煤矿矿井煤仓设计

采区煤仓设计

大巷采用非连续运输方式时，设置一定容量的煤仓可保证采掘工作面发挥正常生产和高产、高效，发挥运输系统的潜力，保证连续均衡生产。

根据煤炭存储的形式的不同，采区煤仓有井巷式与机械式两种。

9.1.1 采区煤仓的形式

井巷式煤仓的形式有垂直式、倾斜式及混合式三种，见表9－1。煤仓断面多为圆形或拱形，也有少数采用矩形。

表9－1 采区煤仓的基本形式

9.1.2 采区煤仓容量的确定

采区煤仓容量取决于采区生产能力、装车站的通过能力及大巷的运输能力等因素。煤仓的容量目前一般为50 ~ 500 t。煤仓容量与采区生产能力的关系见表9－2。

表9－2 煤仓容量与采区生产能力的关系

采区煤仓的实际容量应该在保证正常生产和运输的前提下，工程量越小越好。根据采区生产能力和大巷运输能力，以保证采区正常生产为原则，确定采区煤仓容量的计算方法有以下三种方法。

9.1.2.1 按采煤机连续作业割一刀煤的产量计算

t k C b m L Q Q ⋅⋅⋅⋅⋅+=00γ （9－1）

式中 Q ——采区煤仓容量，t ；

Q 0——防空仓漏风留煤量，一般取5 ~ 10 t ；

L ——工作面长度，m ；

m ——采高，m ；

b ——进刀深度，m ；

γ——煤的容量，t/m 3；

C 0——工作面回采率；

k t ——同时生产工作面系数，综采时k t = 1，普采时k t = 1＋0.25n ；

n ——采区内同时生产的工作面数目。

9.1.2.2 按运输大巷列车间隔时间内采区高峰产量计算

d i h a t Q Q Q ⋅⋅+=0 （9－2）

式中 Q h ——采区高峰生产能力（高峰期的小时产量一般为平均产量的1.5 ~ 2.0 倍），t/h ；

t i ——列车进入采区装车站的间隔时间，一般取高限约20 ~ 30 min ；

a d ——不均衡系数，综采、普采取1.15 ~ 1.20，炮采取1.5。

9.1.2.3 按采区高峰生产延续时间计算

d hc t h a t Q Q Q Q ⋅⋅-+=)(0 （9－3）

式中 Q t ——采区装车站通过能力，t/h （通过能力一般为平均产量的1.0 ~ 1.3 倍）；

t hc ——采区高峰生产延续时间，综采、普采取1.0 ~ 1.5 h ，炮采取1.5 ~ 2.0 h 。

当采区上（下）山和大巷均采胶带输送机运输时，采区煤仓容量可按1 ~ 2 h 采区高峰产量确定。目前也有少数矿井采取可靠度高、稳定的大功率输送机，使采区上（下）山布置的胶带输送机与大巷中的胶带直接搭接，从而省去开凿采区煤仓的工程费用与生产环节。

9.1.3 采区煤仓尺寸的确定

下面以使用最多的圆形垂直式煤仓说明煤仓尺寸的确定方式。为便于布置和防止堵塞，圆形垂直式煤仓以短而粗为好，但如果断面过大反而会使施工困难且降低有效的煤仓容积。圆形断面直径取2 ~ 5 m ，以4 ~ 5 m 为最佳，煤仓过高易使煤压实而形成拱形结构，其高度一般不超过30 m ，通常取20 m 。典型圆形煤仓的容积示意图见图9－1。

煤仓的有效容积为V 1＋V 2＋V 3。无效容积V 0与直径D 成三次方关系。从减少煤仓无效容积来看，随着断面加大，必须有相应煤仓高度。煤仓高度越大，无效容积越小，如果以煤仓的有效容积不小90%计算，则煤仓设计不应小于直径的3.5 倍。

图9－2

双曲线斗仓

A 2－A 2截面面积；d 0－斗口下口直径

D －煤仓直径；Z －斗仓高度；A 1－A 1、

无效容积的大小取决于输送机面头与煤仓的位置、松散煤层的自然安息角等。图9－1中的布置为机头位于煤仓中心位置，此时无效容积最小，煤仓利用率最高。

9.1.4 煤仓的结构及支护

煤仓的结构包括煤仓上部收口、仓身、下口漏斗及溜口基础、溜口和闸门装置等，见表9－1。

9.1.4.1 上部收口

煤仓上口的结构形式，当直径小于3 m 时，与仓体断面一致，直径大于3 m 时，为了保证仓口安全与改善煤仓上口的受力情况，需要以混凝土收口注成圆台体。并用旧钢轨或工字钢做成铁篦，篦孔大小约300 mm 左右，以防止大块煤、矸石或其它等进入煤仓。也可根据需要设置破碎机破碎大块煤或将煤仓上口高出巷道底板，防止水注入仓内。

9.1.4.2 仓身

当煤仓设在稳定坚固的岩层（f ＞6）中时，仓身可不支护。在中硬以上的岩层中，仓身采用锚喷支护。其余岩层中，煤仓仓身一般砌碹支护，壁厚300 ~ 400 mm 。

9.1.4.3 下口漏斗与闸门基础

煤仓下口需用混凝土砌筑成圆台体进行收口，收口斗仓可选择圆锥形、四角锥形或双曲线形斗仓。其中双曲线形斗仓可实现内部煤岩均匀连续流动而且经久耐用，如图9－2所示。

9.1.4.4 溜口及闸门装置

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。

根据溜口的方向与矿车行进的方向是否一致，溜口方向有顺向、侧向和垂直三种。多采用与矿车行进方向一致的顺向溜口。

另外，煤仓与大巷的联接处必须加强支护以保证大巷安全。支护方式为在煤仓下部收口处四周铺设数根钢梁，灌入混凝土，并与大巷支护连为一体。

煤仓溜口闸门处的有效尺寸一般有500 × 500 mm ，700 × 700 mm 和800 × 800 mm 等几图9－1

煤仓容积

种规格。生产能力大的采区可设置双放煤口或大型闸门，与装车速度或胶带运输相适应，并安装给煤机以便连续均匀装煤。

9.1.5 防止煤仓事故措施

煤仓在使用过程中经常会发生堵仓、粘仓、溃仓等事故，必须采用科学方法进行设计、施工及管理。

9.1.5.1 设计和施工

（1）在保证系统合理的前提下，煤仓应选择在围岩稳定，岩层中硬以上，不穿越富含水层。

（2）提高施工质量保证仓壁光滑，耐磨损、耐冲击。

（3）煤仓下部设计呈双曲线型仓斗有助于煤岩整体下流，减少堵塞事故。

（4）煤仓下口设置排水孔。

（5）煤仓应在适当部位设置观察孔，以便于处理堵塞事故。

（6）煤仓上部注意通风，防止瓦斯积聚。

9.1.5.2 煤仓使用期间

（1）在上部仓口安装防止大块煤、杂物的设施。

（2）制定防止水进入煤仓的设施。

（3）煤仓内存煤不宜过长，停产两天以上应放空煤仓防止煤炭粘仓。

（4）定期清理煤仓保证仓底、壁光滑。

（5）处理堵仓事故的空气炮、水炮要定期检验，经常保证设备完好。

（6）煤仓底部留5 ~ 10 t煤作仓底，防止落煤砸坏放煤闸门并防止漏风。