《《井巷设计与施工》课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《井巷设计与施工》课程设计（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、井巷设计与施工井巷设计与施工课课 程程 设设 计计姓姓 名：名： 学学 号：号： 专专 业：业： 指导老师：指导老师： 20122012 年年 1212 月月 2121 日日1设设 计计 条条 件件某矿年设计能力为 500 万吨，低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，其最大涌水量为 300m3/h。通过该矿第一水平南翼运输大巷的涌水量为 260m3/h，采用 ZK20-9/550 架线式电机车牵引 5t 底卸式矿车运输。大巷穿过的岩层为中等稳定，岩石的坚固性系数f=46，埋深 800m，长 1450m，大巷需通过的风量为 38m3/s。巷道内敷设一趟直径为 200mm 的压风管、一趟直径为 100m
2、m的水管及通讯、动力、信号电缆各一趟。该巷道的施工进度要求：240 米/月。2目目 录录一、巷道断面施工图设计4（一）巷道断面形状.4（二）道床参数.41、巷道钢轨型号42、轨枕规格43、道碴高度4（三）管线布置位置.4（四）巷道净断面尺寸.41、巷道净宽度42、巷道净高度53、巷道净断面积6（五）巷道的风速验算.6（六）支护参数.6（七）水沟参数.7（八）巷道掘进断面尺寸.7（九）巷道断面特征表.7（十）每米巷道工程量及材料消耗量.8二、巷道施工技术措施8(一)钻眼爆破工作.81、选择钻眼机具82、爆破器材93、编制巷道掘进爆破图表103、通风设备的布置174、通风管理工作18（三）岩石装运
3、工作.181、岩石运装工作的重要性182、每一循环出矸量193、装岩机型号和数量的确定1934、巷道掘进调车和运输方式20（四）支护工作.221、临时支护方式及其施工222、巷道永久支护22（五）巷道掘进的辅助工作.251、工作面压风和水的供应252、工作面排水253、工作面的供电264、工作面的测量工作265、临时轨道及管路接长的时间安排26(六)编制巷道施工循环图表.261、确定循环作业方式262、每个循环各工序的工作量273、一循环各工序所需的时间274、编制循环图表29（七）施工劳动组织.29（八）技术经济指标.30（九）巷道施工布置图.301、巷道施工断面图302、巷道施工纵剖面图3
4、13、巷道临时支护断面图314、巷道永久支护断面图314一、巷道断面施工图设计一、巷道断面施工图设计 （一）巷道断面形状（一）巷道断面形状大巷穿过的岩层为中等稳定，岩石的坚固性系数f=46，埋深 800m。该巷道要求服务年限长，通风阻力小。因此选用圆弧拱形巷道断面，而为了简化设计和方便施工，选用半圆拱行巷道断面。（二）道床参数（二）道床参数1 1、巷道钢轨型号、巷道钢轨型号采用 ZK20-9/550 架线式电机车牵引，5t 底卸式矿车运输，要求钢轨轨距为 900mm，因此钢轨型号应选用 30kg/m。 （根据课本 P9 表 1-4）2 2、轨枕规格、轨枕规格采用钢筋混凝土轨枕，轨距 900mm
5、，轨枕全长 1200mm，全高 145mm，上宽 170mm，下宽 200mm。 （根据课本 P9 表 1-5）3 3、道碴高度、道碴高度由于选用钢轨型号为 30kg/m，因此取道床总高度为 360mm，道碴高度取200mm，道碴面致轨道面垂高取 160mm。 （根据课本 P10 表 1-6）（三）管线布置位置（三）管线布置位置压风管和水管设置在人行道一侧，压风管在下，水管在上，压风管下部距水沟盖板高度为 1.8m。通讯和信号电缆也设置在人行道一侧，电缆悬挂在管道上方，电缆下部与水管上部距离为 0.4m，且取电缆两个悬挂点间的距离为 3m。动力电缆布置在人行道另一侧，距离道碴面 2.0m。（四
6、）巷道净断面尺寸（四）巷道净断面尺寸1 1、巷道净宽度、巷道净宽度巷道直线段净宽度 B 由三部分组成，分别是非人行道一侧宽度 a、人行道的宽度 c、运输设备的最大宽度 A 和两列对开列车最突出部分之间的距离t。由于巷道内需安设电机车，因此非人行道侧的宽度 a 可取 0.6m。 煤矿安全规程规定，从巷道道碴面 1.6m 的高度内，人行道的宽度 c 不小于0.8m，因此可取巷道人行道宽度 c 为 0.8m。根据课本 P4 表 1-1 可知，电机5车的最大宽度 A 为 1.6m。 煤矿安全规程规定，两列对开列车最突出部分之间的距离 t 不小于 0.2m，此外，在采区装载点 t 不小于 0.7m，在矿
7、车摘挂钩地点 t 不小于 1.0m。根据公式 B=a+2A+c+t，计算得巷道直线段净宽度为 4.8m。考虑到矿车在弯道上运行时，由于车体中心线和线路中心线不相吻合，会发生车辆外角外伸和内侧车帮内移现象。所以计算出直线段净宽度后，还需将上述安全间隙适当加大。根据井下实测和理论计算，内侧和外侧均加宽0.2m。与曲线段两端相连的直线段也需加宽，由于采用电机车运输，因此取4m。双轨曲线段巷道两条轨道中心线间距，比直线段两条轨道中心线间距加宽 0.3m，即 0.5m。同时，两轨道中心线间距加宽起点从两端直线段开始，其长度取 5m。2 2、巷道净高度、巷道净高度拱形巷道的净高度 H 系指自道碴面至拱顶内
8、沿或锚杆露出长度的垂直高度，即 H=h0+h3-hb。式中：h0：拱形巷道拱高h3：拱形巷道的墙高hb：巷道内道碴高度由于采用半圆拱巷道断面，因此拱高 h0为巷道净宽度的一半，即 2.4m。根据课本 P10 表 1-6，取道碴高度 hb 0.2m，道床总高度 hc取 0.36m，道碴面至轨道面垂高 ha为 0.16m。拱形巷道的墙高 h3的确定：（根据课文 P6 表 1-2）（1）按架线电机车导电弓子要求计算：h3h4+hc-（R-n）2-（K+b1）2h4：从轨面起电机车架线高度，取 2.0m；hc：道床总高度，为 360mm；R：拱形巷道半径，为 2.4m；n：电机车导电弓子顶端两切线的交
9、点处与巷道拱壁间最小安全间隙，取300mm；K：导电弓宽度的一半，取 K=360mm；6b1：轨道中心线与巷道中心线间距，为（t+A） ，即 0.9m；计算得拱形巷道的墙高 h30.68m。（2）按管道的装设高度要求计算（双轨电机车）：h3h5+h7+hb-R2-（A/2+m1+D/2+b1）2h5：从道碴面起至管道悬吊高度，为 200mm；h7：管道悬吊件总高，取 900m；m1：电机车距管道间安全间距，取 300mm；D：管道接头处最大直径 200mm；计算得拱形巷道的墙高 h31.94m拱形巷道的墙高由上述计算方法中最大值决定，即 1.94m，取 h3=2.0m。3 3、巷道净断面积、巷
10、道净断面积半圆拱巷道净断面积 S=B（0.39B+h3-hb） ，经计算得净断面积为 17.7m2。（五）巷道的风速验算（五）巷道的风速验算根据煤巷安全规程 ，查课本 P8 表 1-3 可知，电机车巷道允许风速为，最高 8m/s,最低 1m/s。但是，为使矿井增产留有余地和经济风速的要求，一般不选用表 1-3 中所列的最高风速。同时， 煤炭工业设计规程规定，矿井主要进风巷的风速一般不应大于 6m/s。风速计算公式：v=Q/SQ:根据设计要求通过该巷道的风量，为 38m3/s；S:巷道的净断面积，为 16.0m2；计算得风速为 2.375m/s,符合安全规程规定。（六）支护参数（六）支护参数岩石
11、平巷服务年限较长，因此可采用锚喷支护，它具有施工速度快、机械化程度高和成本低等优点。根据围岩松动圈理论，松动圈为 400mm1000mm 的为较稳定围岩，松动圈为 1000mm1500mm 的为一般稳定围岩。因围岩稳定系数 f 为 46，因此可取围岩松动圈厚度为 1000mm。锚杆长度可按组合拱理论计算，公式如下： tgatglb7式中 l锚杆的有效长度，m；b组合共厚度，即 1000mm；锚杆在松散体中的控制角，取 45；a锚杆的间排距，取a=800mm，计算得，锚杆有效长度为 1.8m。本巷道采用锚喷支护，巷道净宽 B 为 4.8m，穿过中等稳定围岩，服务年限长，因此，选用锚固可靠、锚固力
12、大的螺纹钢树脂锚杆，每根锚杆安装 2个药卷，锚杆长 2000mm，杆体为 18mm 螺纹钢，取混凝土喷射厚度 T1为100mm，锚杆锚深 l 为 1800mm，矩形布置，锚杆间排距均为 800mm，加托板固定，锚杆外露岩面长度 T2为 100mm，锚喷厚度 T 为 100mm。（七）水沟参数（七）水沟参数水沟布置在人行道一侧，并加设盖板。水沟盖板顶面与道碴面平齐，水沟底板掘进标高比巷道壁基础标高高出 70mm。水沟纵向坡度与巷道坡度相同，即 4其中巷道横向水沟一侧坡度为 2，并在水沟侧面壁上每隔一定距离开设 50mm 泄水孔。水沟断面为矩形断面，采用现浇混凝土进行支护。岩石平巷最大涌水量为 3
13、00m3/h，根据课本 P11 表 1-7 可知，水沟净尺寸如下：宽 500mm，深 450mm，净断面面积为 0.225m2，掘进断面面积为0.272m2。每米材料消耗量如下：盖板钢筋为 2.036kg/m，盖板混凝土0.0323m3/m, 水沟混凝土为 0.152m3/m。（八）巷道掘进断面尺寸（八）巷道掘进断面尺寸根据课本 P12 表 1-8 常用拱形巷道断面计算公式（锚喷支护） 。巷道设计掘进高 H1=H+hb+T=1.6+0.2+T=1.9m；巷道计算掘进高 H2=H1+， 为计算掘进断面允许加宽值，取 75mm，所以巷道计算掘进高 H2=1.975m；巷道设计掘进宽度 B1=B+2
14、T=4.8+0.2=5.0m；巷道计算掘进宽度 B2=B1+2=5.0+0.15=5.15m；巷道设计掘进断面积 S1=B1(0.39B1+h3)=19.75m2；巷道计算掘进断面积 S2=B2(0.39B2+h3)=20.65m2；（九）巷道断面特征表（九）巷道断面特征表8断面/m2设计掘进尺寸/mm锚杆围岩类别净设计掘进宽 B1高H1喷射厚度T/mm形式外露长度 T2/mm排列方式间排距/mm锚深/mm直径/mm净周长/m17.719.755.01.9100螺纹钢树脂锚杆100矩形80017001815.94（十）每米巷道工程量及材料消耗量（十）每米巷道工程量及材料消耗量（1）拱和墙掘进体
15、积 V1=S11=20.65m3；（2）墙脚掘进体积 V2= 0.2(T+)l=0.2（0.1+0.075）=0.04 m3；（3）巷道喷射材料消耗量 V0=1.57(B2T1)T1+2h3T1l=1.20 m3；（4）墙脚喷射材料消耗 V0=0.2T1=0.02 m3；（5）每米喷射材料消耗 V3=V0+V0=1.22 m3；（6）锚杆数量 N=(P1-0.5M)/M2，其中 P1为计算锚杆消耗周长，P1公式为 P1=1.57B2+2h3=12.09m，计算得 N=18.27 根；（7）钢筋重量 N*l*(d/2)2*=65.70kg式中 l锚杆长度，l=1.8md锚杆直径，d=18mm锚杆
16、材料密度，=7850kg/m3（8）树脂药卷消耗量 N=2*N=36.54 支；（9）粉刷面积 Sn=1.57（B2-2T）+2h2=13.8m2；计算掘进工程量/ m3材料消耗/mm锚杆围岩类型 巷道墙脚锚杆数量/根托板数量/个喷射材料/ m3钢筋/kg树脂药卷/支粉刷面积/20.650.0418.2718.271.2265.7036.5413.8二、巷道施工技术措施二、巷道施工技术措施9( (一一) )钻眼爆破工作钻眼爆破工作1 1、选择钻眼机具、选择钻眼机具采用平巷掘进凿岩法，为达到月进度 240m，可采用气腿式凿岩机，钻眼时可在同一工作面布置多台气腿式凿岩机同时钻眼，钻眼与装岩平行作业，机动性强，辅助工时短，便于组织快速施工。根据课本井
