确定巷道净断面积尺寸

1、确定巷道净断面积尺寸一、课程设计的目的与任务1.目的井巷工程是矿山建设的主体工程，也是采矿工程专业学生学习的重要专业课程之一。 井巷工程作为一门主干课程，其实践性和应用性很强，本课程所学内容皆以实际工程为基 础，在考查时应理论联系实际，加强实践环节的训练，故安排一周课程设计，以现场实际 工程为例，每个学生做一份巷道施工设计，以培养学生独立分析问题和解决问题的能力。2.任务在理论教学的基础上，结合认识实习，收集设计给出设计资料，由指导教师下达设计 任务，以现场实际条件某煤矿运输大巷为例做施工设计，按照课程设计内容编写巷道施工 作业规程，设计内容包括：设计说明书、施工图、表等。二、基本要求1收集（

2、给出）工程概况（1）井巷的位置、名称、用途、长度、坡度、类别、服务年限；（2）巷道顶板的性质、硬度、涌水量、瓦斯等有害气体情况；（3）巷道采用的运输方式、风量、管线类型。2巷道断面设计（1）巷道设计的有关依据；（由设计任务提供或收集）（2）断面形状的选择；（3）确定巷道断面尺寸。3巷道掘进4支护工作（1）支护方式；（2）支护施工工艺及设备；（3）支护过程材料消耗。5辅助工作（1）掘进时的通风工作；（2）掘进测量工作；（3）管线敷设、水沟布置。6附图：（1#图纸）原始条件：某矿井设计生产能力为500万吨/a，低瓦斯矿井，主运输巷道采用ZK14-9/550架线 式电机车牵引5.0吨底卸式矿车运输。

3、围岩稳定，以砂岩为主（f=6），通过的最大风量 60/h,井下最大涌水量为70/h,采用直径120mm的压气管，一趟70mm的供水管，两条动力 电缆50mm，试设计双轨直线巷道断面，采用半圆拱型断面。三、确定巷道断面为半圆拱型断面年产五百万吨的矿井，一般服务年限在20年以上， 采用900mm的轨距双轨运输大巷，其净宽在3米以上，穿过稳定岩层，故采用螺纹钢树脂 锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱型断面。四、确定巷道净断面积尺寸确定巷道净宽度B查表 2.2 知 ZK14-9/550 电机车宽 A1=1335mm,高 h=1550mm,5.0t 矿车宽 1520mm,高 1550mm.根据煤矿安全规程，取

4、巷道人行宽度C=1100mm,非人行道一侧宽a=510mm,又查表 2.3知该巷双规中线距b=1800mm,则两电机车之间距离为：1800mm-(1335/2+1335/2)mm=465mm故巷道净宽度：B=a+2A+c+t=510mm+(2*1520)mm+1100mm+465mm=5115mm确定巷道拱高h0h0=B/2=5115mm/2=2557.5mm半圆拱半径R=h0=2557.5mm确定巷道壁高h3按架线式电机车导电弓子要求确定h3,由表2.5中半圆拱形巷道壁高公式，得：式中：h4 一轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h4=2700mmHc-道床总高度，查表2.9选30kg/m

5、钢轨，再查表2.11得hc=410mm,道渣高度 hb=220mmn导电弓子距拱璧安全间隙，取n=521mmK 导电弓子宽度之半,K=718mm/2=359mm,取 K=360mmbl轨道中线与巷道中线间距b1=B/2-a-A/2=2557.5mm-510mm-760mm=1287.5mm故 h3A27OO+41O-=1909.8mm按管道装设要求确定h3式中：h5 渣面至管子底高度，按煤矿安全规程，取h5=2300mmh7 管子悬吊件总高度，取h7=1100mmm-导电弓子距管子间距，取m=832mmD-压气管法兰盘直径,D=335mmb2-轨道中线与巷道中线距离，b2=B/2-c-A/2=

6、2557.5-1100-760=697.5mm故：=1800mm按人行高度要求确定h3式中，j 一距离j处的巷道有效高度不小于1800mm,jN100，一 般取j=200故h3=1800+220-=1028.5mm综上计算，并考虑一定的余量，确定该巷道壁高为h3=2100mm则巷道高度 H=h3-hb+h0=2100-220+2557.5=4437.5mm确定巷道净断面积S和净周长P由表2.6得净断面积：S=B(0.39B+h2)式中：h2-道渣面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2100-220=1880mm故：S=5115(0.39*5115+1880)=19.8 O净周长P=2.57B+2

7、h2=2.57*5115+2*1880=16.9m用风速校核巷道净断面积查表 2.8,知 Vmax=8m/s,Vmin=1m/s已知通过大巷风量Q=60,代入式V=Q/S=60/19.8=3.03m/s满足规定要求，设计的大巷净断面积，风速没超过规定，可以使用选择支护参数采用锚喷支护，根据巷道净宽5.115m,穿过中等稳定岩层即属III类围岩，服务年限大于 10年，确定选用锚固可靠，锚固力答的树脂锚杆,杆体为20mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药 卷，锚固长度N700mm，设计锚固力N80kN，锚杆长度2200mm,成方形布置，其间排距 0.8m*0.8m,托板为8mm厚150mm*150mm的方

8、形钢板.喷射厚度T1=100mm,支护厚度 T=T1=100mm选择道床参数根据该巷道通过的运输设备,已选用30kg/m钢轨，其道床参数hc,hb分别410mm和220mm，道渣面至轨面高度ha=hc-hb=190mm,采用钢筋混凝土轨枕.确定巷道掘进断面尺寸由表2.6计算公式，得：巷道设计掘进宽度:B1=B+2T=5115+2*100=5315mm巷道计算掘进宽度:B2=B1+2=5315+2*75=5465mm巷道设计掘进高度:H1=H+hb+T=4437.5+220+100=4757.5mm巷道计算掘进高度:H2=H1+=4757.5+75=4832.5mm巷道设计掘进断面面积:S1=B

9、1(0.39B1+h3)=5315(0.39*5315+2100)=22.18O巷道设计掘进断面积:S2=B2(0.39B2+h3)=5465(0.39*5465+2100)=23.12。五、布置巷道内水沟和管缆已知通过巷道的水量为70/h,现采用水沟坡度4%。,查表2.12得水沟深350mm,水沟宽 300,水沟净断面积0.105O,水沟掘进断面积0.144O,每米水沟盖板用钢筋1.366kg,混 凝土 0.0226,水沟用混凝土 0.114，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.六、计算巷道掘进工程量及材料消耗量由表2.6计算公式得每米巷道拱与墙计算掘进体

10、积:V1=S2*1=23.12每米巷道墙脚计算掘进体积：V2=0.2(T+)*1=0.2*(0.1+0.075)=0.04每米巷道拱与墙喷射材料消耗V3=1.57(B2-T1)T1+2h3T1*1=1.57(5.465-0.1)*0.1+2*2.1*0.1*1=1.26每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1*1=0.2*0.1*1=0.02每米巷道喷射材料消耗(不包括损失)V=V3+V4=1.26+0.02=1.28每米巷道锚杆消耗N=式中：P1-计算锚杆消耗周长,P1=1.57B2+2h3=1.57*5.465+2*2.1=12.78ma,a 一锚杆间距、排距，a=a=0.8m故N=19.

11、3 根折合质量为=99.78kg式中：1 锚杆长度,l=2.2md锚杆直径,d=20mm锚杆材料密度，=7850kg/每排锚杆数N*0.8=19.3*0.8=15.44 根每米巷道粉刷面积 Sn=1.57B3+2h2式中,B3-计算净宽，B3=B2-2T=5.465-2*0.1=5.265m故Sn=1.57*5.265+2*1.88=12 O七、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根据以上计算结果，按1:10比例绘制出巷道断面施工图,并附上运输大巷特征表及运 输大巷每米工程量及材料消耗表.八、课程设计总结井巷工程是一门理论与实践结合性很强的课程，而这次我们在曹老师指

12、导下所进行的井巷工程 课程设计就达到了理论与实践的完美结合。井巷工程课程设计是采矿工程专业教学环节的 重要一环，它是在我们学习过井巷工程课程以及通过认识实习之后进行的。在为期一周的时间之内，我们通过 查阅了大量矿山井巷工程施工机设计等方面的书籍，并结合具体案例进行运输大巷的设计 编制，在此期间我们采集了大量相关数据并进行了计算处理和翻阅了部分井巷施工图纸， 通过恰当有力的编制、处理及衔接，我们终于在规定的时间内完成了任务。在这为期一周 的时间内，尽管时间短、任务繁重、工作量大，但通过同学们的相互配合及在老师的得力 指导下，我们还是克服了重重困难，按质按量的完成了这项任务。这次课程设计巩固和扩 大