井巷工程設(shè)計(jì)報(bào)告張輝

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：井巷工程姓 名：張 輝 學(xué) 號(hào)：200910104139班 級(jí)：安全工程0941班井巷工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：某煤礦年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬t噸，采用立井開拓方式，屬低瓦斯礦井，采用中央分列式通風(fēng)，井下最大涌水量為400m3/h；第二水平東運(yùn)輸大巷長(zhǎng)度1600m，服務(wù)年限為25年；通過的流水量為 180m3/h ，風(fēng)量為 70m3/h ；采用 ZK7-9/550 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)的大巷穿過中等穩(wěn)定巖層，巖石堅(jiān)固性系數(shù)=46。設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.選擇合適的

2、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. 要通過計(jì)算確定的，必

3、須有必要的計(jì)算步驟和過程。要參照有關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)確定的，請(qǐng)說明確定理由。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：2011-2012學(xué)年第2學(xué)期第18周（安全0941班）。

4、巷道斷面及爆破設(shè)計(jì)一、巷道斷面形狀年產(chǎn)60萬t礦井的第二水平東運(yùn)輸大巷，服務(wù)年限在25年，采用900mm軌距的雙巷運(yùn)輸大巷，其凈寬在3m以上，又穿越中等穩(wěn)定的巖層，故選用螺紋鋼樹脂錨桿與噴射混凝土支護(hù)，半圓拱形斷面。二、雙軌直線段的巷道斷面(一) 確定巷道凈寬度B查表3-2知ZK7-9/550電機(jī)車寬A1=1360mm、高h(yuǎn)=1550mm；1.5t礦車寬1050mm、高1150mm。根據(jù)煤礦安全規(guī)程，取巷道人行道寬c=840mm、非人行道一側(cè)寬a=400mm。又查表3-3知本巷雙軌中線距b=1400mm，則兩電機(jī)車之間距離為14001360213602=40mm200mm故巷道凈寬度：B=a2

5、A1ct=40021360840200=4160mm取4200mm(二)確定巷道拱高h(yuǎn)0半圓拱h0=B2=42002=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3-7中半圓拱形巷道壁高公式得 h3h4hc式中 h4軌面起電機(jī)車架線高度，按煤礦安全規(guī)程取h4=2000mm； hc道床總高度。查表3-10選30kg/m鋼軌，再查表3-5得hc=410mm，道砟高度hb=220mm；n導(dǎo)電弓子距拱璧安全間距，取n=300mm；K導(dǎo)電弓子寬度之半，K=7182=359，取K=360mm；b1軌道中線與巷道中線間距，b1=B/2a1=

6、420021080=1020mm；故h32000410=1255mm。2.按管道裝設(shè)要求確定h3 h3h5h7hb式中 h5道砟面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1800mm； h7管子懸吊件總高度，取h7=900mm； m導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300mm；b2軌道中線與巷道中線間距，b2=B2c1=420021520=580mm。故h31800900220=1362mm。3.按人行高度要求確定h3 h31800hb式中，j為距巷道壁的距離。距墻壁的j處的巷道有效高度不小于1800mm。j100mm，一般取j=200mm。故 h31800220=1126mm。綜上計(jì)算，并考慮一定的余量

7、、確定本巷道壁高為h3=1570mm。則巷道高度H=h3hbh03450mm。（四）確定巷道凈斷面積S和凈周長(zhǎng)P由表3-7的凈斷面積S=B（0.39Bh2）式中h2道砟面以上巷道壁高，h2=h3hb=1570220=1350mm故S=4200（0.3942001350）=125496002=12.5。凈周長(zhǎng)P=2.57B2h2=2.57420021350=13494=13.5m（五）用風(fēng)速校核巷道凈斷面積查表3-9，知vmax=8m/s，已知通過大巷風(fēng)量Q=70m3/s，代入式（3-6）得 v=5.68m/s 設(shè)計(jì)的大巷凈斷面面積，風(fēng)速?zèng)]超過規(guī)定，可以使用。（六）選擇

8、支護(hù)參數(shù)采用錨噴支護(hù)，根據(jù)巷道凈寬4.2m、穿過中等穩(wěn)定巖層、服務(wù)年限25年等條件，確定選用錨固可靠、錨固力大的樹脂錨桿，桿體為18mm螺紋鋼，每空安裝兩個(gè)樹脂藥卷，錨固長(zhǎng)度700mm，設(shè)計(jì)錨桿預(yù)緊力40kN，錨固力80kN。錨桿長(zhǎng)度2.0m，成方形布置，其間排距0.8m0.8m，托板為8厚150150的方形鋼板。噴射混凝土層厚T1=100，分兩次噴射，每次各噴50厚。故支護(hù)厚度T=T1=100mm。（七）選擇道床參數(shù)根據(jù)巷道通過的運(yùn)輸設(shè)備，已選用30/m鋼軌，其道床參數(shù)hc、hb分別為410mm和220mm，道砟面至軌面高度ha=hchb=410220=190mm。采用鋼筋混凝土軌枕。（八）

9、確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸由表3-7計(jì)算公式得：巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B1=B2T=42002100=4400mm。巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2=B12=4400275=4550mm。巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H1=HhbT=3450220100=3770mm。巷道計(jì)算掘進(jìn)高度H2=H1=377075=3845mm。巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積S1=B1（0.39B1h3）=4400（0.3944001570）=144584002取S1=14.46。巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積S2=B2（0.39B2h3）=4550（0.3945501570）=152174752取15.22。三、布置巷道內(nèi)水溝和管線已知通過巷道的水量為180m3/h，現(xiàn)

10、采用水溝坡度為3,查表3-12得：水溝深450mm、水溝寬500mm，水溝凈斷面積0.225；水溝掘進(jìn)斷面積0.272，每米水溝蓋板用鋼筋2.036、混凝土0.0323m3，水溝用混凝土0.152m3。管子懸吊在人行道一側(cè)，電力電纜掛在非人行道一側(cè)，通訊電纜在管子上方，見圖。四、計(jì)算巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗量有表3-7計(jì)算公式得：每米巷道拱與墻計(jì)算掘進(jìn)體積V1=S11=15.221=15.22m3。每米巷道墻角計(jì)算掘進(jìn)體積V3=0.2（T）1=0.2（0.10.075）=0.04m3。每米巷道拱與墻噴射材料消耗V2= 1.57（B2T）T12h3T1=1.57（4.550.1）0.121.57

11、0.1=1.01365m3。每米巷道墻腳噴射材料消耗V4=0.2T1=0.20.101=0.02 m3。每米巷道噴射材料消耗（不包括損失）V=V2V4=1.013650.02=1.03265 m3。每米巷道錨桿消耗 N = 式中P1計(jì)算錨桿消耗周長(zhǎng)，P1=1.57B22h3=1.574.5521.57=10.28m；a、 a錨桿間距、排距，a=a=0.8m；故 N = =15.4375根折合重量為：14.75l（）2=14.752.003.14（）27850=61.644 式中l(wèi)錨桿長(zhǎng)度，l=2.0m； d錨桿直徑，d=18； 錨桿材料密度，=7850/m3。由于每根錨桿安裝2個(gè)樹脂藥卷，則每

12、米巷道樹脂藥卷消耗:M=2N=30.875支。每排錨桿數(shù)為：N0.8=15.43750.8=12.3513根每排樹脂藥卷數(shù);M0.8=30.8750.8=24.725支每米巷道粉刷面積：Sn=1.57B32h2式中B3計(jì)算凈寬，B3=B22T=4.5520.1=4.35m。故Sn=1.574.3521.35=9.53五、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。六、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。（1）爆破工程原始資料。巷道名稱：第二水平東運(yùn)輸大巷；用途：運(yùn)輸；位置：第二水平東；斷面形狀和尺寸：半圓拱

13、形計(jì)算掘進(jìn)斷面面積15.22；穿過巖層性質(zhì)：中等穩(wěn)定巖層；地質(zhì)條件以及瓦斯情況：巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=46，無瓦斯。（2）選用的鉆眼爆破器材。炸藥、雷管品種：2號(hào)巖石硝銨炸藥、段毫秒雷管。鑿巖機(jī)具的型號(hào)和性能：氣腿式鑿巖機(jī)，性能好，效率高。（3）爆破參數(shù)的選擇與計(jì)算。掏槽方法：菱形掏槽直眼掏槽；炮眼直徑：40mm；深度：掏槽眼深度2.2m，輔助眼深度2.0m，周邊眼深度2.0m；數(shù)目：67；單位耗藥量：2.58/m3。爆破原始條件序號(hào)名稱單位數(shù)量1掘進(jìn)斷面15.222巖石普氏系數(shù)f463工作面瓦斯情況低瓦斯4工作面涌水情況m3/h最大涌水量4005炸藥和雷管的類型2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)炮眼裝藥量合計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)起爆順序聯(lián)線方式卷數(shù)/個(gè)長(zhǎng)度/m裝填率/卷數(shù)/個(gè)重量/1中線眼12.230.530.45反向串25掏槽眼42.2122.080487.2反向墊4卷藥串611一圈眼62111.875669.9反向墊3卷藥串1213輔助眼22101.670203.0反向墊2卷藥串1423二圈眼10291.4609013.5反向墊2卷藥串2436三圈眼13281.25210415.6反向墊2卷藥串3748底眼12281.2509614.4