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1、井巷工程课程设计运输大巷直线段断面设计与施工 学 校： 河南理工大学 专 业： 土木工程学院 班 级： 土木单招10-1班 姓 名： 苏 瑞 福 学 号： 311007070118 指导老师： 朱 昌 星 日 期： 2013年10月 前言煤炭工业是国民经济中的基础工业，它为许多重要工业部门提供原料和能源。我国能源结构以煤为主的格局在今后较长的一段时间内不可能改变，国民经济的发展将对煤炭产业的增长提出更高的要求。而煤炭工业生产的发展，又取决于煤炭工业基本建设及开拓延伸工作能否及时的、持续不断的提供煤炭的场地。所以为了更好的将所学到的知识运用到实践当中，学习井巷课程设计是井巷工程课程的重要环节之一
2、。为了使我们对井巷工程这门课程中所学的基本知识、基本理论及基本方法有个全面系统的掌握，并进行井巷设计和施工设计。通过本设计，我们将对井巷工程课程有个深入的全面的了解，并学会利用各种工具书及参考文献资料，我们以团队协作的方式来解决设计中相关的问题。其任务是设计巷道断面施工图和巷道施工技术措施。通过设计来巩固学生所学的专业理论知识，使学生掌握巷道断面施工图和巷道施工措施的设计内容和编制方法，是学生得到一次分析和解决工程技术问题能力的基本训练，并且进一步提高学生的运算和绘图能力，培养学生独立阅读资料、掌握技术信息和编写技术文件的能力。由于编者水平有限，不足之处在所难免。希望读者能给与批评或指正，在此
3、先道一声谢谢！请直接与本书的责任编辑联系。目录第一章. 巷道断面设计1.1 选择巷道断面形状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第二章. 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 钻眼爆破的安全事项第三章. 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4.3
4、 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. 巷道掘进的辅助工作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 其它辅助工作第七章. 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煤矿年设计生产能力90万t吨，采用立井开拓方式，巷道断面采用圆弧拱形状设计，属高瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为450m3/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160m
5、3/h，风量为40m3/h；采用直流架线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，岩石坚固性系数=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。设计的巷道断面直接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：在满足安全、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
6、：首先，根据巷道的服务年限、用途和围岩性质，选择巷道断面形状和支护方式；其次，根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；最后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选择巷道断面形状 年产量90万t吨矿井的第二水平运输大巷，一般服务年限在25年以上，采用900mm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
7、断面尺寸（一）确定巷道净宽度B 查表3-2知ZK7-9/550电机车宽A1=1360慢慢，高h=1550;3.0t矿车宽1200mm，高1400mm。 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=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）=240mm200mm 故巷道净宽度:B=a1+b+c1=(400+1360/2)+1600+(1360/2+840)=4200mm（二）确定巷道拱高h0 圆弧形巷道拱高h0=B/3=1400mm 圆弧形巷道半径：由勾股定理（R-B/3）2+(B/2)2=R2得
8、 R=13B/24=2275mm(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式中 h4轨道起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h4=2000mm hc道床总高度。查表井巷工程表3-10选择30kg/m钢轨，在查表3-5的hc=410mm，道砟高度hb=220mm n导电弓子距壁安全距离，取n=300mm K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，b1=B/2-a2=2100-(400+1360/2)=1020mm 所以h3=2410+875-1413=1872mm 2、按管道装设要求确定h3 式
9、中 h5道砟面至管子底高度，按煤矿安全规程取h5=1800 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=2100-(1360/2+840)=580mm 所以 h3=2920+875-1788=2007mm 3、按人行道高度要求确定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。j=100mm，一般取200mm 所以h3=2020+875-1252=1643mm 综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h3=2100mm，则巷道高度为H=h3-
10、hb+h0=2100-220+1400=3280mm（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+h2） 式中 h2道砟面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2100-220=1880mm 所以S=4200*（0.24*4200+1880）=12129600mm2=12.1m2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=8m/s，已知通过大巷风量Q=40m3/s,代入公式 v=3.30m/s8m/s 设计的大巷净断面面积，风速没有
11、超过规定，可以使用。1.3确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸（一）选择支护参数采用锚喷支护，根据巷道净宽4.2m、穿过中等稳定岩层、服务年限为25年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为18mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度700mm，设计锚杆预紧力40kN，锚固力80kN。锚杆长度2.0m，成方形布置，其间排距0.80m0.80m，托板为8mm厚150mm150mm的方形钢板。喷射混凝土层厚=100mm，分两次喷射，每次各喷50mm厚。故支护厚度T=100mm。锚杆支护的作用原理：1、悬吊理论 2、组合梁理论 3、组合拱理论 4、最大水平应理论喷射混凝土的机理：
12、1、加固与防治风化作用 2、改善围岩应力状态作用 3、柔性支护结构作用 4、与围岩共同作用锚喷支护是锚杆与喷射混凝土联合支护的简称，二和又可单独使用，成为锚杆支护与混凝土支护。锚杆支护还可与金属网联合进行支护。它具有施工速度快、施工机械化高、成本低及节约材料等优点。本巷道穿过坚固性系数为46的中等稳定的岩层，因此我们选择的是锚喷支护。（二）选择道床参数根据巷道通过的运输设备，已选用30kg/m钢轨其道床参数hc与hb分别为410mm和220mm，道砟面至轨道面高度为ha=hc-hb=410-220=190mm，采用钢筋混凝土轨枕。（查表3-5与3-10与3-11）道床参数的选择是指钢轨型号,轨
13、枕规格和道咋高度三者的确定。下面可根据图表说明道床参数。常用道床参数表1-2巷道类型钢轨型号/kg道床总高度道咋高度道咋面至枕轨面垂高井底车场及主要运输巷道采区运输巷道上，下山可不铺道砟，轨枕沿底板浮放，也可在浮放轨枕两侧充填掘进矸石运输巷，回风巷钢轨型号是以每米长度的重量来表示的。煤矿常用的型号是15，22, 30和38。钢轨型号是根据巷道类型，运输方式及设备，矿车容积与轨枕来选用。 对轨道敷设的要求是：钢轨的型号应与行驶车辆的类型相适应，轨道敷设应平直，且具有一定的强度和弹性；在弯道处，轨道连接应光滑，接运输巷道内同一线路必须采用同一型号的钢轨；道岔的型号不得低于线路的钢轨型号；在倾角大于15的巷道中，轨道的辅设应采取防滑措施。轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。矿井多使用钢筋混凝土轨枕或木轨枕，个别地点也有用轨枕的。混凝土轨枕主要用于井底车场，运输大巷，上（下）山和中巷；木轨枕主要用于道岔等处，钢轨枕主要用于固定道床。由于预应力钢筋混凝土轨枕具有较好的抗裂性和耐久性，构建刚度大，节约木料，造价低等优点，所以应大力推广使用。常用的轨枕规格见表1-3。常用轨枕规格 表1-3 单位：mm轨枕类型轨距轨型/kg 全长全高
