井巷工程课程设计修改版.doc

井巷工程课程设计目录一、选择巷道断面形状二、确定巷道断面尺寸确定巷道净宽度B确定巷道拱高h0确定巷道壁高h31.按架线电机车导电弓子要求确定h32.按管道装设要求确定h33.按人行高度要求确定h3 确定巷道净断面面积S和净周长P 用风速校核巷道净断面面积（六） 选择支护参数（七）选择道床参数（八）确定巷道掘进断面尺寸三、布置巷道内水沟和管线四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量五、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及材料消耗量表六、编制巷道爆破说明书及爆破图表，巷道循环作业图表 （一）爆破说明书和爆破图表 （二）巷道循环作业图表 七、交叉点平面设计尺寸及施工内容 （一）交叉点平面设计尺寸 （二）设计交叉点墙高 （三）计算工程量、材料消耗、编制工程量、施工方法及材料消耗表 - 23 - 井巷工程课程设计 某煤矿，年设计能力为120万t，低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，由于上部水平煤炭资源即将采完，需延伸到下一水平生产。据勘测，运输大巷穿过的岩层稳定性较好，岩石坚固系数f=15，最大涌水量P=240m3/h，该水平瓦斯涌出量为K=5m3/t。轨距采用600mm。采用直墙拱形巷道断面。运输大巷掘进至采区下部车场，需要开岔。试设计：1、运输大巷直线段的断面及支护参数； 2、运输大巷掘进施工爆破参数； 3、下部车场与运输大巷交叉点（机车运行速度为2m/s）。 一、选择巷道断面形状 年产120万吨矿井的第一水平运输大巷，一股眼务年限在20年以上，采用 600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过稳定性较好的岩层，故选用钢筋砂浆锚秆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。 二、确定巷道断面尺寸确定巷道净宽度B 查表3-1知ZK106/250电机车宽A1=1060，高h=1550；3吨底卸式矿车宽1200，高1400。 根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C=840，非人行道一侧宽a=400。又查表3-2知本巷双轨中心线b=1500，两电机车之间的距离为：1500-（1060/2+1060/2）=440200mm故巷道净宽度B=a1+b+c1=a+2A1+C+t=400+21060+440+840=3800。确定巷道拱高h0半圆拱巷道拱高h0=B/2=3800/2=1900半圆拱半径=h0=3800/2=1900确定巷道壁高h31.按架线电机车导电弓子要求确定h3由3-8中半圆拱巷道拱高公式得式中 h4轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h4=2000mm；hc道床总高度。查表3-10选30kg/m钢轨，再查表3-5得hc=410mm，道砟高度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，K=718/2=359，取K=360mm；b1轨道中线与巷道中线间距，b1=B/2-a1=3800/2-930=970mm。故2.按管道装设要求确定h3 式中 h5道砟面至管子底高度，按煤矿安全规程取h5=1800mm；h7管子悬吊件总高度，取h7=900mm；m导电弓子距管子间距，取m=300mm；D压气管法兰盘直径，D=335mm；b2轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-c1=3800/2-1370=530mm。3.按人行高度要求确定h3式中，j为距巷道壁的距离。距墙壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。J100mm，一般取j=200mm。故综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为h3=1800。则巷道高度H=h3-hb+h0=1800-220+1900=3480。 确定巷道净断面面积S和净周长P由表3-8得净断面面积S=B（0.39B+h2）式中： h2为道碴面以上巷道壁高，h2= h3-hb=1800-220=1580。故S=3800（0.393800+1580）=116356002=11.6净周长P=2.57B+2h2=2.573800+21580=12926=12.9m（五）选择支护参数本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.8m、穿过中等稳定岩层即属类围岩、服务时间大于20年等条件，得锚喷支护参数；锚杆长2.0m，间距a=0.780.8m，排距a=0.8m，锚杆直径d=18，喷射混凝土层厚T1 =l00mm，而锚杆露出长度T2=50mm。故支护厚度T=T1=100。(六)选择道床参数根据本巷道通过的运输设备，选用30kg/m的钢轨，其道床参数hc、hb分别为410和220，道渣至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190。采用钢筋混凝土轨枕。（七）确定巷道掘进断面面积巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3800+2100=4000。巷道计算掘进宽度B2= B1+2=4000+275=4150。巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3480+220+100=3800。巷道计算掘进高度H2=H1+=3800+75=3875。巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=4000（0.394000+1800）=134400002，取S1=13.5。巷道计算掘进断面面积S2=B2（0.39B2+h3）=4150（0.394150+1800）=141867752，取S2=14.2。三、布置巷道内水沟和管线已知通过本巷道的水量为160m3/h，采用水沟坡度为0.3，查表3-12得：水沟深400、水沟宽400，水沟净断面面积0.16；水沟掘进断面面积0.203，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水沟用混凝土0.133m3。 管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S21=14.21=14.2m3；每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2（T+）1=0.2（0.1+0.075）1=0.04m3；每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=1.57（B2-T1）T1+2h3T11=1.57（4.15-0.10）0.10+21.800.101=0.996m3；每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T11=0.20.11=0.02m3；每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V= V2+ V4=0.996+0.02=1.016 m3；每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆） 式中，P1为计算锚杆消耗周长, P1=1.57B2+2h3=1.574.15+21.8=10.12m；a、 a1为锚杆间距、排距a=a1=0.8m。故 折合质量为：15.19l（d/2）2p=15.192.03.14（0.018/2）27850=59.6kg式中 l锚杆长度，l=2.0m；d锚杆直径，d=18mm；P锚杆材料密度，p=7850kg/m3.由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗：M=2N=30.38支。每排锚杆数为：N0.8=15.190.8=12.1513根每排树脂药卷数：M0.8=30.380.8=24.3025支每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B3+2h2式中 B3计算净宽，B3=B22T=4.1520.10=3.95m。故 Sn=1.573.95+21.58=9.36.五、绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表料消耗量表.根据以上计算结果，按1：50比例绘制出巷道断面图，并附上工程量及材料消耗量表，这些施工图表发至施工单位，作为指导施工的依据。运输大巷特征围岩类别断面面面积/设计掘进尺寸/mm喷射厚度/mm 锚杆/mm净周长/m净面积设计掘进 宽 高型式排列方式间、排距锚杆长直径III11.612.940003800100螺纹杆树脂锚杆方形80018001812.9运输大巷每米工程量及材料消耗围岩类别计算掘进工程量/m3锚杆数量材料消耗粉刷面积/巷道墙角喷射材料/m3锚杆钢筋/kg树脂药卷/支III14.200.0415.191.0259.630.389.366、 巷道掘进爆破说明书 掘进的运输大巷穿过稳定性较好的岩层，最大涌水量为240立方米每小时，瓦斯涌出量为5立方米每吨。巷道掘进断面宽4000mm高度3800mm，掘进面积14.2平方米。爆破器材 采用光面爆破，打眼采用MZ-12型煤电钻打眼，爆破材料采用煤矿2#安梯炸药，雷管采用8#瞬发电雷管，采用MFB-100型放炮器进行爆破。爆破参数选择 根据原始资料提供的信息选取螺旋掏槽的掏槽方式，由于断面较大，中心空眼选为大直径（120mm）眼深2m。一、 打眼 掘进工作面配备三台MZ-1-2型煤电钻打眼，锚杆、锚索采用MQT-120型风钻，空压机型号为VF-12/7。两台工作，一台备用，1.5米长麻花钻杆，双翼型钻头。采用直眼楔形掏槽，平均眼深度1.34米。打眼前根据巷道中腰线确定巷道轮廓线，严格按照爆破图表中标定的眼位打眼，掌握得好角度、深度，实行光爆一次成巷。当煤层条件发生变化时，应及时调整爆破参数，以确保爆破效果。（见爆破图表）二、 装药连线 采用煤矿2号铵锑炸药，1-5断延期电雷管，MFB-100型直流发爆器起爆。 放炮时连线方式为串联。工作面打眼完毕后必须认真清理各眼孔，用木制炮棍将药卷轻轻送入眼底，不得用力冲撞或捣实药卷，胀炮泥封实炮眼孔，封泥长度应符合煤矿安全规程规定。三、 放炮 放炮器采用MFB-100型，放炮前认真检查爆破网络是否符合要求，放炮母线是否正常，有无破损，各接头必须绝缘并悬空；工作面有无杂散电流，人员是否撤到安全地点；放炮直线躲避距离不得少于100米，转弯或分支巷道不少于75米，水泵房通道口、水仓通道、变电所通道、主井5#煤联巷内，在警戒位置悬挂警戒牌。严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。四、 炮掘施工安全技术措施 1、打眼前，首先对钻具及配套设备进行检查，煤电钻是否正常运行，有无漏电、电缆绝缘是否完好，发现问题及时解决。 2、钻眼时，必须按照钻工岗位责任制和钻眼顺序打眼，钻工在钻眼过程中，要注意上下左右相互配合，避免拥挤和忙乱，钻机周围人员人员注意力要高度集中，尤其每台钻机的前方、钻机下面不能有人停留，避免发生断杆伤人。 3、眼窝要落在实体上，不准掏残眼。 4、打眼扶钻人员要避开眼口方向，两脚前后蹬开，脚踏实地、打眼时不要推力过猛，钻要保持平稳，不要上下左右摇摆，避免发生断杆且影响打眼质量。 5、打眼工和扶钻人员严禁戴手套，同时扎紧袖口，严禁用手或脚碰撞旋转中的钻杆；打眼工好扶钻工应密切配合，打眼的同时，密切观察顶板情况，发现不安全隐患，立即处理。 6、打眼过程中，如发现出水、出气、瓦斯涌出等异常现象，要立即停止打眼工作，但不能抽出钻杆，要及时汇报值班室，并撤出人员，及时按相应要求处理好，做到不安全不生产。 7、禁止装药和打眼平行作业。 8、放炮员必须是经过培训并持有上岗证的人员；放炮起爆必须使用发爆器，其钥匙只准放炮员一人携带，不得转交他人。 9、放炮员必须根据当班所需炸药量、雷管的段数、数量备足爆炸材料，炸药和雷管领取后，应分别放在不同的容器内加锁，分装分运，沿途不得整理或停留。 10、装配引药只准放炮员一人进行，且必须在顶板完好、支架完整，避开电器设备和导电体的地点进行。严禁坐在炸药箱上装配引药。装配引药的数量，以当时所需的数量为限，并严格遵守其操作顺序及方法。 11、工作面的设备、电缆等要移到距工作面30米之外的地点，并加以保护，确保安全后方可装药。如果工作面设备、电缆有漏电，不可装药。 12、装药由放炮员负责，当班班长及熟悉煤矿安全规程及爆破材料性能的人员辅助，对放炮员进行安全监督，其他人员一律撤至安全地点。 13、装药前，必须停止运转工作面电器设备，切断电源并检查有无杂散电流；然后用木制炮棍将药卷轻轻送入眼底，使每卷药耦合，不得用炮棍猛撞猛捣炸药。 14、炮眼应用粘土炮泥封实，对无炮泥、封泥长度不足或不实的炮眼，严禁放炮。装好药的雷管脚线，不得同任何物体相接处，脚线、母线两接头必须及时扭结成短路。 15、连接线头必须都绝缘且悬空，不得同任何物体相接处，且接头干净，接触良好。 16、要严格坚持“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”，即放炮员、瓦检员及班组长同时到现场确认安全无问题后方可放炮。 17、放炮时必须把爆炸材料箱放至警戒线以外的安全地点。 18、放炮员必须最后离开工作面。放炮员在搞好安全警戒和组织其他人撤到安全地带后，清点人数，接到指令后，至少再等5分钟，方可放炮。 19、如放炮未响，应将钥匙取下，摘掉母线并扭结成短路，至少15分钟后，才能沿放炮母线检查至工作面。 20、放炮后，至少等15分钟，在工作面炮烟被吹散后，由放炮员、瓦检员和班组长检查放炮地点的瓦斯、顶板、瞎炮、残爆等情况，一切正常后施工人员方可进入工作面。 21、对于瞎炮的处理，如果是连线不良造成的，可重新连线放炮，否则，需在瞎炮0.3米处另打平行炮眼，重新装药处理。严禁用镐刨或从瞎炮中拉引线或雷管。严禁将将残眼继续加深，用打眼的方式向外掏药，或用高压风吹瞎眼，处理后必须全面检查，收好拒爆雷管及炸药等。 22、火工品使用严格执行领前审批，剩余退库制度。每班放炮员将剩余的炸药、雷管分别放置箱内，放到安全地点，下班后将剩余的炸药雷管交回炸药库，不能私自丢掉或埋藏。 23、放炮前、放炮后及装药时必须在距施工地点10米范围内洒水降尘，装药前必须清孔。 24、不同规格、不同厂家的雷管不得混同使用，严禁使用变质炸药。 25、封孔必须用黄土封孔，严禁用可燃性材料及块状材料封孔。 26、放炮前后必须检查施工地点的支护情况，不完好时必须及时加固处理，确保支护完好。 27、当该通道掘至剩余20米即将与副井筒贯通时，每次放炮前应及时与主井筒取得联系，放炮时，禁止主井筒与3-1煤层交叉点附近50米范围内有人员行走或逗留。巷道贯通前，应编制安全技术措装药量及起爆顺序眼号炮眼名称眼数/个眼深/米每个炮眼装药量合计装药结构起爆顺序联线方式卷数/个长度/米装填率/%卷数/个重量/kg1中线眼12.530.530.45反向II串2-5正槽眼42.3122.080485.40反向垫4卷药I串6-10副槽眼52.3111.875559.90反向垫3卷药II串11-19三圈眼92.391.465816.00反向垫2卷药III串20-30二圈眼112.381.2528814.85反向垫2卷药IV串31-3356-58底眼62.481.2504814.40反向垫2卷药V串34-55周边眼222.2拱基线上20.322405反向空气柱VI串拱基线下30.45332.7串合计58132.837857.8爆破图表序号名称单位数量1掘进断面14.22岩石普氏系数f153工作面瓦斯情况m3/h54工作面涌水情况m3 /t2405炸药和雷管的类型煤矿2号铵锑炸药，1-5断延期电雷管预期爆破效果名称单位数量名称单位数量炮眼利用率%0.85每米巷道炸药消耗量kg/m34.7每循环工作面进尺m1.95每循环炮眼总长度m/循环132.8每循环爆破实体岩石m333.345每立方米岩石雷管消耗量个/m3 2.00炸药消耗量kg/m32.06每米巷道雷管消耗量个/m34.10七、交岔点平面尺寸设计及施工内容由设计要求可知运输大巷，采用600mm轨距，30kg/m钢轨，ZK10-6/250直流架线式电机车运输和3吨底卸式矿车运输，机车运行速度为2m/s，在一个双轨单侧交岔点处要求支巷对主巷的转角为45，选用的道岔型号DK630-5-15，轨道曲率半径为20m，支岔点系用料石、混凝土砌碹和锚喷支护，壁厚400mm，柱墩宽度500mm。 已知：巷道断面为直墙半圆拱形，其I-I断面：B1=3800mm， b1=970mm ；-断面:B2=3700 mm，b2=870mm；-断面:B3=3900mm，b3=1070mm.查表可以知道a=3450mm，b=4350mm，=112516（一）平面交岔点尺寸的计算计算O点到道岔中心的横轴长度D，和纵轴长度H：D=bcos-Rsin=4350cos112516-20000sin112516=283.43mmH=Rcos+bsin=20000cos112516+4350sin112516=19602+865.65=20467.65mm计算夹角=arcos=arcos=250130从柱墩到岔心的距离 L1=（R+b3）sin+D=（20000+1070）sin+283.43=9221.32mm解直角三角形TNM得TN=B3cos+50+B2=3900cos250130+50+3700=7281.84mmNM= B3 sin=3900 sin250130=1654.38mmTM=7467.41mmTM断面面积S= TM (0.39 TM +)=7467.41（0.397467.41+1580）=33.55TM断面周长P=2.57TM+2=2.577467.41+21580=22.4m从柱墩面到基本轨起点的距离L1= l1+a=9221.32+3450=12671.32mm由于设计断面巷道为双轨单侧且选用的1.5t的机车所以由常理我们选斜墙斜率i=0.3则：L0=(TN-B1)/i=(7281.84-3800)/0.3=11606.13Y=l1-l0-NM=12671.32.91-11606.13-1654.38=-589.19设计要求支巷对主巷的转角为45，故从道岔道起的弯道转角为：1=-=45-112516=333444巷道长度为L=R1/180=20000333444=11720.90通过绘图和计算可得出交叉点断面变化特征如下，交叉点变化面特征计算结果：断面号净宽墙高拱高全高壁厚拱厚13600180018003600300300240001800200038003003003440018002200400030030044800180024004200300300552001800260044003003006560018002800460030030076000180030004800300300864001800320050003003009690918003454.55254.5300300TM7467.4118003540.55340.5300300(2) 计算巷道掘进工程和材料消耗量第一断面每米巷道拱与墙计算掘进体积V= S21=14.191=14.19m第二断面每米巷道拱与墙计算掘进体积V= S21=13.691=13.69m第三断面每米巷道拱与墙计算掘进体积V= S21=14.691=14.69m每米砌碹巷道砌拱所需材料 B取3800，3700，3900第一断面：V1=1.579(B+T）T=1.57（3800+100）100=1.57（3.8+0.1）0.1=0.6123m第二断面：V1=1.579(B+T）T=1.57（3700+100）100=1.57（3.7+0.1）0.1=0.5966m第三断面：V1=1.579(B+T）T=1.57（3900+100）100=1.57（3.9+0.1）0.1=0.628m每米砌壁所需材料V2=2h3T=21800100=21.80.1=0.36m每米基础所需材料V3=(m1+m2)T+m1e=0.750.1+0.50.05=0.075+0.025=0.1 m无水沟每米填充所需材料V4=2(m1+m2+T+2r)=2（0.5+0.25+0.1+20.100）0.075=0.1875 m第一断面每米填充所需材料V4=1.274.350.075+21.60.075+0.1875=0.415+0.24+0.1875 =0.8425 m第二断面每米填充所需材料V4=1.274.250.075+21.60.075+0.1875=0.405+0.24+0.1875=0.8325 m第三断面每米填充所需材料V4=1.270.0754.45+21.60.075+0.1875=0.424+0.24+0.1875=0.8514 m有水沟每米充填基础所需材料V4=Q=(0.5+0.252+20.1+30.05) 0.075=0.141 m每米基础掘进体积V0=(m1+Q)(T+Q+e)+(m2+Q)(T+2Q)=(0.5+0.075)(0.1+0.075+0.05)+(0.25+0.075) (0.1+20.075)=0.5750.38+0.3250.45 =0.365 m第一断面每米砌碹巷道计算掘进体积V=S2+V0=14.19+0.365=14.55 m第一断面每米砌碹巷道粉面积 h2=h1+h=1.69mSa=1.57B+2h2=1.573.8+21.69=9.346 第二断面每米碹巷道计算掘进体积V=S2+V0=13.69+0.365m=14.055m第二断面每米砌碹巷道粉刷面积Sa =1.57B+2h2=1.573.7+2h6=9.189第三断面每米砌碹巷道计算掘进体积V=S2+V=14.6