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1、井巷工程课程设计学 院 班 级 姓 名 学 号 指 导 教 师 日 期 河南理工大学井巷工程课程设计 前言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。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
2、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来解决设计中相关的问题。巩固提高所学的专业知识，使其理论联系实际。培养和锻炼学生独立工作能力，分析和解决问题的能力。培养学生在设计、计算、绘图、查阅和运用科技文献资料、正确编写专业技术文件等 方面的能力。熟悉煤炭工业有关的方针政策、规程、规范和技术规定等，充分开发智力潜力，建立全面经济观念，为毕业后工作奠定坚实的基础。 河南理工大学井巷工程课程设计 目录目 录第一章 概述31.1工程概况31.2设计依据3第二章 工程地质与水文地质条件22.1岩层柱状22.2涌水量22.3有害气体2第三章 巷道断面设计及支护33.1巷道断
3、面形状的选择33.2巷道断面净尺寸的确定43.2.1巷道净宽度的确定43.2.2巷道净高度的确定53.2.3巷道净断面面积和净周长73.2.4巷道净断面面积的风速校核73.3巷道支护设计73.3.1巷道支护形式的选择73.3.3支护材料93.4道床参数的选择93.5巷道掘进断面尺寸的确定93.6巷道内水沟和管线的布置103.6.1水沟布置103.6.2管线布置103.7巷道掘井工程量和材料消耗113.8相关图表12第四章 爆破图表的编制144.1爆破参数的确定154.1.1炮眼直径154.1.2炮眼深度154.1.3单位炸药消耗量164.1.4炮眼数目估算174.1.5爆破网路的设计和计算17
4、4.1.6装药结构与起爆174.2工作面炮眼布置184.2.1掏槽眼的布置184.2.2辅助眼的布置184.2.3周边眼的布置184.2.4工作面实际炮眼数目194.3钻眼机具及爆破器材的选择194.3.1钻眼机具的选择194.3.2炸药和爆破器材的选择194.4对爆破工作的主要要求194.4.1总体要求194.4.2钻眼安全注意事项194.4.3爆破安全注意事项204.5爆破作业图表20第五章 生产系统225.1岩石的装载与转运225.1.1岩石的装载225.1.2岩石的转运225.2支护235.2.1锚杆安装工艺235.2.2锚杆支护质量要求245.2.3喷砼工艺流程245.2.4混凝土材
5、料要求245.2.5喷射混凝土时的注意事项24第六章 施工组织及主要技术经济指标256.1施工组织266.1.1工作制度266.1.2作业方式266.1.3劳动组织266.2循环图表266.2.1循环方式和循环进度276.2.2循环时间276.2.3循环图表296.3主要技术经济指标306.3.1设备配备306.3.2经济指标30参考文献31III河南理工大学井巷工程课程设计 第一章 概述第一章 概述1.1工程概况某煤矿年产设计能力为1.2 Mt，高沼气矿井，中央分列通风。井下最大涌水量550m3/h，通过第二生产水平东运输大巷的流水量为150m3/h，通过的风量为35m3/s。采用ZK10-
6、9/550直流架线电机车牵引3.0 t底卸式矿车运输。运输大巷长度950m。巷道内敷设一趟200mm的压气管和一趟100mm的供水管。大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩。主要以泥岩为主，f=46。实测围岩松动圈：砂岩lp=0.40.5m；泥岩lp=1.01.4m。试设计运输直线段断面，计算单位工程掘进工程量和材料消耗量，并绘制巷道断面施工图。1.2设计依据地质部门提供的矿的地质精查报告经过审批的矿的初步设计、施工设计矿井设计手册井巷工程教材煤矿安全规程及其他相关规范井巷设计基础煤矿安全规程矿山井巷工程施工及验收规范。31河南理工大学井巷工程课程设计 第二章 工程地质与水文地质条件第二章 工程地质与水文
7、地质条件2.1岩层柱状大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩。主要以泥岩为主，f=46。实测围岩松动圈：砂岩lp=0.40.5m；泥岩lp=1.01.4m。根据围岩普氏分级法，由f=46，可得岩层为“相当坚固的岩石”。根据围岩松动圈分级法，由砂岩lp=0.40.5m、泥岩lp=1.01.4m，可得围岩为“一般围岩”分级。支护方式拟考虑以锚杆悬吊理论，喷层局部支护方式为主。2.2涌水量井下最大涌水量550m3/h，通过第二生产水平东运输大巷的流水量为150m3/h。2.3有害气体主要有害气体为沼气。河南理工大学井巷工程课程设计 第三章 巷道断面设计及支护第三章 巷道断面设计及支护巷道断面设计是矿井开采设计中
8、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：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
9、消耗表。3.1巷道断面形状的选择巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质、作用在巷道上地压的大小和方向、巷道的用途及其服务年限、选用的支护材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素，也可以参考邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。亦可参照表3-1进行选择。表3-1 巷道断面形状适用表断面形状适用条件半圆拱形目前开拓，准备巷道，而硐室普片采用的断面形状，多在顶压大侧压小，无底鼓得条件下使用。圆弧拱形由于光爆锚喷支护的推广，拱部成型好，施工方便，多用于准备巷道。当跨度较大时，较半圆拱形断面利用率高。三心圆拱形与半圆拱形相比，拱顶承压能力差，但断面利用率较高，适用于
10、围岩坚硬的开拓巷道、上（下）山和硐室。梯形顶板暴露面积较矩形小，可减少顶压，能承受稍大的侧压，多用于采区巷道。矩形断面利用率较高，多用于顶压，侧压都较小，维护时间不长的回采巷道。马蹄形用于围岩松软，有膨胀性，顶、侧压力很大，且有一定底压的巷道。圆形围岩松软、四周压力均很大，用其他形状不能抵抗围岩压力时采用。椭圆形当巷道四周压力很大，且分布不均时，根据顶压和侧压的大小，采用竖直或水平布置。不规则形在薄煤层中，为了不破坏顶板，使顶板保持一定的稳定性，断面形状视煤层赋存条件而定。该巷道为运输大巷，属于煤层大巷，年产量1.2Mt，穿过普氏系数f=46的岩层，围岩情况较为良好，为稳定性较差的3类围岩，故
11、选择承受地压性能好，通风阻力小，维护费用少、便于施工的半圆弧拱形断面，选用锚杆喷射混凝土支撑。3.2巷道断面净尺寸的确定煤矿安全规程规定：巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、安装、检修施工的需要。因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途，存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量与规格，人行道宽度与各种安全间隙以及通过巷道的风量、风速要求等。同时，还要考虑敷设于巷道中的各种巷道、电线的合理布局。专做通风或行人用的巷道断面尺寸，只需要满足通风或行人的要求即可。巷道断面设计计算图如下所示：3.2.1巷道净宽度的确定双轨巷道净宽度按下式进行计算： (3.1)式中：a非人行道一侧的宽度
12、， A1运输设备的最大宽度； c运输设备最突出部分的距离； t非人行道一侧的宽度。运输设备采用ZK10-9/550直流架线电机车牵引3.0 t底卸式矿车。查井巷工程表3-2知ZK10-9/550电机车宽A1=1360mm，高h=1550mm；3t底卸式矿车宽1200mm，高1400mm，故选A1=1360mm。 根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽c=900mm，非人行道一侧宽a=440mm。又查井巷工程表3-3知本巷双轨中线距b=1600mm，两侧电机车之间距离为： 故巷道净宽度：3.2.2巷道净高度的确定煤矿安全规程规定：主要运输巷道和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2m。架线电机车运输巷道的净高、电机车架空线的悬挂高度，自轨面算起在行人的巷道内、车场内以及人行道同运输巷道交叉的地方不得小于2m；在不行人的巷道内不得小于1.9m；在井底车场内，从井底到乘车场不得小于2.2m。电机车架空线和巷道顶或棚梁之间的距离不得小于0.2m。采区（盘区）内的上山、下山和平巷的净高不得低于2.0m，薄煤层内的不得低于1.8m。计算拱形巷道的净高度，主要是确定他的拱高和自底板起的壁高，即： (3.2)式中：H拱形巷道的净高度，m； h0拱形巷道的拱高，m； h3拱形巷道的壁高，m； hb巷道内道砟高度，m。(1)拱高h0的确定圆弧形巷道拱高：h0=B/2=21
