西南科技大学井巷工程课程设计

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1、井巷工程井巷工程 课课 程程 设设 计计 学 院：环境与资源学院 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 成 绩： 西南科技大学环境与资源学院课程设计 1 设计目的：设计目的： 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。 设计采用标准：设计采用标准： 本次设计依据井巷设计基础 、 煤矿安全规程及矿山井巷工程施工及验收规范 。 设计内

2、容：设计内容： 巷道断面设计 首先选择巷道断面形状，确定巷道净断面尺寸并进行风速验算；其次，根据支护参数， 计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值，求出巷道的计算掘进断面尺寸，然后 布置水沟和管线；最后，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征和每米工程量及消耗量表。 钻眼爆破工作 爆破后所形成的断面应符合设计要求光面爆破要求巷道超挖不大于 150 毫米,欠挖 不得超过质量标准的规定。 爆破的岩石块度应有利于提高装岩生产率(一般不大于 300 毫米);有时还要求堆积状况 便于组织装运和钻眼与装岩平行作业。 爆破后围岩震裂较小,不崩倒棚子和损坏设备。 爆破单位岩石所需炸药和雷管的消耗量低,钻眼工

3、作量小,炮眼利用率要达到 85以上。 (2)施工组织与管理 内容：概论、矿井的基本情况,矿井建设的准备工作,矿井建设的施工程序,列表详细阐述, 确定井巷工程的施工方案。 施工管理：推行招标承包制和积极展开建设监理工作,深入了解招标投标方式与技术程 序,加强设计管理,建立修改设计管理制度,加强材料设备的技术性能资料管理和建立技术档案, 做好隐蔽工程的原始记录和工程验收工作,切实做好劳动力的培训与调配,切实做好工作平衡, 认真抓好“概算、预算、决算”工作。 (3)安全生产 包括：开采水平巷道、井巷的维修、通风、安全监测、爆破材料的储存、井下放炮、平 巷运输,井下工作人员都必须熟悉安全出口。井下每一

4、个水平到上一个水平和各个采区都必 须至少有两个行人的安全出口并与通道地面的安全出口相连接.为建成两个安全出口的不沟。 西南科技大学环境与资源学院课程设计 2 目目 录录 第一章第一章 巷道断面设计巷道断面设计.2 第一节第一节 巷道断面选择及其他计算巷道断面选择及其他计算.2 第二节第二节 绘制巷道断面施工图及材料消耗绘制巷道断面施工图及材料消耗.6 第二章第二章 钻眼爆破设计钻眼爆破设计.8 第一节第一节 炮眼布置图炮眼布置图.8 第二节第二节 装药结构和起爆方法装药结构和起爆方法.8 第三节第三节 爆破说明书爆破说明书.9 第三章第三章 装岩设计装岩设计.12 第四章第四章 转载、运输设计

5、转载、运输设计.13 第一节第一节 工作面供风供水设计工作面供风供水设计.13 第二节第二节 掘进通风设计掘进通风设计.14 第三节第三节 支护设计支护设计.15 第四节第四节 排水设计排水设计.18 第五章第五章 巷道施工组织与管理巷道施工组织与管理.18 第一节第一节 施工组织及编制循环图表施工组织及编制循环图表.18 第二节第二节 施工组织与管理及设备配备施工组织与管理及设备配备.19 第六章第六章 煤矿安全规程煤矿安全规程.22 参考文献（资料）参考文献（资料）.29 西南科技大学环境与资源学院课程设计 3 第第 1 章章 巷道断面设计巷道断面设计 某煤矿年产设计能力为 0.9 Mt，

6、高沼气矿井，中央分列通风。井下最大涌水量 450m3/h，通过第二生产水平东运输大巷的流水量为 170m3/h，通过的风量为 32m3/s。采用 ZK10-9/550 直流架线电机车牵引 3.0 t 底卸式矿车运输。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。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。 第一节第一节 巷道断面选择及其他计算巷道断面选择及其他计算 一选择巷道断面形状一选择巷道断面形状 年产 0.9Mt

7、 矿井的第二生产水平东运输大巷,服务年限一般在 20a 以上;采用 900mm 轨距 双轨运输大巷,一般巷道宽度要在 4.0m 以上;巷道所穿过的围岩松动圈 lp=1.01.4m 为一般 稳定围岩。故决定选择锚喷支护,直墙半圆拱断面。 二确定巷道断面尺寸二确定巷道断面尺寸 1)确定巷道净宽度 B 查表 1-1 知,ZK10-9/550 架线式电机车宽 1360 mm,高 1600 mm；3.0 t 底卸式矿车宽 1200 mm,高1400 mm。故选 A1 =1360mm,根据煤矿安全规程并参照标准设计，选取巷道 人行巷宽度 c=860mm;非人行巷一侧宽 a=440mm,查表 1-2 知，双

8、轨轨道中心线距 b=1600mm, 则两电机车之间距离为： 1600 -（1360/2+1360/2）=240mm 。 故巷道净宽度： B=a1+b+c1=(440+1360/2)+1600+(1360/2+1360/2) =1120+1600+1540=4260mm。 2）确定巷道拱高 h0 半圆巷道拱高 : h0=B/2=4260/2=2130mm 半圆拱半径 : R= h0=2130 mm 。 3）确定巷道壁高 h3 按架线电机车导线弓子要求确定 h3 由表 1-13，半圆拱行巷道壁高公式得 h3h4+ho- 22 1()()Rnkb 西南科技大学环境与资源学院课程设计 4 式中：h4从

9、轨高面起电机车架线高度，按煤矿安全规程规定取 h4=2000mm; ho道床总高度,查表 1-7 选用 24kg/m 钢轨,再查表 1-9 得 ho =360mm,道砟高度 hb=200mm; n导电弓子距拱壁安全距离,取 n=300mm; k导电弓子宽度之半,k=718/2=359mm,取 k=360mm; b1轨道中线与巷道中心线间距 b1=B/2a1=4260/21120=1010mm 故 h32000+3601147mm 22 (2130300)(360 1010) .按管道安设要求确定 h3 按导电弓子距管子距离的要求,由表 1-13 得: h3h5+h7+hb-式中： 2 2(2)

10、 2 D KmRb h5-砟面至管子底高度,按煤矿安全规程规定,选取 h5=1800mm; h7管子悬吊件总高度,取 h7=900mm; m导电弓子管子的间距,取 m=300mm; D压气管法兰盘直径,对 =200mm 管子,D=325mm; b2轨道中心线与巷道中心线间距 b2=B/2-c1=4260/2-1540=590mm; 故 h31800+900+200-1310mm; 335 2 2130 (360 300590) 2 按电机车距管子距离要求,由表 1-13 得: h3h5+h7+hb- 1 2 212() 22 AD Rmb 式中: A1电机车最大宽度 A1=1360mm m电机

11、车距管子间安全距离 取 m1=200mm . 其它符号同前。 故 h31800+900+200-1538mm 架线式电机车运算，按上述要求计算即可确定巷道壁高 h3,可不必作其它要求的计算。综上 计算，并考虑一定的富余量，故确定 h3=1800mm.则巷道净高： H=h3-hb+h0=1800-200+2130=3730mm 4)确定巷道净断面积 S 和净周长 P 由表 1-10 得：S=B(0.39B+h2) 式中 h2砟面以上巷道壁高 h2=h3hb=1800200=1600mm 故 S=4026(0.394.26+1.6)=13.9m2 P=2.57B+2h2=2.574.26+21.6

12、=14.1m 5)用风速校核巷道净断面积 查表 1-6 得: 允许最高风速: Vm=8m/s 西南科技大学环境与资源学院课程设计 5 设计规范允许最高风速: Vm=6m/s 已知通过巷道风量: Q=32m/s 代入公式（1-5）得: V=Q/S=32/13.9=2.3m/s 则 VVm 6）设计支护参数 巷道穿过的岩层松动圈 Lp=1.01.4m,属巷道分类法类一般稳定围岩。为留有足够的 安全系数，取松动圈厚度高限 1.4m 作为设计的依据；并用组合拱理论设计支护参数如下： 选用快硬水泥锚杆，端头锚固长度 400mm,锚杆直径 16mm,锚杆长度 1500mm,间排距 0.70.7m 锚杆布置

13、到墙角。喷层厚度 100mm 7)选择道床参数 根据巷道通过的运输设备，已选用 24kg/m 钢轨，其道床参数：hc=360mm hb=200mm 砟面至轨面高度: ha=hchb=360200=160mm 采用钢筋混凝土轨枕 8)确定巷道掘进断面尺寸 由表 1-10 计算公式得： 巷道设计掘进宽度：B1=B+2T=4260+2100=4460mm 巷道计算掘进宽度：B2=B1+2&=4460+275=4610mm 巷道设计掘进高度：H1=H+hb+T=3730+200+100=4030mm 巷道计算掘进高度：H2=H1+=4030+75=4105mm 巷道设计掘进断面积： S1=B1(0.3

14、9B1+h3)=4.46(0.394.46+1.8)=15.8 巷道计算掘进断面积： S2=B2(0.39B2+H3)=4.61(0.394.61+1.8)=16.6。 三三 . .布置巷道内水沟和管线布置巷道内水沟和管线 已知通过巷道的流水量为 170m3/h 水沟坡度 3%。水沟宽 400m，深 400m，净断面积 0.16掘进断面积 0.203 每米水沟盖板用钢筋 1.633kg,用混凝土 0.0276m3 每米水沟用 混凝土 0.133m3管子悬吊在人行道一侧，动力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上 方。 四计算巷道掘进工程量及材料消耗量四计算巷道掘进工程量及材料消耗量 由表 1

15、-10 计算公式得： 每米巷道拱和墙计算掘进体积 V1=S21=16.61=16.6m3 每米巷道墙角计算掘进体积 V3=0.2(T+ )1=0.2(0.1+0.075)1=0.04m3 每米巷道拱和墙喷射混凝土材料消耗 V2=1.57(B2 T1)T1+2h3T11 西南科技大学环境与资源学院课程设计 6 =1.57(4.610.1)0.1+21.80.11=1.07m3 每米巷道墙角喷射混凝土消耗 V4=0.2T11=0.20.11=0.02m3 每米巷道喷射混凝土消耗 V=V2+V4=1.07+0.02=1.09m3 每米巷道锚杆消耗量 N=( P1+M)/(MM) P1计算锚杆消耗周长 P1=1.57B2+2h3=1.574.61+21.8=10.8m M锚杆间距 M=0.7m M锚杆排距 M=0.7m N=(10.8+0.7)/0.70.7=24 根 折合重量为：W=N(L+0.1)(D/2)r =24（1.4+0.1）3.1416（0.016/2）7850=56.8 L锚杆有效长度 L=1.4m 0.1 为锚杆露出长度 D锚杆直径 D=0.016m r锚杆材料容量 r=7850kg/m3 每排锚杆数量: n=N0.717 根 每米巷道锚