% ｈ ≤ 3.5D
? 圆形垂直煤仓应设计成, 短粗, 形。
三、煤仓的结构及支护
? 煤仓的结
构包括煤
仓的上部
收口、仓
身、下口
漏斗及溜
口和闸门
装置等。
图 18-1 煤仓结构
1— 上部收口； 2— 仓身；
3— 下口漏斗及漏口闸门基础； 4— 漏口和闸门
三、煤仓的结构及支护
?（一）煤仓上口
?1、为了保证煤仓上口安全，用混凝土收口 ；
?2、为了防止大块煤、矸石、废木料等进入煤
仓造成煤仓堵塞，应在煤仓上口安设铁箅子，
铁箅子一般采用 8～ 24kg/m旧钢轨或 Ⅰ10 ～
Ⅰ20 号工字钢做成，铁箅子的网孔尺寸一般
为 200mm× 200mm,250mm× 250mm、
300mm× 300mm，图 18-2
三、煤仓的结构及支护
图 18— 2 煤仓上口铁箅子
三、煤仓的结构及支护
? 煤仓上口网
孔上大块煤
炭的破碎和
杂物的清理
工作，可在
煤仓上部巷
道内进行，
或者设置专
门的破碎硐
室。
图 18－ 3 大块煤破碎硐室的布置形式
（ a）煤仓上口兼作破碎硐室；
（ b）设有人工破碎硐室的煤仓；
（ c）设有机械破碎硐室的煤仓
1－煤仓； 2－人工破碎硐室； 3－机械破碎硐室
三、煤仓的结构及支护
? （二）仓身
? 煤仓仓身一般应砌碹。砌碹的壁厚可为 300～ 400mm。
? （三）下口漏斗及溜口和闸门基础
? 1、煤仓仓身下部的收口漏斗一般为截圆锥形。
? 2、为了防止堵塞，下口漏斗应尽量消除死角。
? 3、为了安装溜口和闸门，在漏斗下方留一边长为
0.7m的方形孔口，在孔口预埋安装固定溜口的螺栓。
三、煤仓的结构及支护
?（四）溜口及闸门装置
?1、煤仓的溜口一般均做成四角锥形，在溜口
处安设可以启闭的闸门。
?2、选择闸门时，应以操作方便省力，启动迅
速可靠为原则，多采用上关式气动闸门。
?
三、煤仓的结构及支护
? 3、溜口闸门与矿车的位置关系。
图 18-4 溜口与矿车的相对位置
1－溜口； 2－闸门； 3－矿车
三、煤仓的结构及支护
? 4、溜口的方向有三种。
图 18-5 溜口方向
（ a）顺向；（ b）侧向； (c)垂直
第二节 采区绞车房设计
? 一、绞车房的位置
? 应在围岩坚固稳定的薄及中厚煤层或顶底板岩层中。
? 二、风道及钢丝绳通道
? 两个安全出口,
? 1.绳道：用于运输设备、行人、通风、走绳，绳道
宽 2000m～ 2500m，并在 5m以内，采用不燃性材料支
护。
? 2、风道：位于硐室的左、右、后侧，应靠近电机
布置，净宽 1.2～ 1.5m，主要用于回风。
三、绞车房的平面布置及尺寸
图 18-6 绞车平面尺寸
（ a）滚筒直径为 1200mm；（ b）滚筒直径为 1800mm
1－绳道； 2－左侧风道； 3－电动机壁龛
三、绞车房的平面布置及尺寸
?1、绞车房的平面布置
?在保证安全生产和易于安装检修的条件下，
尽可能布置得紧凑，以减少硐室工程量。
?2、绞车房尺寸
四、绞车房的高度
?1.2m以上绞车，绞车房应设起重梁,起重梁
一般用 Ⅰ20 ～ Ⅰ40 工字钢，两端插入壁内
300～ 400mm，安装 1.2m以下绞车可用三角架。
五、绞车房的坡度
?绞车房地面应高于钢丝绳通道低板 100～
300mm，并向绳道倾斜 2‰ ～ 3‰,以免积水。
?回风道应向外倾斜，以倾角不大于 3° 为宜。
六、绞车房支护
?1、采用不燃性材料支护，并用 C15混凝土铺
底。
?2、硐室一般用直墙半圆拱碹。采用料石砌碹
时，料石强度等级应大于 MU30，砌体允许抗
压强度应大于 2.2MPa；采用混凝土砌拱时，
允许抗压强度应大于 2.5MPa。
?3、有条件的地方尽量采用锚喷支护。
第三节 采区变电所设计
?一、采区变电所的位置
?一般设在输送机上山与轨道上山之间或设在
上（下）山巷道与运输大巷交岔点附近。
二、采区变电所的尺寸和支护
图18
－7
采
区
变
电
硐
室
二、采区变电所的尺寸和支护
?1、采区变电所的高度一般为 2.5～ 3.5m；
?2、采区变电所采用不燃性材料支护。
?3、变电所的地面应高出邻近巷道 200～ 300mm，
且应有 3‰ 的坡度。
?4、变电所硐室长度超过 6m时，必须在硐室两
端各设一个出口。在通道 5m范围内用不燃性
材料支护。
?5、硐室与通道的联接处，设防火栅栏两用门。
第四节 采区水泵房设计
? 水泵房的位置：在下部井筒（下山）之间，
采用垂直或平行井筒（下山）布置，并尽
量与变电所联合布置。
图 18-8 水泵房位置
（ a）水泵房垂直下山；（ b）水泵房平行下山
一、水泵房尺寸确定
?1、水泵房尺寸
?（ 1）水泵房长度
?L=nb+a（ n+1）
?式中,
?n—— 水泵台数；
?b—— 水泵及电动机的基础总长度,m；
?a—— 各基础之间的距离，取 1.5～ 2m，最外
侧基础墙应适当加大到 2.5～ 3m。
一、水泵房尺寸确定
? （ 2）水泵房宽度
? B=B1+B2+B3
? B1—— 水泵房基础宽度,m；
? B2—— 吸水井一侧水泵基础至墙的距离，一般为
0.8～ 1m；
? B3—— 有轨道一侧水泵基础至墙的距离，一般为
1.5～ 2m。
? （ 3）水泵房高度
? 净高 3～ 4.5m；水泵房地面标高应高出车场轨面
0.5m，并应向吸水小井设 1%的下坡。
? （ 4）设备基础
一、水泵房尺寸确定
? 2、吸水小井
? （ 1）吸水小
井形式,
? （ 2）吸水小
井的断面形状
可采用方形或
圆形，深度为
4.0～ 5.5m。
?
二、水仓
?水仓由两个断面相同、间隔 15～ 20m的巷道组
成，其中一个水仓清理时，另一个水仓正常
使用。
?水仓设计要做到,
?（ 1）水仓的有效容量应能容纳 4h的采区正常
涌水量。
?（ 2）水仓向吸水井方向应有 1‰ ～ 2‰ 的上坡，
以便泥砂沉淀、清理时便于矿车运输。
二、水仓
?（ 3）为便于维护和清理水仓，一般采用 单
轨巷道的断面，并需铺设轨道。水仓净断面
一般为 5～ 7m2。
?水仓的总长度,
?L=V/S
?式中,V—— 水仓的有效容量,m3；
?S—— 水仓的净断面积,m2
二、水仓
?（ 4）水仓与吸水小井联接处的水仓底板标高
应比泵房底板标高低 4.5～ 5.0m，否则，水泵
将因吸水高度的限制而无法抽出水仓内的全
部积水。
?（ 5）水仓在清理斜巷的标高最低处，其顶板
标高必须较水仓入口处水沟的沟底为低，否
则，水仓将灌不满水。
三、清理斜巷
?1、清理斜巷的设计应达到的要求
?（ 1）倾角 α≤20 °,以保证装满煤泥的矿车
在斜巷运行时不泼撒。
?（ 2）保证水仓最高水位应低于泵房地面 1～
2m，水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟
底。
三、清理斜巷
? 2、设计已知条件
图 18-10 水仓清理斜巷总断面图
（ 1）清理斜巷倾角 α≤20 °,一般取 α=20 ° ；
（ 2）水仓底板坡度 i=1‰ ～ 2‰ ；
（ 3）竖曲线半径 R取 9～ 12m；
（ 4）水仓起点与终点的标高差 H应事先计算。
?习题,
?1、如何确定采区煤仓容量？
?2、试述采区绞车房的合理位置。
?3、试述采区变电所的位置及形式。
?4、试述采区水泵房的位置及尺寸确定。
精品课程课件
第十八章 采区硐室设计
?采区硐室主要包括采区煤仓、采区绞车房、
采区变电所、采区水泵房等。
?第一节 采区煤仓设计
一、采区煤仓的容量
? 取决于采区生产能力、采区下部车场装车站和运输
大巷的通过能力。
? （ 1）在采区高峰生产延续时间内，保证采区连续
生产,
? Q=（ AG-AN） tGＫ ｂ
? AG—— 采区生产能力 1.5～ 2.0倍平均产量,t/h
? AN—— 通过能力 1.0～ 1.3平均ｔ／ h
? Ｔ G—— 生产延续时间 机 1.0～ 1.5ｈ
? 炮 1.5～ 2.0ｈ
? Ｋ ｂ —— 运输不均匀系数,机采取 1.15～ 1.20，炮采
取 1.5
一、采区煤仓的容量
?（ 2）按装车站的装车间隔时间来计算,
?Q=AGt0Kb
?AG—— 采区高峰生产能力,t/h；
?t0—— 装车间隔时间，一般可按 15～ 30min计
算；
?Kb—— 运输不均匀系数。
二、煤仓的形式及参数
? 煤仓的形式按倾角分为垂直式，倾斜式和混合式；
按断面形状有圆形、拱形、椭圆和矩形
? 仓底倾角为 60° ～ 65° （主要参数：断面尺寸和高
度）
? 圆形垂直煤仓直径为 2～ 5ｍ，个别 5ｍ以上；拱形
断面倾斜煤仓宽度一般为 2m左右，高度可大于 2m。
? 煤仓高度不宜超过 30ｍ，以 20ｍ为宜
? 有效容积 V′≥V90% ｈ ≤ 3.5D
? 圆形垂直煤仓应设计成, 短粗, 形。
三、煤仓的结构及支护
? 煤仓的结
构包括煤
仓的上部
收口、仓
身、下口
漏斗及溜
口和闸门
装置等。
图 18-1 煤仓结构
1— 上部收口； 2— 仓身；
3— 下口漏斗及漏口闸门基础； 4— 漏口和闸门
三、煤仓的结构及支护
?（一）煤仓上口
?1、为了保证煤仓上口安全，用混凝土收口 ；
?2、为了防止大块煤、矸石、废木料等进入煤
仓造成煤仓堵塞，应在煤仓上口安设铁箅子，
铁箅子一般采用 8～ 24kg/m旧钢轨或 Ⅰ10 ～
Ⅰ20 号工字钢做成，铁箅子的网孔尺寸一般
为 200mm× 200mm,250mm× 250mm、
300mm× 300mm，图 18-2
三、煤仓的结构及支护
图 18— 2 煤仓上口铁箅子
三、煤仓的结构及支护
? 煤仓上口网
孔上大块煤
炭的破碎和
杂物的清理
工作，可在
煤仓上部巷
道内进行，
或者设置专
门的破碎硐
室。
图 18－ 3 大块煤破碎硐室的布置形式
（ a）煤仓上口兼作破碎硐室；
（ b）设有人工破碎硐室的煤仓；
（ c）设有机械破碎硐室的煤仓
1－煤仓； 2－人工破碎硐室； 3－机械破碎硐室
三、煤仓的结构及支护
? （二）仓身
? 煤仓仓身一般应砌碹。砌碹的壁厚可为 300～ 400mm。
? （三）下口漏斗及溜口和闸门基础
? 1、煤仓仓身下部的收口漏斗一般为截圆锥形。
? 2、为了防止堵塞，下口漏斗应尽量消除死角。
? 3、为了安装溜口和闸门，在漏斗下方留一边长为
0.7m的方形孔口，在孔口预埋安装固定溜口的螺栓。
三、煤仓的结构及支护
?（四）溜口及闸门装置
?1、煤仓的溜口一般均做成四角锥形，在溜口
处安设可以启闭的闸门。
?2、选择闸门时，应以操作方便省力，启动迅
速可靠为原则，多采用上关式气动闸门。
?
三、煤仓的结构及支护
? 3、溜口闸门与矿车的位置关系。
图 18-4 溜口与矿车的相对位置
1－溜口； 2－闸门； 3－矿车
三、煤仓的结构及支护
? 4、溜口的方向有三种。
图 18-5 溜口方向
（ a）顺向；（ b）侧向； (c)垂直
第二节 采区绞车房设计
? 一、绞车房的位置
? 应在围岩坚固稳定的薄及中厚煤层或顶底板岩层中。
? 二、风道及钢丝绳通道
? 两个安全出口,
? 1.绳道：用于运输设备、行人、通风、走绳，绳道
宽 2000m～ 2500m，并在 5m以内，采用不燃性材料支
护。
? 2、风道：位于硐室的左、右、后侧，应靠近电机
布置，净宽 1.2～ 1.5m，主要用于回风。
三、绞车房的平面布置及尺寸
图 18-6 绞车平面尺寸
（ a）滚筒直径为 1200mm；（ b）滚筒直径为 1800mm
1－绳道； 2－左侧风道； 3－电动机壁龛
三、绞车房的平面布置及尺寸
?1、绞车房的平面布置
?在保证安全生产和易于安装检修的条件下，
尽可能布置得紧凑，以减少硐室工程量。
?2、绞车房尺寸
四、绞车房的高度
?1.2m以上绞车，绞车房应设起重梁,起重梁
一般用 Ⅰ20 ～ Ⅰ40 工字钢，两端插入壁内
300～ 400mm，安装 1.2m以下绞车可用三角架。
五、绞车房的坡度
?绞车房地面应高于钢丝绳通道低板 100～
300mm，并向绳道倾斜 2‰ ～ 3‰,以免积水。
?回风道应向外倾斜，以倾角不大于 3° 为宜。
六、绞车房支护
?1、采用不燃性材料支护，并用 C15混凝土铺
底。
?2、硐室一般用直墙半圆拱碹。采用料石砌碹
时，料石强度等级应大于 MU30，砌体允许抗
压强度应大于 2.2MPa；采用混凝土砌拱时，
允许抗压强度应大于 2.5MPa。
?3、有条件的地方尽量采用锚喷支护。
第三节 采区变电所设计
?一、采区变电所的位置
?一般设在输送机上山与轨道上山之间或设在
上（下）山巷道与运输大巷交岔点附近。
二、采区变电所的尺寸和支护
图18
－7
采
区
变
电
硐
室
二、采区变电所的尺寸和支护
?1、采区变电所的高度一般为 2.5～ 3.5m；
?2、采区变电所采用不燃性材料支护。
?3、变电所的地面应高出邻近巷道 200～ 300mm，
且应有 3‰ 的坡度。
?4、变电所硐室长度超过 6m时，必须在硐室两
端各设一个出口。在通道 5m范围内用不燃性
材料支护。
?5、硐室与通道的联接处，设防火栅栏两用门。
第四节 采区水泵房设计
? 水泵房的位置：在下部井筒（下山）之间，
采用垂直或平行井筒（下山）布置，并尽
量与变电所联合布置。
图 18-8 水泵房位置
（ a）水泵房垂直下山；（ b）水泵房平行下山
一、水泵房尺寸确定
?1、水泵房尺寸
?（ 1）水泵房长度
?L=nb+a（ n+1）
?式中,
?n—— 水泵台数；
?b—— 水泵及电动机的基础总长度,m；
?a—— 各基础之间的距离，取 1.5～ 2m，最外
侧基础墙应适当加大到 2.5～ 3m。
一、水泵房尺寸确定
? （ 2）水泵房宽度
? B=B1+B2+B3
? B1—— 水泵房基础宽度,m；
? B2—— 吸水井一侧水泵基础至墙的距离，一般为
0.8～ 1m；
? B3—— 有轨道一侧水泵基础至墙的距离，一般为
1.5～ 2m。
? （ 3）水泵房高度
? 净高 3～ 4.5m；水泵房地面标高应高出车场轨面
0.5m，并应向吸水小井设 1%的下坡。
? （ 4）设备基础
一、水泵房尺寸确定
? 2、吸水小井
? （ 1）吸水小
井形式,
? （ 2）吸水小
井的断面形状
可采用方形或
圆形，深度为
4.0～ 5.5m。
?
二、水仓
?水仓由两个断面相同、间隔 15～ 20m的巷道组
成，其中一个水仓清理时，另一个水仓正常
使用。
?水仓设计要做到,
?（ 1）水仓的有效容量应能容纳 4h的采区正常
涌水量。
?（ 2）水仓向吸水井方向应有 1‰ ～ 2‰ 的上坡，
以便泥砂沉淀、清理时便于矿车运输。
二、水仓
?（ 3）为便于维护和清理水仓，一般采用 单
轨巷道的断面，并需铺设轨道。水仓净断面
一般为 5～ 7m2。
?水仓的总长度,
?L=V/S
?式中,V—— 水仓的有效容量,m3；
?S—— 水仓的净断面积,m2
二、水仓
?（ 4）水仓与吸水小井联接处的水仓底板标高
应比泵房底板标高低 4.5～ 5.0m，否则，水泵
将因吸水高度的限制而无法抽出水仓内的全
部积水。
?（ 5）水仓在清理斜巷的标高最低处，其顶板
标高必须较水仓入口处水沟的沟底为低，否
则，水仓将灌不满水。
三、清理斜巷
?1、清理斜巷的设计应达到的要求
?（ 1）倾角 α≤20 °,以保证装满煤泥的矿车
在斜巷运行时不泼撒。
?（ 2）保证水仓最高水位应低于泵房地面 1～
2m，水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟
底。
三、清理斜巷
? 2、设计已知条件
图 18-10 水仓清理斜巷总断面图
（ 1）清理斜巷倾角 α≤20 °,一般取 α=20 ° ；
（ 2）水仓底板坡度 i=1‰ ～ 2‰ ；
（ 3）竖曲线半径 R取 9～ 12m；
（ 4）水仓起点与终点的标高差 H应事先计算。
?习题,
?1、如何确定采区煤仓容量？
?2、试述采区绞车房的合理位置。
?3、试述采区变电所的位置及形式。
?4、试述采区水泵房的位置及尺寸确定。
