《礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)院：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：二一二年一月礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)前言一、設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)是礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。其任務(wù)是設(shè)計(jì)巷道斷面施工圖和巷道交岔點(diǎn)。通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)鞏固學(xué)生所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，使學(xué)生掌握巷道斷面及交岔點(diǎn)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和說(shuō)明書(shū)編制方法，使學(xué)生得到一次分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題能力的基本訓(xùn)練，并且進(jìn)一步提高學(xué)生的運(yùn)算和繪圖能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立閱讀資料、掌握技術(shù)信息和編寫(xiě)技術(shù)文件的能力。二，設(shè)計(jì)條件某煤礦，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3Mt/ 年，服務(wù)年限為 65 年。采用立井開(kāi)拓、單水平、上下山開(kāi)拓。地面標(biāo)高+38m ，生產(chǎn)水平為

2、 650m，屬低沼氣礦井。通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)，井下最大涌水量為400m3/h，通過(guò)第一水平東運(yùn)輸大巷的流水量為240m3/h，風(fēng)量為 40 m3 /s。；采用ZK7 9/550 電機(jī)車(chē)牽引 1.5t 礦車(chē)運(yùn)輸。內(nèi)設(shè) 108 壓風(fēng)管和 59 供水管各一路，另設(shè)動(dòng)力、照明、通訊和信號(hào)電纜各一路。大巷中間有一單軌分岔巷道與之相連（單軌巷道寬2860mm，其中 b3 為 1330mm ），并成 60交角，交岔點(diǎn)處在不穩(wěn)定巖層中，試設(shè)計(jì)大巷斷面及交岔點(diǎn)。2目錄.44444B.5.5.56667771 508999.H9J9.9TM10.10.Y10L1010TM101111111212121 10

3、0150133礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第一章巷道斷面施工圖設(shè)計(jì)第一節(jié)巷道斷面施工圖設(shè)計(jì)一、巷道斷面形狀的選擇巷道斷面形狀的選擇，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想指導(dǎo)巷道斷面選擇的全過(guò)程，其中應(yīng)主要考慮巷道所處的位置及穿過(guò)的圍巖性質(zhì)、作用在巷道上地壓的大小和方向、巷道的用途及服務(wù)年限、選用的支架材料和支護(hù)方式、巷道的掘進(jìn)方法和采用的掘進(jìn)設(shè)備等因素。此巷道設(shè)計(jì)采用錨噴支護(hù)，選擇半圓拱形斷面。二、道床參數(shù)的選擇該運(yùn)輸大巷采用ZK7 9/550鋼軌型號(hào)： 30kg/m軌枕：鋼筋混凝土軌枕道床參數(shù)：hc =360mmhb =200 mm 道碴距軌面高160mm三、巷道內(nèi)管線布置管道布置在人行道一側(cè)，其下部與道碴

4、面保持1.8m 以上的距離；通訊電纜應(yīng)布置在電力電纜的另一側(cè)，若不得已布置在同一側(cè)時(shí)，則應(yīng)在電力電纜上方mm100以外；同時(shí)高壓電纜之間，低壓電纜之間的距離不小于50mm；電纜懸掛高度應(yīng)保證當(dāng)?shù)V車(chē)掉道時(shí)不會(huì)撞擊電纜，或者電纜發(fā)生墜落時(shí)不會(huì)落在軌道上，電纜懸掛高度一般在1.5-1.9m ，電纜兩個(gè)懸掛點(diǎn)間距不應(yīng)大于 0.3m，電纜與運(yùn)輸設(shè)備之間的距離不應(yīng)小于 0.25m；壓風(fēng)管和供水管懸吊在人行道一側(cè)，最低處距渣面 1.8m ；四、巷道凈斷面尺寸的確定（一）巷道凈寬度B 的確定該運(yùn)輸大巷采用ZK7-9/550電機(jī)車(chē)牽引1.5t固定式礦車(chē)運(yùn)輸，ZK7-6/250電機(jī)車(chē)寬1mmmm礦車(chē)寬 1050m

5、mmmA =1360，高 h=1550,1.5t,高 1150.根據(jù)煤礦安全規(guī)程 ，取人行道寬 C=880 mm ，非人行道一側(cè)寬a=400mm, 本行雙軌中線距離b=1760 mm，則兩電機(jī)車(chē)之間距離為：b= 1760（ 1360/2+1360/2 ） =400 mm4礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)故巷道凈寬度：B = a1bc1 =（ 400+1360/2)+1760+(1360/2+880)=4400 mm（二）巷道拱高h(yuǎn)0 的確定半圓拱的拱高h(yuǎn)0 =R=B/2=4400/2=2200mm該半圓拱形巷道拱高為2200mm（三）巷道壁高h(yuǎn)3 確定架線電機(jī)車(chē)巷道，一般按架線高度和管道裝設(shè)要求計(jì)算

6、方能滿足需要。1、按架線電機(jī)車(chē)導(dǎo)電弓子要求確定h 3h 3h4 hc( R n) 2(K b1 ) 2（1-1）式中， h4 軌面起電機(jī)車(chē)架線高度，按煤礦安全規(guī)程取h4 =2000 mm；hc 道床總高度，巷道選用24kg/m 鋼軌， hc 360mm， hb 200mm；n 導(dǎo)電弓子距拱璧的安全間距，取n 200mm ；K 導(dǎo)電弓子寬度一半，取K360mm ；b1 軌道中線與巷道中線間距，b1B / 2a1 =4600/2-1080=1220 mm故， h 32000360(2200200) 2(360 1120) 2=1015 mm2、按管線裝設(shè)要求確定h3h3h5 h7hbR2(K m

7、D / 2 b2 )2（ 1-2）式中， h5渣面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1800 mm;h7管子懸吊件總高度，取h7=900 mm;m導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300 mm;D壓氣管法蘭盤(pán)直徑，D=230 mm ；b2 為軌道中線與巷道中線間距，b2 = 640 mm.h31800 9002 0 022200(3603 0 022 3 0 / 2 m6 m40 )1 2 1 53、 按人行高度要求確定h3h31800hbR2(Rj )2（ 1-3）式中，j為距巷道壁的距離。距壁j處的巷道有效高度不小于1800 mm.j 100 ,一般取j=200 mm.h318002002200

8、2(2200200) 21084mm4、按電機(jī)車(chē)確定 h 3h 3 h5h7 hbR 2( A1 / 2 m1 D / 2 b2 )2（ 1-4）式中m1 為電機(jī)車(chē)距管子的距離，取200mm5礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)h 3180090020022002(1360 / 2200230 / 2 640) 2=1428 mm5、按 1.6m高度人行寬度要求計(jì)算式中 h 3 1 6 0 0 hb2/2)（1-5）R(C 1A / 2 2bC /為運(yùn)輸設(shè)備上緣與拱壁間距，取700mmh 3160020022002(7001360 / 2200) 2=928 mm6、按設(shè)備邊緣與拱壁最小安全間隙要求計(jì)算

9、（人行道側(cè)）h 3h hcR2(C /A1 / 2 b2 )2（ 1-6）式中h機(jī)車(chē)高度h 3155036022002(7001360 / 2640) 2=1038 mm7、按設(shè)備邊緣與拱壁最小安全間隙要求計(jì)算（非人行道側(cè)）h 3h ch2/1A/ 22（ 1-7）式中R ( a1 b)a/取 200mmh 3155036022002(2001360 / 21120) 2=994 mmmm總上計(jì)算，壁考慮一定的富余， 確定本巷道壁高 1600mm。則巷道高 H=1600+2200-200=36004）確定巷道凈斷面面積 S 和凈周長(zhǎng) P 凈斷面積 SS B（0.39B h2）（1-8）式中，

10、h 2 為渣面以上巷道壁高，h 2h3h b1600200 1400mm故 S 4400 （0.394400 1400） 13710400mm213.71m2凈周長(zhǎng) P 2.57B2h2 2.574.421.412.71m?（五）驗(yàn)算風(fēng)速v Q S（1-9）知 vMax =8m/s, 已知通過(guò)大巷風(fēng)量Q=40 m 3/ s,代入式（ 1-5）得v Q S 40 13.71 2.91 8m / s設(shè)計(jì)的大巷斷面積、風(fēng)速?zèng)]超過(guò)規(guī)定，可以使用。（六）選擇支護(hù)參數(shù)本巷道采用錨噴支護(hù)，根據(jù)巷道凈寬4.4m、穿過(guò)中等穩(wěn)定巖層即屬類(lèi)圍巖、服務(wù)年限65年等條件，得錨噴支護(hù)參數(shù)：左旋螺紋鋼錨桿長(zhǎng)2.2m，間距M

11、=0.8, 排距 M =0.8m,錨桿直徑d=22 mm,噴射混泥土厚度 T1=100 mm,錨桿外露長(zhǎng)度 T2=0 故支護(hù)厚度 T=T 1=100 mm.6礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（七）確定水溝參數(shù)為了排出井下涌水和其他污水，設(shè)計(jì)巷道斷面時(shí)應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)時(shí)通過(guò)該巷道的排水量設(shè)計(jì)水溝。水溝布置在人行道一側(cè)，并盡量減少穿越運(yùn)輸鐵路。平巷水溝坡度可取 0.3%0.5%, 或與巷道的坡度相同。按照本巷道實(shí)際情況，現(xiàn)采用水溝坡度為4，使用錨噴支護(hù)，查規(guī)范得： 水溝寬 500 mm，深 450 mm，水溝凈斷面積0.225 ，掘進(jìn)斷面積0.272 ，每米水溝蓋板使用鋼筋2.036kg，混凝土 0.03

12、23 m3 , 每米水溝消耗混凝土0.152 m3（八）確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B1B2T44002 1004600mm巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2B1246002754750mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H 1HhbT 3600200100 3900mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度H 2Hm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積S1B1 (0.39B1h3 )4600(0.39 4600 1600) 15.6巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面積S2B2 (0.39B2 h3 )4750(0.39 4750 1600) 16.4（九）編制巷道斷面特征表和每米巷道材料消耗量表每米巷道拱與墻計(jì)算掘進(jìn)體積V1S2116.4 m

13、3每米巷道墻腳計(jì)算掘進(jìn)體積V30.2(T)10.2(0.10.075) 10.04m3每米巷道拱與墻噴射材料消耗V2 1.57(B2T )T3h3T（ 1-10 ）1.57(4.750.1)0.121.60.111.05m3每米巷道墻腳噴射材料消耗V40.2T10.20.110.02m3每米巷道噴射材料消耗VV2 V41.050.021.07m3每米巷道錨桿消耗N (P1 0.5M ) MM （ 1-11）式中， P1 為計(jì)算錨桿消耗周長(zhǎng)，P1 1.57B21.574.75 7.45m;7礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M、M為錨桿間距、排距，MM 0.8mP / M7.45 / 0.89.3110

14、故 ,N (101) 0.813.75根。折合重量為13.75 l(d2)213.75 2.2 3.14 0.02 227850 74.6kg （1-12）式中，l 為錨桿深度， l =2.2m；d 為錨桿直徑， d =20mm;為錨桿材料密度，=7850 / m3.每排錨桿數(shù)為 N 0.8 13.750.811 根。每米巷道粉刷面積Sn1.57B32h2（ 1-13）式中， B3為計(jì)算凈寬， B3B22T4.7520.1 4.55m 。故 S1.574.5521.49.94m2 。n表 1-1 巷道斷面特征表圍巖設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺斷面 / m2寸 /mm噴射錨桿凈周類(lèi)別厚度長(zhǎng)設(shè)計(jì)外露排列間排錨桿寬高

15、mm型式m凈長(zhǎng)度方式距直徑掘進(jìn)長(zhǎng)13.715.646003900100左旋螺紋鋼0方形80022002012.7表 1-2 運(yùn)輸大巷每米工程量及材料消耗圍巖類(lèi)計(jì)算掘進(jìn)工程量， m3材料消耗別粉刷面積， m2錨桿數(shù)量， 根巷道墻角噴射材料， m3錨桿鋼筋16.40.0416.01.0574.6kg9.94（十）繪制巷道斷面施工圖（150）8礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第二節(jié) 交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)一、選擇基本數(shù)據(jù)該交岔點(diǎn)為雙軌大巷與單軌支巷相交，巷道轉(zhuǎn)交60 . 主巷為雙規(guī)巷道，凈寬 4400mm，墻高1600 mm，支巷為單軌巷道， 凈寬 2860mm，采用錨噴支護(hù)， 各斷面噴射混凝土厚度為T(mén)=150 mm

16、，錨桿長(zhǎng)度 l 2200mm ，半圓拱形斷面道岔及主要參數(shù)：采用DK 9305 20 左開(kāi)道岔，其參數(shù)為1 = 11.31。， a4252mm ，b 5848mm ， R=20m 。二、平面交岔點(diǎn)尺寸計(jì)算（一） . 彎道中心到基本軌中心線的垂直距離HHR cosb sin= 20000cos11.315848sin11.3120759mm（二） . 基本軌起點(diǎn)至垂線距離JJ a b cosR sin= 4252 5848cos11.3120000sin11.316064mm（三） OT與 O點(diǎn)到主巷中心線的垂線夾角曲率中心和支巷起點(diǎn)連線與主巷軌道中心線夾角arccos ( Hb2500) (

17、R b3 )= arccos (207591080 500) (20000。1330) 25.96P=J+ R (B3b3）sin=14148mm（四）交岔點(diǎn)最大寬度TMNMB3 sin2860sin 25.96=1252 mmTNB3 cos500 B22860cos25.96500 4400 7472mmTM22227576mmNMTN12527472.自基本軌起點(diǎn)到墻面的距離L 2L 2 =P+NM=14148+1252=15400 mm9礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)( 五 ) 斜墻水平長(zhǎng)度L0斜墻斜率 i0(TN B ) P (7472 4400) 14148 0.2171（2 1）1取

18、 i 0.25L0(TNB1 ) i(74724400) 0.2512288mm（六）斜墻起點(diǎn)至基本軌起點(diǎn)間距YYPL14 1 4 81 2 2 8 81m8 6m00（七）交岔點(diǎn)長(zhǎng)度LLL2200015400200017400mm三、交岔點(diǎn)的斷面尺寸計(jì)算（一）最大凈寬TM斷面處墻高計(jì)算1、按架線電機(jī)車(chē)導(dǎo)電弓子要求確定h 3h 3h4hc(Rn) 2( Kb1 )2（ 2-2）式中， h4 軌面起電機(jī)車(chē)架線高度，按煤礦安全規(guī)程取h4 =2300 mm；hc 道床總高度，巷道選用 24kg/m 鋼軌， hc 360mm， hb 200mm； n 導(dǎo)電弓子距拱璧的安全間距，取 n 200mm ；K

19、 導(dǎo)電弓子寬度一半，取K360mm ；b T M/ 2( Bb )7 5 7 6 / 2( 2 8 6 01 3 3 0 )m m2 2 5 8133h 32300360(7576 / 2200) 2(3602258) 2 =206.4 mm2、按管線裝設(shè)要求確定h3h3 h5 h7 hbR2( K m D / 2 b2 ) 2（ 2-3）式中， h5渣面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1800 mm;h7管子懸吊件總高度，取h7=900;mmm導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300 mm;D壓氣管法蘭盤(pán)直徑，D=230 mm ；b2 為軌道中線與巷道，b2TM /2(B2b2 ) 7576/

20、2 (44001560) 948mm.h3 1 8 0 0 9 0 0 2 0 0237882(360 300 2300/ 2 948)由上述計(jì)算，取TM斷面處墻高為 1200 mm，斜墻起點(diǎn)斷面處墻高為1600 mm，故墻高降低斜率為：10礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)i (hB1hTM ) L0(16001200) 122880.032即每米墻的降低值為32 mm。（二）斜墻斜率i00.25（三）交岔點(diǎn)各段尺寸表表 2-1 交岔點(diǎn)各段尺寸表項(xiàng)次凈寬 B墻高 h拱高 h01/ mm4400160022002465015682325349001536245045150150425755540014

21、722700656501440282575900140829508615013763075964001344320010665013123325116900128034501271501248357513747212003736壁厚 T錨桿數(shù)量15017150181501915020150201502115022150231502415025150261502715028四、支巷的截面尺寸支巷參數(shù)： B=2860mm 拱高為 1430 mmb3 =1330 mma=1530 mmhc =360 mmhb =200 mmb1 =100 mm（ b1 為軌道中心線和巷道中心線的間距）按架線電機(jī)車(chē)導(dǎo)

22、電弓子要求確定 h 3h 3h4hc( Rn) 2(Kb1 ) 21219mm( 2) 按管線裝設(shè)要求確定h3h3h5h7hbR2(KmD / 2b2 )21539mm按人行高度要求確定 h3h31800hb14.1 R501436mm取支巷墻高為1600mm11礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)五、工程量及材料消耗（一）體積計(jì)算（工程量）體積 VY S1L1 (S1STM ) / 2g(S2S3 ), m3（ 2 5）式中， S1 、 S2 、 S3 、 STM 分別為、 - 、 - 、 T-M 斷面處的凈斷面積、掘進(jìn)斷面積；L1 斷面變化長(zhǎng)度 , L1 =13.54 m ；g 支巷延伸長(zhǎng)度，取 2m ；Y 基本軌起點(diǎn)至斜墻