井巷工程断面设计(圆弧拱断面设计).docx

《井巷工程断面设计(圆弧拱断面设计).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《井巷工程断面设计(圆弧拱断面设计).docx（39页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、井巷工程课程设计运输大巷直线段断面设计与施工书目第一章.巷道断面设计1.1 选择巷道断面形态1.2 确定巷道净断面尺寸1.3 确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸1.4 布置水沟和管线1.5 计算巷道进工程量及材料消耗1.6 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表其次章.钻眼爆破工作2.1 选择钻眼机具2.2 选择爆破器材2.3 编制巷道掘进爆破图表2.4 钻眼爆破的平安事项第三章.巷道掘进的通风工作3.1 确定通风方式3.2 选择局扇和风筒3.3 通风设备的布置3.4 通风管理工作第四章.岩石装运工作4.1 岩石装运工作的重要性4.2 装岩机型号和数量的确定4.

2、3 确定巷道掘进调车和运输方式4.4 装岩机与调车设备在巷道中的布置第五章.支护工作5.1 临时支护5.2 巷道永久支护5.3 永久支护技术措施及质量要求第六章.巷道掘进的帮助工作6.1 工作面压风和水的供应6.2 工作面排水6.3 工作面供电6.4 工作面测量工作6.5 其它帮助工作第七章.编制巷道施工循环图表7.1 确定循环作业方式7.2 确定一循环各工序的工作量设计条件某矿年设计生产实力90万t吨，接受立井开拓方式，巷道断面接受圆弧拱形态设计，属高瓦斯矿井，接受中心分列式通风，井下最大涌水量为450m3h;其次水平东运输大巷长度160Om,服务年限为25年；通过的流水量为160m3h,风

3、量为40n?/h；接受直流架线ZK7-9/550电机车牵引3.0t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，岩石坚实性系数/=46。试设计该运输大巷直线段的断面，并计算单位工程掘进工程量和材料消耗量，绘制巷道断面施工图。第一章.巷道断面设计巷道断面设计是矿井开采设计中的一个重要组成部分，贯穿矿井服务年限,属于施工图设计的范畴。设计的巷道断面干脆作为井下巷道施工的依据，也是进行井下工程概预算的依据。巷道断面设计的原则是：在满足平安、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。巷道断面设计的内容与步骤是：首先，依

4、据巷道的服务年限、用途和围岩性质，选择巷道断面形态和支护方式；其次，依据巷道中多通过的设备尺寸、支护参数与道床参数、通风量和行人要求等确定巷道净断面尺寸（并进行风速验算），计算巷道的设计掘进断面的尺寸，并按允许的超挖值，求算出巷道的计算掘进断面尺寸；然后，布置水沟和管缆；最终绘制出巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表。1.1 选择巷道断面形态年产量90万I吨矿井的其次水平运输大巷，一般服务年限在25年以上，接受90Omm轨距双轨道运输的大巷，其净断面宽在3m以上，有穿过砂岩、泥岩为主的中硬岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与锚喷混凝土支护，圆弧拱形端面。1.2 确定巷道净断面尺寸

5、（一）确定巷道净宽度B查表3-2知ZK7-9/550电机车宽A尸1360慢慢，高h=1550;3.Ot矿车宽1200mn高140Onilno依据煤矿平安规程,取巷道人行道宽c=84011111,非人行道一侧宽a=440mm.又查表3-3知本巷双轨中线距b=1600mm,两侧电机车之间距离为1600-(1360/2+1360/2)=240un200mm故巷道净宽度：B=a+b+c=(400+1360/2)+1600+(1360/2+840)=4200mm(二)确定巷道拱高ho圆弧形巷道拱高ho=B3=1400mmOO9圆弧形巷道半径：由勾股定理(R-B3)+(B2)=R得R=13B24=2275

6、mm(三)确定巷道高h31、按架线电机车导电弓子要求确定h3由井巷工程表3-8中圆弧拱形巷道壁高公式得h3h4+hc+J-()2-J(R-a)，_(.+4)式中h4轨道起电机车架线高度，按煤矿平安规程取h4=2000mmhe道床总高度。查表井巷工程表370选择30kgm钢轨，在查表3-5的hc=410mm,道祚高度hb=220mmn导电弓子距壁平安距离，取n=300mnK导电弓子宽度之半，K=718/2=359,取K=360mmb1轨道中线与巷道中线间距，b=B2-a2=2100-(400+1360/2)=1020mm所以h3=2410+875-1413=1872mm2、按管道装设要求确定h3

7、h35+h7+hR2-卜2-(+m+?+%式中h5道昨面至管子底高度，按煤矿平安规程取h5=1800h7管子悬吊件总高度，取h7=900mmm导电弓子距管子间距，取=300mmD压气管法兰盘直径，D=335mmB2轨道中线与巷道中线间距，b2=B2-c=2100-(1360/2+840)=580mm所以h3=2920+875-1788=2007mm3、按人行道高度要求确定h3(，j31800+R2-2-(?-JnJ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。j=100mm,一般取20Onml所以h3=2020+875T252=1643mm综上计算，并考虑确定的余量、确

8、定本巷道壁高为h3=2I00mm,则巷道高度H=h3-hb+ho=2100-220+1400=328Omm(四)确定巷道净断面积S和净周长P由井巷工程查表3-8得净断面积S=B*(0.24B+)式中h2道昨面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2100-220=1880mm22所以S=4200*(0.24*4200+1880)=12129600mm=12.Im净周长P=2.27*4200+2*1880=2.27*4200+2*1880=13294mm=13.3m(五)由风速校核巷道净断面积由井巷工程查表3-9,知VmaX=8ns,已知通过大巷风量Q=40ms,代入公式丫二2二&_=3.30ms4。

9、否则需铺混泥土，其强度等级不低于C20.依据航道通过的运输设备，已选用30kgm钢轨，其道床参数he,瓜分别为41Onlm和220Innb道祚面至轨道面至轨面高度ha=hcfb=410-220=190m,接受钢筋混凝土轨枕。（三）确定巷道掘进断面尺寸由井巷工程表3-8计算公式得：巷道设计掘进宽度B=B+2T=4200+200=44OOmm=4.4m巷道计算掘进宽度B2=Bi+2=4400+2*75=455Omnl=4.55m巷道设计掘进高度Hi=Hhb+T=3280+220+100=3600nm=3.6m巷道计算掘进高度H2=Hi+6=3600+75=3675mm=36.75m巷道设计掘进断面

10、积2222S=0.24B+1.27BT+1.57T+B1h3=0.24*4200+1.27*4200*100+1.57*100+4400*2100=1402270Onim22取S=14.Om巷道计算掘进断面积22S2=O.24B+1.27BT+1.57T+0.24T+0.1B+0.01+B2h322=0.24*4200+1.27*4200*10+1.57*100+0.24*100+0.l*42000.01+4550*2100=14338144mm22($2=14.4m1.4布置水沟和管线(一)水沟布置已知通过巷道的水量为16(3h,现接受水沟坡度为5%。，由井巷工程查表293T2得：水沟深度4

11、0Omm,水沟净断面积为0.16m,水沟掘进断面积为0.203m,每米水沟盖板用钢筋1.633kg,混凝土0.0276m,水沟用混凝土0.133m。一般耍求下：1、水平巷道及倾角小于16度的倾斜巷道的水沟，一般布置在人行侧。当非人行侧有适当空间时，亦可布置水沟，但应尽量避开水沟穿越轨道和输送机。2、在倾角大于16度的巷道中，当涌水量小或巷道较窄时，水沟与人行台阶可在巷道同侧平行或重叠布置；当涌水量较大或巷道较宽时，水沟和人行台阶可分设在巷道两侧。3、专用排水巷道、中间设人行道的巷道、有底鼓的巷道和铺设整体道床的巷道，水沟也可布置在巷道中间。4、巷道横向水沟，一般应布置在含水层的下方、上（下）山

12、下部车场的上方、胶带机接头碉室的下方或出水点初。（二）管线布置管道的布置要考虑平安、架设与检修的便利，一般应符合如下要求：1、 管道应布置在人行道一侧，管道的架设一般接受托架、管墩及锚杆吊挂等方式，并要考虑检修的便利；若架设在人行道上方管道上方，管道下方距道昨或水沟盖板的垂直高度不应小于1800mm,若架设在水沟上，应以不阻碍水沟清理为原则。锚喷支护的主要运输巷道，可将管路锚吊在行人侧的顶部。2、 当管道与管道呈交叉或平行布置时，应保证管道之间有足够的更换距离。管道架设在平巷顶部是时，应不阻碍其他设备的修理与更换。3、 管道与运输设备之间必需留有不小于20Omnl的平安距离。电缆布置一般有如下

13、要求：1、电力电缆和通讯电缆一般不要敷设在巷道的同一侧。如受条件限制设在同一侧时，通讯电缆设在动力电缆上方0.1m以上的距离处，以防电磁场作用干扰通讯信号。2、电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必需敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。3、电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆,或者电缆发生坠落时，不会落在轨道上或运输设备上，所以电缆悬挂高度一般为L5L9m,电缆到巷道顶板的距离不小于300mm；电缆两个悬挂点的间距不大于3.0m；电缆与运输设备之间距离不小于0.25m,电缆与风筒相互之间应保持0.3m以上距离。4、高压电缆和低压电缆在巷道同侧敷设时，相互之间距离大于0.Im以上

14、。高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm,以便摘挂便利。5、有煤尘瓦斯突出煤层中的回风巷，禁止设置动力电缆。1.5计算巷道进工程量及材料消耗由井巷工程查表3-8计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积V=S2*l=14.4m2每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2*(T+)=0.2*(0.10+0.75)*1=0.04m每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=(1.27B+1.57T+0.24)*T2h3=(l.27*4200+1.57*100+0.24)*100+2*2100*100=0.592m33每米巷道墙角喷射材料消耗V4=0.2T1*1=O.2*0.10*1=0.02m每米巷道喷射材料

15、消耗(不包括损失)V=V2+V4=O.5920.02=0.612m3每米巷道锚杆消耗N=(P-O.5a)m,式中Pl计算锚杆消耗周长，Pl=L27B+3.14T+0.24+2h3M、M锚杆间距、排距，M-M0.8m所以N=(9.85-0.5*0.8)/(0.8*6)=14.77根折合重量为：N*l(d2)2=14.77*2.0*(0.018/2)7850=59.Okg式中1锚杆长度，1=2.Omd锚杆直径，d-18mmP锚杆材料密度，P=7850kgm3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=2*N=2*14.77=29.54根每排锚杆数为N*0.8=14.77*2=12根每排

16、树脂药卷数M*0.8=29.54*0.8=24根每米巷道粉刷面积Sn=l.271+2h+0.24式中B3计算净宽，B3=B2-2T=4500-200=4350=4.35m所以Sn=1.27*4.530+2*1.880+0.24=9.6m1.6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表依据以上计算结果，按1:50比例绘制出巷道断面图，并附加上工程量及材料消耗量表运输大巷特征表1-4围岩类别断面面积/以设计掘进尺寸mm喷射厚度mm锚杆mm净周长/m净断面设计掘进宽高型式排列方式间、排距锚杆长直径III12.114.04.43.6100螺纹方80020001813.3钢树形脂锚杆

17、运输大巷每米工程量及材料消耗表1-5围岩类型计算掘进工程量/m3锚杆数量材料消耗mm粉刷面积mj巷道墙脚喷射材料/m3锚杆钢筋kg树脂药卷/支IIl14.40.0414.770.61259.029.549.6断面施工图第二章.钻眼爆破工作我国煤矿岩巷的钻眼，从手工凿岩、硝铁炸药、一般雷管，前眼爆破起步，到手持式凿岩机、液压凿岩台车、高威力水胶炸药，高精度毫秒电雷管、非电起爆器材以及各类起爆器、中深孔光面爆破，使我国凿岩爆破技术得到了长足的发展。与此同时，凿岩机理、破岩机理、爆破技术以及施工设备的牢靠性，自动化程度也有了较大的发展。目前，钻眼爆破技术的发展趋势是中深孔、光面爆破和断裂成型（刻槽）

18、爆破技术。2.1 选择钻眼机具在平巷掘进中用凿岩台车代替人扶气腿式凿岩机凿岩是提高掘进工效,减轻工人劳动强度和改善作业条件的根本途径。CGJ-2平巷掘进凿岩台车是水平巷道掘进用的凿岩设备,在两个工作大臂上共配有两台风动凿岩机（目前用YT-24凿岩机），可用于金属和非金属矿山有轨水平巷道的掘进，同时也可用于水利、铁路及国防工程的施工。该凿岩台车的液压凿岩机是一种液压为动力的新型凿岩机。由于油的压力比压气压力大得多，通常都在IOMPa以上，而且油带有粘性，几乎不能被压缩也不能膨胀做功，并且可以循环运用等，使液压凿岩机的构造与压气凿岩机的基本部分既相像又有许多不同之处。液压凿岩机也是由油缸的冲击机构

19、、转钎机构、排粉系统所组成。其最大的优点是：钻速提高23倍以上噪声降低1015dB工作环境改善，油雾水汽消退了可钻较深和大直径的炮孔。整体钎子的特点是传递冲击能量损失小，但钎头修磨时，钎子的搬运工作量较大。组合钎子可以更换钎头，可以提高钎杆的利用率，钎头修磨时可以削减钎杆搬运量，并有利于特地工厂研制高质量的硬质合金钎头，以适应不同岩性和凿岩机对钎头的须要。一字型钎头的冲击力集中，凿入深度大，凿速较高，制造和修磨工艺简洁，应用比较广泛。十字形钎头一般转速比较低，而且合金片用量较大，制造与修磨工艺比一字型困难。,这里选用防爆型组合钎子，且规格为L（mm）：3500；（mm）:38,钎头的规格为一字

20、型钎头，直径与钎杆吻合为640-645。2.2 选择爆破器材（一）炸药选用我国目前运用的，矿用炸药有硝铁类炸药和水炸药（乳化、浆化、水胶炸药）,当穿过有瓦斯地段时，应接受煤矿硝钱炸药和煤矿含水炸药。对于坚硬石可考虑接受粉状搞威力炸药。硝钱类炸药价格较低廉，为煤矿一般运用，一般装成直径32mm、35mm、38mm,重量Ioog、150g、20Og的药卷，有效运用期为6个月。水胶炸药：爆炸性能如爆速和起爆感度高，可用8号雷管干脆引爆，抗水性强；可塑性好；机械感度低；威力高、有毒气体少；易离析；平安性好；且炸药密度、爆炸性能可在较大范围内进行调整，故适应性强。本次施工接受。35mm150gX170/

21、次的水胶炸药。（二）雷管选用起爆器材一般接受8号雷管，延秒、半秒、毫秒等都能满足运用，但是在穿过有瓦斯的底层时，不能选用有瓦斯的雷管，毫秒延期雷管时间也不能大130mso煤矿平安规程第320条：在采掘工作面，必需运用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。运用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最终一段的延期时间不得超过130mm。不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混运用。不得运用导爆管或一般导爆索，严禁运用火雷管。（三）发爆器的选用发爆器（放炮器）：井下运用。直流电源（15V干电池）沟通器（直流电源一沟通高压电）整流线路（沟通高压电一直流高压电）；充电器（直流高压电）充电电压指示（主电容电压

22、达到额定电压后，发光，可以放炮）毫秒限时开关及放电回路；（毫秒限时开关接通电爆网路的时间为36ms,随后释放主电容的电荷）防爆外壳。巷道掘进电爆网络的起爆电源，主要接受防爆型电容式发爆器。电容式发爆器所能供应的电流不太大，一般只用于起爆串联网络的电雷管。MFB系列煤矿用电容式发爆器（简称发爆器）适用于具有甲烷、煤尘爆炸性气体混和物的煤矿井下，在四周环境温度为-20C40,相对湿度为95%左右时作起爆电雷管之用。也可适用于其他矿.业、开山、采石及消退障碍等爆破工程中作起爆电雷管之用。此次施工选用型号为MFB-80A的电容式发爆器，引发实力为80/发，峰值电2压为950/V,主电容量为40*2/叶

23、，输出冲能27/Ams,供电时间4-6/ms,最大外阻260/Q。2.3 编制巷道掘进爆破图表（一）炮眼深度的确定1、炮眼直径炮眼直径对钻眼效率、全断面炮眼数目，炸药消耗量和爆破岩石块度与岩壁平整度均有影响。因此，应依据巷道断面大小、块度要求、炸药性能和凿岩机性能综合考虑，进行选择。炮眼直径大，可削减炮眼数目，炸药能量相对集中，可提高爆破效率，但钻速下降，影响爆破质量和降低围岩稳定性。现场多依据药卷直径来确定炮眼的直径。目前国内岩巷掘进均接受直径为27mm、32mm、和35mm三种药卷，炮眼直径需比药卷直径大6-8米左右，所以目前岩巷掘进的炮眼直径多接受35-42mm.2、炮眼深度以月进尺任务

24、和凿岩、装岩设备的实力确定每一循环的炮眼深度，即Nkn式中/炮眼深度，m；1.支配月进度，m；N每月实际用于掘进的天数，30天；k正规循环率，即每月实际用于掘进工作的天数与30天之比，一般取&=0.809;N每日完成掘进循环数，次；一一炮眼利用系数，一般要求0.8。本次施工中设定支配月进度为16Onb正规循环率设为0.9,每日完成掘进的循环次数为2次，炮眼利用率为0.95。所以即炮眼深度选为3.2m。3、炮眼数目N-qSmaP式中N炮眼数目；q一一单位炸药消耗量，kg3S巷道掘进断面积，M每个药卷长度，mQ装药系数，即装药长度与炮眼长度之比，一般取0.5左右。P每个药卷的重量，kg单位炸药消耗

25、量q：q=%kgG式中Q一一次爆破所需的总炸药量,V一工作面一次爆下的实体岩石总体积。表2-1平网.平巷炸药和雷管消耗定额3、f史2-34-68T012-1415*20折普通爆破光面爆破ffiml普通爆破光面爆破普通矮破光面爆破普通爆破光面掇破器勰JlJl4IM21811432719929219939027437027447?294542294592%l2l8599910336981699830316027?180351224357224385251492251526323627323667389825389848891157乳26514423214430520231C202344224419

26、2244482985782986093547133547311080l3980次12920912927919029,19。3122023n202416267620267546314654314669V12721287223512120812127216826516829518635418639124722414942955892956131568in6620210418210423914824214826?6331516335821242925203.02.034.87002.5.3.02.546.1800-10003.02.554.568.0胶布风筒（含股30%）300101.21.3400101.21.6500101.21.9600101.22.3塑料风筒300500.3400500.41.28玻璃