井巷工程设计报告

课课 程程 设设 计计 报报 告告 课程名称课程名称 巷道断面及爆破设计任务 姓姓 名名 学学 号号 班班 级级 题目 题目 某煤矿年设计生产能力 60 万 t 吨 采用立井开拓方式 属低瓦斯矿井 采用中央分列式通 风 井下最大涌水量为 400m3 h 第二水平东运输大巷长度 1600m 服务年限为 25 年 通 过的流水量为 260m h 风量为 65m s 采用 ZK14 9 550 直流架线电机车牵引 1 5t 矿车运输 巷道内铺设一趟直径 为 200mm 的压气管 和一趟直径 为 100mm 的供水管 设计的大巷穿过中等稳定岩层 岩石坚固性系数 4 6 f 设计内容 设计内容 1 选择合适的巷道断面形状 2 设计双轨直线段的巷道断面 确定巷道净宽 拱高 墙高 净断面面积 净周长 并进行风速校核 选择合适的支护 方式 确定支护参数 最后确定巷道的掘进断面尺寸 3 布置巷道内水沟和管线 4 计算巷道掘进工程量和材料消耗量 5 绘制巷道断面施工图 编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表 6 根据设计的断面图 编制爆破作业图表 包括爆破原始条件 三个方向的炮眼布置图 爆破参数 预期爆破效果表 设计要求 设计要求 1 在规定的时间内认真 独立地完成计算 绘图 编写说明书等全部工作 作到分析论证 清楚 论据确凿 并积极采用切实可行的先进技术 力争使设计成果达到较高水平 2 要通过计算确定的 必须有必要的计算步骤和过程 要参照有关规范和经验确定的 请 说明确定理由 设计参照依据 煤矿安全规程 煤矿井巷工程质量验收规范 煤 矿巷道断面和交岔点设计规范 煤矿矿井采矿设计手册 井巷工程 东兆星等 徐 州 中国矿业大学出版社 2009 3 说明书用稿纸手写 要求字迹工整 内容完整 表格要用统一编号和表头 图纸绘制用 CAD 绘图比例用 1 50 打印输出比例为 1 1 纸型为 A4 图纸格式要求按示例一 示例二 线型 线宽及图例 参照采矿设计手册采矿制图部分要求 4 提交的设计成果包括 设计说明书及有关图纸 巷道断面施工图 炮眼布置图 5 设计时间 2010 2011 学年第 2 学期第 19 周 开采 0931 班 一一 选择合适的巷道断面形状 选择合适的巷道断面形状 年产 60 万吨矿井的第一条水平运输大巷 一般服务年限在 15 年以上 采用 900mm 轨距双 轨运输的大巷 穿过稳定岩层 故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护 圆弧拱形断面 二二 设计双轨直线段的巷道断面 设计双轨直线段的巷道断面 一 确定巷道净宽度 B 查表 6 3 可知 ZK14 9 550 电机车宽 A1 1335mm 高 h 1600mm 1 5t 矿车宽 1050mm 高 1150mm 根据 煤矿安全规程 取巷道人行道宽 c 840mm 非人行道一侧宽 a 400mm 又查表 6 4 知该双轨中线距 b 1600mm 则两电机车之间距离为 mm265 2 1335 2 1335 1600 故巷道净宽为 mmcbaB4170 2 1335 840 1600 2 1335 400 11 二 确定巷道拱高 h0 圆弧拱形巷道拱高 mm B h1390 3 4170 3 0 三 三 确定巷道壁高 h3 1 按架线式电机车导电弓子确定 h3 由 80 页 表 6 6 中半圆拱形巷道壁高公式得 h4 轨面起电机车架线高度 按 煤矿安全规程 188 页 第 365 条 取 h4 2000mm hc 道床总高度 选用 22Kg m 钢轨 查 88 页 表 6 12 得 hc 380mm 道渣高度 hb 220mm n 导电弓子距拱壁安全间距 取 n 300mm K 导电弓子宽度之半 查 67 页 表 5 4 中 K 718 2 359 取 K 360mm b1 轨道中线与巷道中线间距mma B b5 10171065 2 4170 2 11 h3 1 22 2 2 2 43bknRhhh B r c 2 按管道装设要求确定 2 2 2 2 2 75 22 3b D mK R B R bhhhh 式中 道砟面至管子底高度 按 煤矿安全规程 取 1800mm 5 h 5 h 管子悬吊件总高度 取 900mm 7 h 7 h m 导电弓子距管子间距 取 m 300mm D 压气管法兰盘直径 D 335mm 轨道中线与巷道中线间距 2 bmm B b 5 662800 2 1335 2 2 故 22303h 3 按人行高度要求确定 jR R B R bhh 2 2 2 2 3 2 1800 式中为距离巷道壁的距离 距墙壁处的巷道有效高度不小于 1800mm 100mm 一般jj j 取 200mm j 故 20075 225875 2258 2 2 38402201800 h 得 h3 1931mm 综上计算 并考虑一定的余量 确定本巷道道壁高度为2050mm 3 h 则巷道高度mmhhhHb34001390220223003 四 确定巷道净断面积和净周长SP 由表公式得净断面积 83 224 0hBBS 式中 道砟面以上巷道壁高 2 hmmhbhh1830220205032 则 8 111830417024 0 4170 S 净周长mhBP1 1318302417027 22227 2 五 用风速校核巷道净断面积 查表 3 9 可知 vmax 8m s 已知通过大巷风量最大值 Q 65m s 代入式得 sm S Q v 5 5 8 11 65 设计的大巷净断面面积 风速没有超过规定 可以使用 六 确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸 1 选择支护参数选择支护参数 采用锚喷支护 根据巷道净宽 穿过中等稳定岩层 服务年限为 25 年以上等条m974 3 件 确定选用锚固可靠 锚固力大的树脂锚杆 杆体为螺纹钢 每孔安装两个树脂mm18 药卷 锚固长度700mm 设计锚杆预紧力40 锚固力 锚杆长度 成方 kN80 kNm0 2 形布置 其间排距 托板为厚的方形钢板 混凝土层厚mm80 0 80 0 mm8mmmm 150150 分两次喷射 每次各喷厚 故支护厚度 mmT100 1 mm50mmTT100 1 2 选择道床参数选择道床参数 根据巷道通过的运输设备 已选 30kg m 钢轨 其道床参数 分别是 410mm 和 c h b h 220mm 道砟面至轨面高度 采用钢筋混凝土轨枕 mmhhh bca 190220410 3 确定巷道掘进断面尺寸确定巷道掘进断面尺寸 由表计算公式得 83 巷道设计掘进宽度 mmTBB4370200417021 巷道计算掘进宽度 mmBB45207524370212 巷道设计掘进高度 mmThHHb372010022034001 巷道计算掘进高度 mmHH379575372012 巷道设计掘进断面面积 7 1357 127 124 0 31 22 1 hBBTS TB 巷道计算掘进断面面积 9 1301 0 1 024 0 57 1 27 1 24 0 32 22 2 HBBTBTS TB 三三 布置巷道内水沟和管线 布置巷道内水沟和管线 已知通过巷道的水量为 260m s 现采用水沟坡度为 0 5 查表得水沟深度为123 450mm 水沟宽度为 500mm 净面积为 掘进断面面积为 每米水沟盖 2 225 0 m 2 272 0 m 板用钢筋 混凝土 水沟用混凝土 kg036 2 3 0323 0 m 3 153 0 m 管子悬吊在人行道一侧 电力电缆挂在非人行道一侧 通讯电缆挂在管子上方 四 四 计算巷道掘进工程量和材料消耗量 计算巷道掘进工程量和材料消耗量 有表 3 8 计算公式得 每米巷道拱与墙计算掘进体积 m 9 13121 SV 每米巷道墙角计算掘进体积 m 35 0 751002 012 03 TV 每米巷道墙与拱喷射材料消耗 m 96 0 224 0 57 1 27 1 1312 ThTTBV 每米巷道墙角喷射材料消耗 m 02 0 12 014 TV 每米巷道喷射材料消耗 不包括损失 m 98 0 02 096 042 VVV 每米巷道锚杆消耗 aa aP N 5 01 式中 计算锚杆消耗周长 1 PmhTBP7 9224 0 14 3 27 1 31 锚杆间排距 a 0 8m aa 故根53 14 8 08 0 8 05 07 9 N 折合重量为 02 58785014 3 0 253 1453 14 09 0 2 2 2 d l 式中 锚杆长度 lml0 2 锚杆直径 dmmd18 锚杆材料密度 3 7850mkg 由于每个锚杆安装 2 个树脂药卷 则每米巷道树脂药卷消耗 支 06 292 NM 每排锚杆数为 1262 118 053 148 0 N 每排树脂药卷数 2425 238 0 M 每米巷道粉刷面积 24 0 227 123 hBSn 式中 计算净宽 3 BmmTBB4320223 故 14664 924 018302432027 1 Sn 5 绘制巷道断面施工图 编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消绘制巷道断面施工图 编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消 耗表耗表 运输大巷特征运输大巷特征 断面面积 设计掘金尺 寸 mm 锚杆 mm围岩 类别 净面 积 设计 掘进 宽高 喷射 厚度 mm 型式排列 方式 间排 距 锚杆 长 直径 净周 长 m 11 813 743703720100螺纹 钢树 脂锚 杆 方形80020001813 1 计算掘进工程量 m 材料消耗围岩类型 巷道墙角 锚杆数量 根 喷射材料 m 锚杆 粉刷面积 6 根据设计的断面图 编制爆破作业图表 包括爆破原始条件 三个方向的炮眼布置图 爆根据设计的断面图 编制爆破作业图表 包括爆破原始条件 三个方向的炮眼布置图 爆 破参数 预期爆破效果表 破参数 预期爆破效果表 一 爆破参数的确定 1 炮眼直径 我国矿用炸药直径有 32mm 35mm 38mm 炸药质量为 100g 150g 200g 煤矿多用 32mm 35mm 药卷 炮眼直径一般比药卷直径大 10mm 故炮眼直径为 42 45mm 2 在目前施工技术和设备等条件下 多采用浅炮眼 炮眼深度一般不超过 4m 以 0 8 2 0m 居多 为了提高炮眼利用率 掏槽眼必须比其他炮眼深 200mm 故选用 2 2m 炮眼 3 炮眼数目 aP qSm N 式中 N 炮眼总数 个 q 单位炸药消耗量 m S 巷道断面积 m 每个要卷 的长度 m 炮眼利用率 a 炮眼平均装药系数 一般取 0 5 0 7 P 每个药卷的 质量 4 炸药消耗量 式中 q 炸药消耗量 m Q 一次爆破所需炸药总量 V 一次爆破下的实 V Q q 体岩石总体积 m 查表可得 q 0 92 m 爆破原始条件爆破原始条件 名称单位数量名称单位数量 巷道的掘进 断面 13 9炮眼数目个72 岩石的坚固 系数 f 4 6雷管数目个71 钢筋 千 克 树脂药卷 个 13 90 3514 530 9658 0229 069 14664 炮眼深度m2 2总装药量 2 号岩 石硝铵炸药 58 02 装药量及其爆破顺序装药量及其爆破顺序 装药量 单孔小计 眼号眼名眼数 个 眼深 m 卷数 个 质量 卷数 个 质量 起爆 顺序 连线 方式 装药 结构 1空眼12 3 2 7掏槽 眼 62 3101 50609 00 8 17一圈 辅助 眼 102 281 208012 00 18 35二圈 辅助 眼 182 281 2014421 60 49 51 70 72 帮眼62 250 753