井巷工程設(shè)計(jì)報(bào)告王0

1、河南工程學(xué)院安全工程系課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告課程名稱：井巷斷面設(shè)計(jì)姓 名： 王 佳 偉學(xué) 號(hào)： 200801111149班 級(jí)：安全工程0841井巷工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：某煤礦年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn)t噸，采用立井開(kāi)拓方式，屬高瓦斯礦井，采用中央分列式通風(fēng)，井下最大涌水量為450m3/h；第二水平東運(yùn)輸大巷長(zhǎng)度1600m，服務(wù)年限為25年；通過(guò)的流水量為 160 m3/h ，風(fēng)量為 40 m3/s ；采用 2K10-9/550 直流架線電機(jī)車牽引 1.5t 礦車運(yùn)輸。巷道內(nèi)鋪設(shè)一趟直徑為200mm的壓氣管和一趟直徑為100mm的供水管。設(shè)計(jì)的大巷穿過(guò)中等穩(wěn)定巖層，巖石堅(jiān)固性系數(shù)=46。設(shè)計(jì)內(nèi)容：

2、1.選擇合適的巷道斷面形狀。2.設(shè)計(jì)雙軌直線段的巷道斷面。確定巷道凈寬、拱高、墻高、凈斷面面積、凈周長(zhǎng)，并進(jìn)行風(fēng)速校核。選擇合適的支護(hù)方式，確定支護(hù)參數(shù)。最后確定巷道的掘進(jìn)斷面尺寸。3.布置巷道內(nèi)水溝和管線。4.計(jì)算巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗量。5.繪制巷道斷面施工圖，編制巷道特征表和每米巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗表。6.根據(jù)設(shè)計(jì)的斷面圖，編制爆破作業(yè)圖表。包括爆破原始條件，三個(gè)方向的炮眼布置圖、爆破參數(shù)、預(yù)期爆破效果表。設(shè)計(jì)要求：1. 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)認(rèn)真、獨(dú)立地完成計(jì)算、繪圖、編寫說(shuō)明書等全部工作。作到分析論證清楚、論據(jù)確鑿，并積極采用切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù)，力爭(zhēng)使設(shè)計(jì)成果達(dá)到較高水平。2. 要通過(guò)

3、計(jì)算確定的，必須有必要的計(jì)算步驟和過(guò)程。要參照有關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)確定的，請(qǐng)說(shuō)明確定理由。設(shè)計(jì)參照依據(jù)：煤礦安全規(guī)程、煤礦井巷工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、煤礦巷道斷面和交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范、煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)、井巷工程?hào)|兆星等徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2009。3.說(shuō)明書用稿紙手寫，要求字跡工整，內(nèi)容完整，表格要用統(tǒng)一編號(hào)和表頭。圖紙繪制用CAD，繪圖比例用1：50，打印輸出比例為1：1，紙型為A4。圖紙格式要求按示例一，示例二；線型、線寬及圖例，參照采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)采礦制圖部分要求。4.提交的設(shè)計(jì)成果包括：設(shè)計(jì)說(shuō)明書及有關(guān)圖紙（巷道斷面施工圖，炮眼布置圖）。5.設(shè)計(jì)時(shí)間：2010-2011學(xué)年第1學(xué)期第17周（08

4、41班、0842班），2010-2011學(xué)年第1學(xué)期第18周（0921班）。 第一章 巷道斷面設(shè)計(jì)一、選擇巷道斷面形狀 年產(chǎn)90萬(wàn)噸礦井的第一水平運(yùn)輸大巷，一般服務(wù)年限在20年以上，采用900mm規(guī)矩的雙軌運(yùn)輸大巷，其凈寬在3m以上，又穿過(guò)中等穩(wěn)定的巖層，故選用鋼筋砂漿錨桿和噴射混凝土支護(hù)，巷道為半圓拱形斷面。二、確定巷道凈斷面尺寸（一）確定巷道凈寬度B 查表3-2可知ZK10-9/550電機(jī)車A1=1360mm、高h(yuǎn)=1550mm；1.5t礦車寬1050mm高1150mm。 根據(jù)煤礦安全規(guī)程，取巷道人行側(cè)道寬840mm，非人行道一側(cè)寬a=400mm。又查表3-3，知本巷雙軌中線距離b=160

5、0mm，則兩電機(jī)車之間的距離為 1600-（1360/2+1360/2）=240mm200mm故巷道凈寬度B=a1+b+c1=(400+1360/2)+1600+(1360/2+840)=4200mm.（二）確定巷道拱高 h0半圓拱形巷道拱高h(yuǎn)0=B/2=4200/2=2100mm.半圓拱半徑R= h0=2100mm.（三）確定巷道壁高h(yuǎn)31按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定h3由表6-1-5中半圓形巷道拱高公式得 h3h4+hc-式中，h4為軌面起電機(jī)車架線高度，按煤礦安全規(guī)程取h4=2000mm；hc為道床總高度。查表3-10,選22kg/m鋼軌，再查表3-5得hc =380mm,道渣高度hb=

6、220mm；n為導(dǎo)電弓子距拱璧安全距離，取n=300mm；K為導(dǎo)電弓子寬度之半，K=718/2=359，取K=360mm；b1為軌道中線與巷道中線的距離，b1=B/2-a1=4200/2-1080=1020mm.故h32000+380-=1225mm2按管道裝設(shè)要求確定h3 h3h5+h7+hb-式中，h5為渣面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1800mm；h7為管子懸吊件總高度，取h7=900mm；m為導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300mm；D為壓氣管法蘭盤直徑，D=335mm；為軌道中線與巷道中線間距，b2=B/2-C1=4200/2-1520=580mm.故h31800+900+220

7、-=1341mm3 按人行道高度要求確定h3 h31800+ hb- 式中，j為距巷道壁的距離。距壁j處的巷道有效壁高不小于1800mm.j100mm,一般取j=200mm。 h31800+220-=1125mm綜上計(jì)算，并考慮一定的余量，確定本巷道壁高h(yuǎn)3=1820mm。則巷道高度 H=h0 + h3 hb=1820-220+2100=3700mm。（四） 確定巷道凈斷面面積S和凈周長(zhǎng)P由表3-8得凈斷面積 S=B（0.39B+h2）式中，h2為道渣面以上巷道的壁高，h2=h3-hb=120-220=1600mm故S=4200*（0.39*4200+1600）=13599600mm2=13.

8、6m2凈周長(zhǎng)P=2.57B+2h2=2.57*4200+2*1600=13994mm=14.0m.（五）用風(fēng)速校核巷道凈斷面積查表3-7校核巷道凈斷面面積值查表6-1-7，知Vmax=8m/s已知通過(guò)大巷風(fēng)量Q=40m3/s，代入下式 V=Q/S=40/13.6=2.948m/s設(shè)計(jì)的大巷斷面面積，風(fēng)速每超過(guò)限定，可以使用。三、確定巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面尺寸和計(jì)算掘金斷面尺寸（一）選擇支護(hù)參數(shù) 采用錨噴支護(hù)，根據(jù)巷道凈寬4.2m、穿過(guò)中等穩(wěn)定巖層、服務(wù)年限大于20年等條件，確定選用錨固可靠、錨固力大的樹(shù)脂錨桿，桿體為18mm螺絲鋼，每孔安裝兩個(gè)樹(shù)脂藥卷，錨固長(zhǎng)度700mm，設(shè)計(jì)錨桿預(yù)緊力40kN，錨

9、固力80kN,錨桿長(zhǎng)度2.0m，成方形布置，其間距0.80m0.80m，托板為8mm厚150mm150mm的方形鋼板。噴射混凝土厚度T1=100mm，分兩次噴射，分兩次噴射，每次各噴50mm厚。故支護(hù)厚度T=T1=100mm。（二） 道床參數(shù)的選擇根據(jù)本巷道通過(guò)的運(yùn)輸設(shè)備，選用22kg/m鋼軌，其道床參數(shù)hc、hb分別為380mm,200mm,道渣面至軌面高度ha=hc-hb=380-220=160mm.采用鋼筋混凝土軌枕。（三）確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸由表3-7計(jì)算式得:巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B1=B+2T=4200+2*100=4400mm巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2=B1+2=4400+2*75=4550

10、mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H1=H+ hb+T=3400+220+100=3720mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度 H2=H1+ =3720+75=3795mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)面積S1=B1(0.39B1+h3)=4400*(0.39*4400+1820)=15558400mm2取S1=15.6m2巷道計(jì)算掘進(jìn)面積S2=B2(0.39B2+h3)=4550*（0.39*4550+1820）=16354975mm2取S2=16.4m2四、布置水溝和管線已知通過(guò)本巷道的水量為160m3/h,現(xiàn)采用水溝坡度0.3%，查表3-12得：水溝深400mm、水溝上下寬均為400mm,水溝凈斷面積0.16m2 ,水溝掘進(jìn)斷面面積0

11、.203m2 ,每米水溝蓋板用鋼筋1.633kg，混凝土0.0276m3 水溝用混凝土0.133m3.管子懸吊在人行道一側(cè)，電力電纜掛在非人行道側(cè)，通信電纜掛在管子上方，見(jiàn)圖3-11.五、計(jì)算掘進(jìn)工程量及材料消耗量由表-7計(jì)算公式得：每米巷道拱與墻計(jì)算掘進(jìn)體積V1=S2*1=16.4*1=16.43每米巷道墻角計(jì)算掘進(jìn)體積V3=0.2*（T+ ）*1=0.2*（0.1+0.075）=0.035m3每米巷道拱與墻噴射材料消耗V2=1.57（B2-T1）T1+2h3T1*1=1.063m3每米巷道墻角噴射材料消耗V4=0.2T1*1=0.2*0.1*1=0.02m3每米巷道噴射材料消耗（不包括損耗

12、量）V=V2+V4=1.063+0.02=1.083m3每米巷道錨桿消耗（僅拱部打錨桿） N=P10.5a/aa其中P1計(jì)算錨桿消耗周長(zhǎng)，P1=1.574.55+21.82=10.78a、 a錨桿間距、排距，a=a=0.8m故折合量為：N=10.78-0.50.8/0.80.8=16.2216.22l（d/2）2 =16.222.003.14(0.018/2) 2 7850 =64.77kg式子 l-錨桿長(zhǎng)度，l=2.0m d-錨桿直徑，d=18mm 錨桿材料密度，=7850kg/m3 由于每根錨桿安裝2個(gè)樹(shù)脂藥卷，則每米巷道樹(shù)脂藥卷消耗：M=2N=32.44 每排錨桿數(shù)為：N0.8=16.2

13、20.8=12.9713根每排樹(shù)脂藥卷數(shù)：M0.8=32.440.8=25.926根每米巷道粉刷面積： Sn=1.57B3+2h2式中 B3-計(jì)算凈寬，B3=B2-2T=4.55-20.10=3.74m故 Sn=1.574.35+21.6=9.1 m2 六、繪制巷道斷面施工圖、編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表根據(jù)以上技術(shù)結(jié)果，按1:50比例繪制出巷道斷面施工圖，并附上工程量及材料消耗量表如下：運(yùn)輸大巷特征圍巖類型斷面面積/m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸/mm噴射厚度/mm 錨桿/mm凈周長(zhǎng)/m凈面積設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬高型式排列方式間、排距錨桿長(zhǎng)直徑13.615.644004020100螺紋鋼樹(shù)脂錨噴方形

14、80020001814.0運(yùn)輸大巷每米工程量及材料消耗圍巖類型計(jì)算掘進(jìn)工程量/m3錨桿數(shù)量材料消耗/mm粉刷面積/m2巷道墻腳噴射材料/ m3錨桿鋼筋/kg樹(shù)脂藥卷/支16.40.03516.221.08360.7732.4410.0第二章鉆眼爆破及炮眼布置一、炮眼布置本設(shè)計(jì)采用直眼三角形掏槽，作為附加自由面，對(duì)爆炸應(yīng)力和爆破方向起集中導(dǎo)向作用，并使受壓巖石有必要的碎脹補(bǔ)償空間，從而提高爆破效果。0.6-0.7二、爆破參數(shù)炮眼直徑一般為3542mm；采用氣腿式鑿巖機(jī)，炮眼深度一般為1.82.5m，此處取值如下表所示；根據(jù)巖石堅(jiān)固系數(shù)f=46及巷道坡度形狀等，炮眼數(shù)目如下表所示。三、裝藥結(jié)構(gòu)與起

15、爆裝藥結(jié)構(gòu)除周邊眼、底眼、水溝眼采用間斷裝藥外，其他都采用不間斷裝藥。 根據(jù)以上技術(shù)結(jié)果，按1:50比例繪制出巷道斷面施工圖，并附上工程量及材料消耗量表如下：爆破原始條件序號(hào)名稱單位數(shù)量1掘進(jìn)斷面m216.42巖石普氏系數(shù)f14-63工作面瓦斯情況高瓦斯4工作面涌水情況m3/h1605炸藥和雷管的類型ms2號(hào)巖石硝銨炸藥，段毫秒雷管裝藥量及起爆順序眼號(hào)炮眼名稱眼數(shù)/個(gè)眼深/m每個(gè)炮眼裝藥卷數(shù)/個(gè)合計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)起爆順序聯(lián)線方式卷數(shù)/個(gè)重量/kg1中線眼12.633045反向2-4正槽眼32.52266540反向墊4卷藥串5-33輔助眼292.510290600反向墊2卷藥串34-51周邊眼182.4拱基線以上2個(gè)2414.85反向空氣柱