巖石巷道設(shè)計與施工--課程設(shè)計

1、.巖石巷道設(shè)計與施工課程設(shè)計說明書 姓 名： 學 號： 班 級： 指導老師：目 錄一、巷道斷面施工圖設(shè)計4（一）選擇巷道斷面形狀4（二）選擇道床參數(shù)41、鋼軌型號的選取42、軌枕規(guī)格的選取43、道碴高度的選取4（三）確定管線布置位置4（四）確定巷道凈斷面尺寸41、巷道凈寬度的確定42、巷道凈高度的確定43、巷道的凈斷面積5（五）驗算風速5（六）選擇支護參數(shù)5（七）確定水溝參數(shù)5（八）確定巷道掘進斷面尺寸61、設(shè)計掘進斷面尺寸62、計算掘進斷面尺寸6（九）編制巷道斷面特征表和每米巷道材料消耗量表6（十）巷道掘進斷面施工圖7二、巷道施工技術(shù)措施7（一）鉆眼爆破工作71、選擇鉆眼機具72、選擇爆破器

2、材83、編制巷道掘進爆破圖表9（二）巷道掘進的通風工作131、確定通風方式132、選擇局扇和風筒133、通風設(shè)備的布置144、通風管理工作14（三）巖石裝運工作151、每一循環(huán)出矸量152、裝巖機型號和數(shù)量的確定153、巷道掘進調(diào)車和運輸方式164、裝巖機與調(diào)車設(shè)備在巷道中的布置16（四）支護工作171、臨時支護方式確定及其施工172、巷道永久支護173、永久支護的施工工藝、技術(shù)措施及質(zhì)量要求18（五）巷道掘進的輔助工作181、工作面壓風和水的供應(yīng)182、工作面排水183、工作面供電184、工作面測量工作185、其它輔助工作19（六）編制巷道施工循環(huán)圖表191、確定循環(huán)作業(yè)方式192、每循環(huán)各

3、工序的工作量19（七）施工勞動組織20（八）技術(shù)經(jīng)濟指標20（九）繪制巷道施工布置圖21 （十）參考文獻21設(shè)計條件某礦年設(shè)計能力為500萬噸，低瓦斯礦井，采用中央分列式通風，其最大涌水量為220m3/h。通過該礦第一水平南翼運輸大巷服務(wù)年限22年，長1800m，埋深720m，涌量為140m3/h，采用ZK20-9/550架線式電機車牽引5t底卸式礦車運輸。大巷穿過的巖層為中等穩(wěn)定，巖石的堅固性系數(shù)f=46，大巷需通過的風量為40m3/s。巷道內(nèi)敷設(shè)一趟直徑為200mm的壓風管、一趟直徑為100mm的水管及通訊、動力、信號電纜各一趟。一、巷道斷面施工圖設(shè)計（一）選擇巷道斷面形狀：由于大巷埋深7

4、20m，埋深較深，此時頂壓大，頂部必須使用抗壓能力強的曲線形斷面；同時，大巷穿過的巖層為中等穩(wěn)定，側(cè)壓相對較小，因此巷道兩幫可采用直墻式；綜合以上兩點，選用直墻拱形斷面；同時考慮大巷需通過的風量為38m3/s的通風量和巷道管道、電纜布置；同時為了簡化設(shè)計和有利于施工，綜合考慮采用半圓拱形這一巷道斷面形狀。（2） 選擇道床參數(shù) 鋼軌型號是根據(jù)巷道類型、運輸方式及設(shè)備、礦車容積和軌距來選用。1、鋼軌型號的選取。本題采用ZK20-9/550架線式電機車牽引5t底卸式礦車運輸，根據(jù)設(shè)計參數(shù)表可知，采用軌距為900mm，鋼軌型號30kg/m。2、軌枕規(guī)格的選取。軌距的選取與選取的鋼軌型號相適應(yīng)，綜合考慮

5、，采用軌距為900mm的鋼筋混凝土軌枕，軌型30kg/m，全高145mm，上寬170mm，下寬200mm。3、道碴高度的選取。道碴的高度也與選用的鋼軌型號相適應(yīng)。這里選取的道碴參數(shù)為：道床高度410mm，道碴高度220mm，道碴面至軌道面垂高190mm。（三）確定管線布置位置根據(jù)生產(chǎn)需要，巷道內(nèi)需要敷設(shè)壓風管、排水管、供水管以及其他管路。此外，還有動力電纜、照明和通訊電纜等。管纜布置的原則，主要是保證工人安全生產(chǎn)和便于安裝、檢修1.管道布置管道的布置要考慮安全、架設(shè)與檢修的方便，并應(yīng)符合下列要求：(1)管道布置在人行道一側(cè)，管道的架設(shè)一般采用管墩架設(shè)、托架固定或錨桿懸掛等方式，并要考慮檢修的方

6、便；管道下部距道碴或水溝蓋板的垂高不應(yīng)小于1.8m，此處取1.8m。(2)本設(shè)計巷道內(nèi)采用架線式電機車運輸，為防止電流腐蝕，應(yīng)避免將管道直接置于巷道底板上(本設(shè)計管道都用托架置于巷道頂部)。(3)當管道與管道呈交叉或平行布置時，應(yīng)保證管道之間有足夠的更換距離。管道架設(shè)在平巷頂部時，應(yīng)不妨礙其他設(shè)備的維修與更換。(4)本設(shè)計中管道與運輸設(shè)備之間留0.3m的安全距離。2 .電纜布置電纜布置應(yīng)符合以下要求：（1）動力電纜布置在非人行道一側(cè)。（2）若通訊電纜和動力電纜布置在同一側(cè)，且通訊電纜設(shè)在動力電纜上方0.3m距離處，以防電磁場作用干擾通訊信號，本設(shè)計中動力電纜與通訊電纜不置于同一側(cè)。（3）高壓電

7、纜和低壓電纜在巷道同側(cè)敷設(shè)，相互之間距離取0.2m；同時高壓電纜之間、低壓電纜之間的距離取0.1m，以便摘掛方便。（4）電纜懸掛高度應(yīng)保證當?shù)V車掉道時不會撞擊電纜，或者電纜發(fā)生墜落時，不會落在軌道上或運輸設(shè)備上。本設(shè)計中，電纜懸掛高度為2.0m，電纜兩個懸掛點的間距為3.0m，電纜與運輸設(shè)備距離為0.3m，電纜同風筒之間保持0.3m的距離。(四)確定巷道凈斷面尺寸4.1 巷道凈寬度B的確定巷道的凈寬度，是指巷道兩側(cè)內(nèi)壁或錨桿露出長度終端之間的水平距離，由運輸設(shè)備本身外輪廓最大寬度和煤礦安全規(guī)程所規(guī)定的人行道寬度及有關(guān)安全間隙相加而得。式中：巷道凈寬度，指直墻內(nèi)側(cè)的水平距離，m；非人行道側(cè)寬度，

8、煤礦安全規(guī)程規(guī)定：a不得小于0.3m；當巷道內(nèi)安設(shè)輸送機時，輸送機距支護或碹墻的距離，a不得小于0.5m；此設(shè)計不裝運輸機，即a取0.4m；運輸設(shè)備的最大寬度，由于電機車型號為ZK20-9/550，=1.6m；人行道側(cè)的寬度，煤礦安全規(guī)程規(guī)定：從巷道道碴面起1.6m的高度內(nèi)，需保留有寬0.8m以上人行道，在人車停車地點巷道上下人側(cè)需保留1m以上人行道。本設(shè)計中c取1.0m；在雙軌運輸巷道中，兩列對開列車最突出部分之間的距離，煤礦安全規(guī)程規(guī)定：t不得小于0.2m；在采區(qū)裝載點，t不得小于0.7m；在礦車摘掛鉤地點，t不得小于1.0m。此處t取0.4m（在采區(qū)裝載點，t取0.7m，在礦車摘掛鉤地點

9、，t取1m）對于曲線段巷道，在確定巷道斷面的凈寬時，要在與曲線段兩端相連的直線段和曲線段部分進行加寬，巷道內(nèi)側(cè)和外側(cè)均加寬0.2m，5t底卸式礦車雙軌曲線兩條軌道中心線間距加寬0.2m。4.2 巷道凈高度H的確定拱形巷道凈高度的確定，主要是指它的拱高和自底板起的壁（墻）高，即：式中：拱形巷道的凈高度，m； 拱形巷道的拱高，m； 拱形巷道的壁高，m； 巷道內(nèi)道渣高度，根據(jù)設(shè)計規(guī)格尺寸表可知，此時=0.22m。拱形巷道的拱高通常以與巷道凈寬的比來表示（稱為高跨比）。半圓拱的拱高、拱的半徑R均為巷道凈寬的1/2，即=R=B/2=2.5m。拱形巷道的壁高是指自巷道底板至拱基線的垂直距離。為了滿足行人安

10、全、運輸通暢以及安裝和檢修設(shè)備、管纜的需要，拱形巷道的壁高。設(shè)計要求按:架線電機車導電弓頂端兩切線的交點處與巷道拱壁間最小安全間隙要求；按管道的裝設(shè)高度要求；按人行高度要求；按1.6m高度人行寬度要求；按設(shè)備上緣至拱壁最小安全間隙要求等五種情況分別計算，取其最大者。計算過程必須遵循只進不舍的原則，以0.1m進級。具體計算如下：(1)按架線電機車導電弓子要求計算：式中：自軌道面起至電機車架線高度，此處取2200mm；自巷道底板至軌道面高度（道床總高度），由表1-2可知，=410mm；拱形巷道半徑，半圓拱R=B/2=2500mm；電機車導電弓頂端兩切線的交點處與巷道拱壁間最小安全間隙。此處取300

11、mm；導電弓子寬度之半，取=320mm；軌道中心線與巷道中心線間距，可知將上述各值代入可得：依據(jù)只進不舍的原則，以0.1m進級，取； 按雙軌電弓子計算：式中：自道碴面起至管道下部高度,由上述取=1800mm；管道懸吊件總高，采用錨桿懸吊時，一般取900mm；底板至道碴面高度，查表1-2可知，=220mm；拱形巷道半徑，半圓拱R=B/2=2500mm；導電弓寬度之半，取=320mm；導電弓子與管道間安全距離，取300mm ；管道接頭處最大直徑，取335mm；軌道中心線與巷道中心線間距，可知。將上述各值代入可得：依據(jù)只進不舍的原則，以0.1m進級，??； 按雙軌電機車計算：依據(jù)只進不舍的原則，以0.

12、1m進級，?。?3) 按人行高度要求計算： 依據(jù)只進不舍的原則，以0.1m進級，?。?4) 按1.6m高度人行寬度要求計算（雙軌）： 依據(jù)只進不舍的原則，以0.1m進級，取(5) 按設(shè)備上緣至拱璧最小安全間隙要求計算： 人行側(cè)（雙軌）： 依據(jù)只進不舍的原則，以0.1m進級，取 非人行側(cè)：依據(jù)只進不舍的原則，以0.1m進級，??；綜上所述：取 =2.4m；故： 。(五)、巷道風速驗算5.1 巷道凈斷面積的確定 巷道的凈寬度和凈高度確定后，巷道的凈斷面積便可求出。半圓拱巷道凈斷面積： 式中：；則：5.2 風速驗算式中：通過該巷道的風速，；根據(jù)設(shè)計要求通過該巷道的風量，；巷道的凈斷面面積，；該巷道允許

13、通過的最大風速，根據(jù)設(shè)計尺寸表可知,；代入上述數(shù)據(jù)可得：風速符合要求，設(shè)計的斷面可以使用。（六）、支護參數(shù)的選擇由于該礦年設(shè)計生產(chǎn)能力大，運輸大巷服務(wù)年限為22年，大巷穿過的巖層為中等穩(wěn)定，巖石的堅固性系數(shù)f=4-6,因此錨噴支護是首選支護形式。它屬于主動支護，能將巷道圍巖變成承載體，對巷道不規(guī)則斷面適應(yīng)性強，巷道圍巖變形量顯著減小，安全生產(chǎn)得到保證，大幅度減少了冒頂、瓦斯、火災等事故，同時簡化巷道布置施工速度快、機械化程度高、成本低。錨桿支護的參數(shù)有：錨桿長度、直徑、錨固力；錨桿的間距、排距以及錨桿的方向等，其中長度和間排距為主要參數(shù)。根據(jù)實際巷道巖體環(huán)境，綜合各種參數(shù)，采用錨噴支護?？紤]巷

14、道實際情況，取噴射混凝土厚度為100mm。同時采用1600mm長錨桿，直徑為22mm，間排距800mm。（七）、確定水溝參數(shù)水溝布置應(yīng)滿足下列要求：(1)水溝布置在人行道一側(cè)；(2)將沿水溝一側(cè)的巷道基礎(chǔ)加寬50mm，以便搭設(shè)水溝蓋板，同時應(yīng)使水溝底板掘進面比巷道基礎(chǔ)淺50mm;(3)水溝需有一定傾角，保證巷道涌水能在重力作用下順利排出；(4)該巷道為運輸大巷，行人與車輛來往頻繁，水溝上面要加設(shè)蓋板，蓋板頂面應(yīng)與道碴面齊平。因為巷道最大涌水量為220m3/h，普通涌水量為140m3/h，又因為巷道采用錨噴支護，這里取水溝參數(shù)如下：坡度寬度深度凈斷面掘進斷面5500mm450mm0.225m20.272 m2（八）、確定巷道掘進斷面尺寸半圓拱巷道設(shè)計掘進斷面積：式中：巷道設(shè)計掘進斷面面積，；巷道設(shè)計掘進斷面寬度，；噴射厚度（錨噴厚度）,此處取150mm；拱形巷道的壁高，由上述可知，=2.4m；則：巷道設(shè)計掘進斷面尺寸加上允許的掘進超挖誤差值(75mm)，即可求算出巷道計算掘進斷面尺寸，進而求算出巷道的計算掘進斷面積。半圓拱巷道設(shè)計掘進斷面積：其中：式中：巷道計算掘進斷面積，；巷道計算掘進寬度，mm；拱形巷道的壁高，由上述可知，=2.4m；掘進超挖誤差值，取=75mm。則：（9） 、編制巷道斷面特征表和每米巷道材料消耗量表巷道斷面特征表斷面/m2