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1、井巷工程设计井巷工程课程设计学院：能源与安全工程学院 专业：采矿工程 学号：0901010222 姓名：杨柱龙 指导老师：赵延林 林大能目录 第一章 巷道断面设计一、选择巷道断面形状二、确定巷道净断面尺寸三、确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸四、布置水沟和管线五、计算巷道掘进工程量和材料消耗量六、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 第二章 爆破图表编制一、炮眼直径二、炮眼深度.三、炮眼数目四、单位炸药消耗量五、爆破图表的编制 第三章 编制循环图表一、确定日工作制度二、确立作业方式三、确定循环方式和循环进度四、计算循环时间五、循环图表的编制第4章 交叉点的设
2、计 一交叉点的设计二设计交叉点墙高三计算工程量 参考文献第一章 巷道断面设计某煤矿年设计生产能力180万吨，为高瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为120mh。采用XK8-6110A蓄电池电机车牵引1.5吨矿车运输。该大巷穿过的岩层为稳定，岩石的坚固系数=9，大巷需通过的风量为50m。巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管。一、选择巷道断面形状年产180万吨矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在30年以上，采用600mm轨距双轨运输大巷，且穿过中等稳定岩层，所以选择树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。二、确定巷道净断面尺寸（一）确定巷道净宽度B查表知X
3、K8-6110A电机车宽A1=1054mm，高h=1550mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C=1003mm、非人行道一侧宽a=643mm。有查表3-3（P62）知本巷双轨中线距b=1300mm，则两电机车之间距离为：1300 (1054/2+1054/2)=246200mm故巷道净宽度：B=a1+b+c1 = (643+1054/2) + 1300 + (1054/2+1003)= 4000mm（二）确定巷道拱高h0半圆拱形巷道拱高h0=B/2=2000mm。半圆拱半径R= h0=2000mm。（三）确定巷道壁高h31.按管道装设要求确定h3式
4、中 h5砟面至管子底高度，按煤矿安全规程取h5=1800 mm；h7管子悬吊件总高度，取h7=900 mm；A1电机车宽度，A1=1054mm；m电机车距管子间距，取m=300 mm；D压气管法兰盘直径，D=335 mm；b2轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-c1=4000/2-1530=470mm。故2.按人行高度要求确定h3式中j距巷道壁的距离。距墙壁j处的巷道有效高度不小于1800 mm。j100 mm，一般取j=200 mm。故。3.按1.6m高度人行宽度要求确定h3式中C砟面起1.6m水平处，运输设备上缘与拱璧间距C700mm，取C=1000 mm。故4.按设备上缘至拱璧最小安全
5、间隙要求确定h3a:人行侧：式中C砟面起1.6m水平处，式中C砟面起1.6m水平处，运输设备上缘与拱璧间距C700mm，取C=700 mm。b:非人行侧： 砟面起1.6m水平处，运输设备上缘与拱璧间距a200mm，取a=200 mm。故综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为h3=1900mm。则巷道高度H=h3+h0-hb =1900+2000-220=3680 mm。（四）确定巷道净断面积S和净周长P查相关表得净断面积： 式中，h2道砟面以上巷道壁高，h2=h3-hb=1900-220=1680 mm。故 净周长 （五）用风速校核巷道净断面积已知通过大巷风量Q=70m3/s，根据煤炭工
6、业设计规范规定矿井主要进风巷的风速最高风速8m/s。代入式中计算：设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。三、确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸（一）选择支护参数本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽4m、穿过中等稳定岩层、服务年限大于30年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为直径18mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度得锚喷支护参数：锚杆长2 m，成方形布置，间距a=0.8 m，排距a=0.8 m，锚杆直径d=18 mm，喷射混凝土层厚T1=100 mm，锚杆外露长度T2=50 mm。故支护厚度T=T1=100 mm。（二）选择道床参数根据巷道通过的运输设备，已
7、选用30kg/m钢轨，其道床参数道床总高度hc、道砟高度hb分别为410mm和220mm，道砟面至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190mm，采用钢筋混凝土轨枕。（三）确定巷道掘进断面尺寸查相关表得：巷道设计掘进宽度B1=B+2T=4000+2100=4200 mm。巷道计算掘进宽度B2=B1+2=4200+275=4350 mm。巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3680+220+100=4000 mm。巷道计算掘进高度H2=H1+=4000+75=4075 mm。巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=4200（0.394200+1900）=14859600 mm
8、2。取S1=14.86 m2。巷道计算掘进断面积S2=B2（0.39B2+h3）=4350（0.394350+1900）=15644775 mm2。取S2=15.64 m2。四、布置水沟和管线已知通过本巷道的水量为100m3/h，现采用水沟坡度为0.3%，查相关表得：水沟深400 mm、水沟宽400 mm，水沟净断面积0.16 m2，水沟掘进断面面积0.203 m2，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，如图所示。五、计算巷道掘进工程量和材料消耗量查相关表得：每米巷道拱与墙计算
9、掘进体积V1=S21=15.64 m3每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2(T+)1=0.2(0.1+0.075) =0.04 m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=1.57(B2-T1)T1+2h3T11=1.57（4.35-0.10）0.10+21.90.10=1.047 m3每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1=0.20.10=0.02 m3每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗量）V=V2+V4=1.047+0.02=1.067 m3每米巷道锚杆消耗 式中 P1计算锚杆消耗周长，P1=1.57B2+2h3=1.574.350+21.9=10.63 m；a、a锚杆间距、排距，a=a=0.8
10、m。故 根折合重量为：式中 l锚杆长度，l=2.0m d锚杆直径，d=18mm 锚杆材料密度，=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=34.46支每排锚杆数为：0.8N=0.817.23=13.78414 根每排树脂药卷数为：0.8M=0.834.46=27.56828 支每米巷道粉刷面积：Sn =1.57B3+2h2 =1.574.15+21.68=9.88m2式中B3为计算净宽，B3=B2-2T=4.350-20.1=4.15m六、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表1运输大巷特征围岩类别断面面积/m2设计掘进尺寸/
11、mm喷射厚度/mm锚杆/mm净周长/m净面积设计掘进宽高型式外露长度排列方式间、排距锚杆长直径III12.9614.8642004000100树脂100方形80020001813.64表2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/mm粉刷面积/m2巷道墙角喷射材料/m3锚杆钢筋/kg药卷/卷III15.640.0417.231.06768.834.469.88第二章 爆破图表编制一、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，应根据巷道断面大小、块度要求性能和凿岩机性能综合考虑、进行选择。炮眼直径大，可减少炮眼
12、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。在采用气腿凿岩机的情况下，现场多根据药卷直径来确定炮眼直径。目前国内岩巷掘进均采用直径27mm、32mm和35mm三种药卷，炮眼直径需比药卷直径大68mm左右，所以目前岩巷掘进的炮眼直径多采用3542mm。在这里我们采用药卷直径为32mm，炮眼直径为41mm。二、炮眼深度.炮眼深度决定了每一掘进循环钻眼和装岩的工作量、循环进尺以及每班的循环次数。炮眼深度主要根据岩石性质、巷道断面、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素确定。从今年发展趋势来看，炮眼平均深度逐渐由浅孔向中深孔（2.02.5m）发展，
13、一些采用凿岩台车凿岩的掘进队正在向较深孔发展。合理的炮眼深度应以高速、高效、低成本、便于组织正规循环作业为原则。采用气腿凿岩机时，炮眼深度以1.82.5m为宜，眼深超过2.5m后，钻眼速度则明显降低。采用配有高效凿岩机的凿岩台车时，应向深眼发展，一般眼深可达3.0m以上。我国煤矿巷道掘进中，通常是以月进尺任务和凿岩、装岩设备的能力来确定每一循环的炮眼深度。即：式中 l炮眼深度，m；L计划月进度，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k=0.80.9；n每日完成掘进循环数，次；炮眼利用系数，一般要求0.8；=1.73m这里选取炮眼深度
14、为1.8m。三、炮眼数目炮眼数目直接影响着钻眼工作量、爆破岩石的块度、巷道形状等。炮眼数目取决于岩石性质、巷道断面形状和尺寸、炮眼直径和炸药性能等因素。合理的炮眼数目应以保证爆破效果的实现为原则。一般是先以岩层性质和断面大小进行初步估算然后在设计断面图上作炮眼布置图，得出炮眼总数，并通过实践调整修正。炮眼数目也可以根据单位炸药消耗量，按下式估算：式中 N炮眼数目；q单位炸药消耗量，kg/m3；m每个药卷长度，m；a装药系数，即装药长度和炮眼长度之比, 0.50.6m；P每个药卷的重量，kg；=59而在设计断面图上作炮眼布置图，得出炮眼总数为62个，基本相等。四、单位炸药消耗量单位炸药消耗量是指爆破1.0m3 实体岩石所需的炸药量，也是工作面一次爆破所需的总炸药量和工作一次爆下的实体岩石总体积V之比。不过计算数据一般仅作为参考，所以多
