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1、矿井生产系统,主讲：吴再生重庆工程职业技术学院,矿井生产系统,矿井的生产系统，包括地面和井下两个部分。地面生产系统的主要任务是煤炭经过运输提升到地面后的加工和外运，还要完成矸石排放，动力供给，材料设备供应等工作。地面生产系统涉及的具体内容包括：地面提升系统；运输系统；排矸系统；选煤系统和管道线路系统。此外，还有变电所所、压风机房、锅炉房、机修厂、坑木加工场、矿灯房、浴室及行政福利大楼等专用建筑物。对于水采矿井，地面还要设置高压泵房、脱水楼和煤泥沉淀池等。这些生产系统和设备、建筑物所占用的地面场地称为地面工业场地。,井下生产系统的主要任务是保证井下采煤、掘进、运输、提升、排水和通风等工作正常运行
2、，把采掘出来的煤炭和矸石，运送到地面，再和地面生产系统相衔接。同时将动力、材料和设备，送至所需地点。本章将扼要介绍：工业场地总体布局及生产系统类型；矿井运输与提升系统；矿井排水系统；矿井动力布局系统；矿井通风系统等。,第一节 工业场地总体布局 及地面生产系统类型,一、工业场地总体布置（一）工业广场选址和总平面布置原则（1）工业场地的位置应根据矿井地面生产系统特点并密切结合矿井开拓开采总体部署进行选择；（2）工业场地应尽量选择在交通方便的地方；（3）工业场地应选择在地形平整的地方或具有缓坡的地区。这样可以使土方工程量减少，节约基建投资，便于铺设场内的运输线路和建筑物布置。在选址时，必须查明最高洪
3、水位，场地应布置于最高洪水位以上；,（4）工业场地的土质应适合作建筑物的地基，地下室、地道，其他构筑物的埋置深度应高于地下水位；（5）工业场地应尽量减少煤炭损失量，不压煤或少压煤。使所留的安全煤柱最小，以便最大限度地将煤采出。 除上述几点外，还应考虑到水源、工人村的位置、场地将来扩建的可能性等问题,（二）地面工业场地总平面布置方式 1、分散式这种布置方式的特点是各建筑物与构筑物基本上是单独修建和分散布置的。建筑物的体积比较小，而且数目较多。目前，多种矿井属这种布置方式。这种布置方式适合于地形复杂、机械化程度不高的中小型矿井采用，见图6-1。,2、综合式这种布置的特点是把工业场地内的建筑物组合成
4、大型综合建筑物，即所谓的同体建筑物，各建筑物与构筑物的组合，要最大限度地适合生产工艺过程的要求，缩短运输距离，并使建筑结构尽量简单。见图6-2。,主井同体建筑物中各个单元都是与主井生产有联系的车间。如主井提升机房，主井井口房、锅炉房、变电所等。副井同体建筑物布置的都是为副井生产系统服务的车间与设备。如副井提升机房，副井井口房、空气加热室、机修厂、材料仓库等。行政办公和福利设施联合建筑是由办公室、会议室、浴室及灯房组成。采用综合式布置，能使建筑物与构筑物高度集中，工业场地面积大为缩小，节约用地面积。新型大矿应考虑采用这种布置方式。除上述两种方式布置外，还有介于上述两者之间的半综合式布置。其特点是
5、将一部分生产上联系密切的建筑物布置在一起，形成大致综合性的厂房，使建筑物的数目和占地面积有所缩小。,二、矿井地面生产系统 （一）矿井地面生产系统的类型 （1）无加工设备的地面生产系统。这种生产系统适用于原煤不需要进行加工，或拟送往中央选煤厂去加工的煤矿。原煤提升到地面以后，经由煤仓或贮煤场直接装车外运。 （2）设有选矸设备的地面生产系统。这种生产系统适用于对原煤只要选去大块矸石的煤矿，或者在生产焦煤的煤矿中，由于大块矸石较多，而洗选厂有离矿较远，为了避免矸石运输的浪费和减轻洗选厂的负担，在矿井地面设置选矸设备。 （3）设有筛分厂的地面生产系统。这种生产系统适用于生产动力煤和民用煤的煤矿。原煤提
6、升到地面后，需要按照用户对煤质与粒度的要求进行选矸和筛分，不同粒度的煤分别装车外运，见图6-3。,（4）设有洗选厂的地面生产系统。这种生产系统适用于产量较大，煤质符合洗选要求的矿井。 （二）排矸与运料系统矿井在建设和生产期间，由于掘进和回采，都要使用或补充大量的材料、更换和维修各种机电设备，同时还有大量的矸石运出矿井，特别是开采薄煤层时，矸石的排出量有时可达矿井年生成量的20%以上。因此，正确地设计排矸系统，合理地确定材料运输线路，也是一个重要问题。（1）矸石场的选址及类型。由于矸石易散发灰尘，有的还有自燃发火危险，所以在选择矸石场地，一般设于工业场地、居住区的下风方向，且地形上有利于堆存矸石
7、，并应尽量不占或少占良田。当矸石有自燃可能性时，自场地边缘与下列间的距离应符合以下规定：距压风机房、入风井口不小于80m；距坑木场不小于50m；距居住区一般不小于700m,矸石不得堆积在供水水源上游的河床上。能自燃的矸石，不得堆放在煤层露头和表土下10m以内即有煤层的地面上，或采空区可能塌陷而影响到井下的范围内。矸石场按照矸石堆积型式可以分为平堆矸石场和高堆矸石场两种。当地面工业场地及其附近地形起伏不平，且矸石无自然发火危险时，可利用矸石将场地附近的洼地、填平覆土还田，这种堆积矸石的方式，称为平堆矸石场。这种矸石的缺点是地形变化大，机械设备需要经常移动，工作起来不方便。目前采用较广泛的是高堆矸
8、石场，这种矸石场堆积的高度，一般为2530m，矸石堆积的自然坡度角为4050，高堆矸石场的布置紧凑，设备简单，但矸石场地的占地面积大，且矸石堆附近灰尘较多。,（2）材料、设备的运输。矿井正常生产期间，需要及时供应各种材料、设备，维修各种机电设备。这些物料主要是经由副井上下，因此，材料、设备的运输系统就必须以副井为中心。一般由副井井口至木材加工场、机修厂和材料库等，都铺有窄轨铁路。需要供应的材料和设备，装在矿车上用电机车牵引到井口，井下需要维修的机电设备也有副井提升到地面，由电机车牵引送往机修厂。（三）地面管线系统 为了保证矿井生产、生活的需要，地面工业场地内还需敷设上下水道、热力管道、压缩空气
9、管道、地下电缆等。这些管道线路布置是否合理，对矿井生产、生活、美化环境都有一定影响。在进行上述管线具体布置时应全面考虑。,第二节 矿井运输与提升系统,矿井运输与提升系统的任务是：把煤炭和矸石从采、掘工作面运到地面；运送材料、设备和人员。一、运输与提升方式（一）回采工作面运输方式回采工作面煤的运输方式，主要取决于工作面倾角。当工作面倾角大于2025时，可利用煤炭自重进行自溜运输，一般采用在底板上铺设搪瓷溜槽。从我国现状看，多数工作面倾角在25以下，广泛采用可弯曲刮板输送机运输方式，如图6-4所示。,（二）区段平巷运输方式以往，回采工作面的区段平巷运输，多采用几台刮板输送机串联接力运煤，这种方式运
10、输能力小，耗电量大，机械故障多。现在，随着工作面机械化水平的提高，区段平巷运输一般都选用可伸缩胶带输送机，并可根据运输量选择胶带宽度和运行速度。区段平巷使用可伸缩胶带输送机时，在工作面输送机和区段平巷可伸缩胶带输送机之间，应设置转载机。图6-4中所示为桥式转载机，它实际上是一种可以整体移动的短重型刮板输送机，可随工作面推进而整体前移，减少了可伸缩胶带的拆装次数，还可将运载的煤炭提高，便于向可伸缩胶带输送机转载。,（三）采区上（下）山运输方式图6-4所示的采区，有两条平行的上山巷道，一条铺设胶带输送机，运输煤炭，俗称运输上山。另一条铺设轨道，上部开掘绞车房硐室，绞车通过钢丝绳牵引轨道上的矿车，运
11、送材料设备、下放矸石等，进行辅助运输，俗称轨道上山。区段平巷运来的煤炭，转载到运输上山胶带输送机上，向下运至采区煤仓，完成煤炭的采区运输。下山采区，则方式相同，方向相反。即煤炭由区段平巷，转于运输下山胶带输送机，向上输送到采区煤仓。在轨道下山的上部开掘绞车房硐室，绞车通过钢丝绳牵引轨道上的矿车，进行辅助运输。,（四）大巷运输方式大巷运输的任务，是把采区煤仓的煤炭，运送到井底煤仓，同时承担材料设备的辅助运输。大巷运输方式，通常有电机车运输和胶带输送机运输两种。目前采用电机车运输者居多。主要运输大巷的运输方式根据运量、运距和技术经济效果合理确定。凡井型较大、采区生产集中、条件适合的，可采用胶带输送
12、机，实现井下和全矿井的连续运输。 （五）井筒提升方式平硐开拓无须井筒提升，煤炭经过电机车和胶带输送机运输，直至平硐口外的工业场地；斜井开拓，井筒提升方式有矿车、箕斗、胶带输送机；立井开拓，通常主井采用箕斗提升煤炭，而通过副井罐笼提升矸石、下放材料设备、升降人员等。当矿井产量较小时，主立井亦可采用罐笼提升煤炭。,二、运输与提升设备类型 （一）输送机输送机是煤矿井下采区巷道广泛使用的运输设备。随着煤炭工业的发展，一些大中型斜井已从回采工作面到地面，全部采用输送机运煤，实现运输系统单一化，连续化。有的国家还采用了“永不停歇型”连续化运煤系统。根据构造不同，输送机可分为刮板输送机和胶带输送机两类：1、
13、刮板输送机刮板输送机的外形如图6-5所示，主要由机头部、中间部、机尾部以及推移输送机用的液压千斤顶等组成。电动机经过联轴器和减速器带动传动轴上的链轮，使溜槽中的两条无极刮板链条拖动刮板，刮送煤炭。,可弯曲刮板输送机的溜槽如图6-6所示，溜槽一端焊有带锥度的联接销、用来连接前后溜槽，可使两节溜槽之间的连接在水平与垂直方向上都能略加调节，每节溜槽间的偏转角可达23，整台输送机可形成一定弯曲状，故俗称可弯曲电溜子。可弯曲刮板输送机的刮板链如图6-7所示，常用两条圆环链作为牵引链。双链的受力不均匀，易断链。随着圆环链的质量不断提高，有些输送机改用中心单链。在牵引链之间，每隔一定距离设置刮板，刮板用连接环和圆环链连接，拆卸方便。炮采或机采工作面的可弯曲刮板输送机利用液压千斤顶或单体液压推溜器等推移，千斤顶沿工作面每6 m布置一个。综合机械化回采工作面则是利用液压支架上的推移千斤顶来推移刮板输送机。部分国产可弯曲刮板输送机的主要技术特征见表6-1。,表6-1 部分可弯曲刮板输送机主要技术特征,
