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1、 井巷工程井巷工程课程设计课程设计混合斜井断面与施工设计混合斜井断面与施工设计学 院： 专业班级： 学 号： 姓 名： 指导老师: 课程设计时间：20162017 学年第一学期 周目录目录一井巷工程课程设计任务书 3 1.1、设计题目3 1.2、设计条件3 1.3、设计要求3 1.4、提交成果3 1.5、参考文献4 二设计目的 4 三斜井断面的设计 4 3.1 假定未知参数4 3.2 巷道形状的选择5 3.3 巷道净断面尺寸.6 3.4 支护参数的选择8 3.5 布置水沟和管线9 3.6 风速校核10 3.7 计算巷道掘进工程量及材料消耗量11 四斜井巷道断面的施工 11 4.1 爆破参数的确
2、定.11 4.2 选择钻眼爆破的器材13 4.3 炮眼布置13 4.4 选择装药结构与起爆方法14 4.5 拟定爆破说明书和爆破参考图表15 4.6 定向与钻眼工作16 4.7 钻眼爆破安全及注意事项16 4.8 通风防尘及风机的选择17 4.9 防跑车措施.19 五装岩与运输 20 5.1 装岩机的选择20 5.2 运输机械的选择21 六施工组织与循环图表的制定 21 6.1 巷道施工组织与管理21 6.2 确定每一循环各工序的工作量22 6.3 确定一循环各工序所需的时间23一井巷工程课程设计任务书1.1、设计题目、设计题目混合斜井断面与施工设计1.2、设计条件、设计条件（1）井筒矿石提升
3、能力：5 万吨/年，服务年限 10 年。（2）地质条件：通过岩层的普氏系数 f=6-8，为稳定性中等岩层。（3）提升方式：单钩串车提升。（4）井筒深度：100 米；倾角 25 度。1.3、设计要求、设计要求（1）巷道断面设计（参照有关设计实例）。（2）巷道施工组织设计（内容构成：工程概况，凿岩设备的型号与数量选择，爆破图表设 计，掘进通风，装岩与运输设备选择，调车或转载方法选择，临时支护，作业人员配备，掘进作业循环图表等）。（3）巷道支护设计（内容构成：支护方式的选择，支护参数的确定，支护设备的选择，支护施工组织等）。1.4、提交成果、提交成果（1）设计说明书一份（20 页纸以内）。可打印，可
4、手写，但必须整洁。（2）图纸两张：断面图、掘进工作面炮眼布置图。可 CAD 绘制，可手绘。1.5、参考文献、参考文献（1）采矿设计手册编委会.采矿设计手册 3（井巷工程）、采矿设计手册 4（矿山机械卷）M. 北京：中国建筑出版社，1989（2）. 采矿手册编辑委员会. 采矿手册第二卷（凿岩爆破和岩层支护）、采矿手册第五卷（矿山运输与设备）M. 北京：冶金工业出版社，1991（3）.张荣立主编.采矿工程设计手册中、下册 M. 北京：煤炭工业出版社，2003（4）. 周昌达主编. 井巷工程 M， 第 2 版. 北京：冶金工业出版社，1993（5）. 南昌有色冶金设计院. 冶金矿山井巷设计参考资料上
5、、下册M. 北京：冶金工业出版社，1979（6）.金属非金属矿山安全规程，GB 164232006. 北京：中国标准出版社，2006（7）.矿山井巷工程施工及验收规范， GBJ 213-1990. 北京：中国标准出版社，1990（8）. 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程M. 北京：煤炭工业出版社，2011注：文献和资料可上网收集二设计目的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 工程课程有个全面深入的了解，并学会利用各种工具书及参考文献资料。次设计 可以提高学生独立思考、认真处事、相互交流、合理解决
6、设计中出现的问题的能力， 使我们对井巷工程这门课程有了一个全面的认识，对该门课程所学到的知识、 技能初步达到一个学以致用的目的。三斜井断面的设计3.1 假定未知参数假定未知参数（1）采用 2.5m箕斗提升（2） 服务年限 10 年（3）斜井需风量为 30m/秒（4） 斜井掘进中估计涌水量 23m/小时（5）巷道内敷设直径为 300mm 的压风管，一趟直径为 300mm 的排水管和一趟直径为 150mm 的供水管 3.2 巷道形状的选择巷道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（即作业在巷道上地压的大小和方向） 、巷道的用途及其服务年限、选用的支架材料和支护方式、
7、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素。一般情况下，作用在巷道上的地压和方向在选择巷道断面形状是起主要作用。当顶压和侧压均不大时，可选用矩形或梯形断面：当顶压较大、侧压较小时，则选用直墙拱形断面（半圆拱，圆弧拱或三心拱） ；当顶压、侧压都很大的同时底鼓严重时，就必须选用诸如马蹄形、椭圆形等封闭式断面。矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式，往往也直接影响到巷断面形状的选择。木架和钢筋混凝土棚子，多适用于梯形和矩形断面。在需要通风量很大的矿井中，选择通风阻力较小的断面形状和支护方式，既有利于安全生产又具有明显经济效益。在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面降低造价并有利于加快施
8、工速度。综上所述，选择巷道断面尺寸应考虑诸多因素，联系以上所有因素和已知参数，根据采矿守则 ，年产量在 5 万 t 其服务年限为 10 年，该运输斜巷穿过中等稳定岩层，其岩石坚固性系数又在 68，因此选择半圆拱最合适。3.3 巷道净断面尺寸巷道净断面尺寸矿山安全规程内有明确规定：机械运输巷道的一侧，必须留有 0.7 米以上的人行道。另一侧，如果巷道是用木材，混泥土棚或金属支架时，不得小于 0.2 米，用砖、石、混泥土砌璇以及锚杆喷浆时，不得小于 0.2 米。运输机距支架或璇墙之间的距离得小于 0.4 米。 （摘自井巷工程112 页）（1）井巷巷道净宽度据采矿设计手册 （矿山机械卷）305 页查
9、表可知 GKT21.21.22.4 后卸式箕斗宽 A1=1200mm、高 h=1200mm、长 L=2000mm。根据煤矿安全规程 ，巷道人行道宽 C=800mm、非人行道一侧宽a=300mm。故巷道净宽度：B=a+ A1+=300+1200+900=2400mm表 1-2 安全间隙（mm）运输设备之间运输设备与支护之间运输 设备冶金部门建材部门化工部门冶金部门建材部门化工部门有轨 运输300250300300250300无轨 运输-600-600皮带-400400400表 1-3 人行道宽度（mm）电机车部门14tt14无轨运输皮带人力运 输人车停 车处的巷 道两侧矿车摘 挂钩处 巷道两 侧
10、冶金部 门建材部 门化工部 门800800800800800800100010001000800-700700-1000100010001000-（2）确定巷道拱高 h0半圆拱形巷道拱高 h0=B/2=2400/2=1200mm 半圆拱半径 R= h0=1200mm（3）.确定巷道壁高 h3按管道装设要求确定 h3, 根据井巷工程 （周昌达主编）第 7 页公式 1-7 可得：h31967mm按人行高度要求，根据井巷工程 （周昌达主编）第 7 页公式 1-7 可得：h31581mm综上所述，确定本巷道的壁高为 h3=1967mm。（4）道床参数的选择道床参数的选择是由钢轨型号，轨枕规格和道渣高度
11、三者共同确定。查井巷工程 （周昌达主编）第 2 页表 1-2 知，运输量8 万 t/a 的矿山选用轨型为89kg/m，轨距 600mm；查井巷工程 （周昌达主编）第 9 页表 1-8 知，轨型为89kg/m 的轨道底板水平与轨面水平的间距 h6=260mm，底板至道渣面的高度h5=100mm，则 h4=h6-h5=160mm。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
12、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。道砟应选用坚硬和不易风化的碎石或卵石，粒度以 2030MM 为宜，并不得参有碎末等杂物，使其具有适当空隙度，以利排水和有良好的弹性。道砟的高度以应与选用的钢轨型号相适应。在主要运输巷道，其厚度为 160mm，并至少不轨枕1/22/3 的高度埋入道砟内。道床宽度可按轨枕长队再加 200mm 考虑。则本巷道高度为 H=h3-h5+h0=1967-100+1200=3067mm（5）确定巷道净断面尺寸掘进断面净断面面积为： S=B0*(0.39B0+h2) h2=h3-
13、h5=1967-100=1867mm 故 S=2400（0.392400+1867）=6727200=6.73.4 支护参数的选择支护参数的选择喷射混凝土支护作用是用喷射机将混凝土混合物喷射在岩面上凝结硬化而成的一种支护。其特点是：凝土在高速喷浆过程中，水泥颗粒受到碰撞冲击，混凝土喷层受到连续冲击压密，而且喷射工艺又允许采用较小的水灰比，因此混凝土喷层具有致密的组织结构和良好的物理力学性能。特别是它的粘结力大，能同岩石紧密粘结，是形成喷射混凝土独特支护作用的重要因素。其作用原理：加固与防止风化作用；改善围岩应力状态和作用；柔性支护结构作用；组合梁作用。在综合考虑围岩地质条件、断面形状、巷道有效
14、跨度和服务年限等因素，选用喷射混凝土支护，支护厚度为 120mm。巷道设计掘进断面巷道的净尺寸加上支护和床参数后，道便可获得巷道的设计掘进尺寸，进而求算出巷道的设计掘进断面积。半圆拱巷道设计掘进断面积：（） 巷道设计掘进断面尺寸加上允许的掘进超挖误差值（） ，即可求算出巷道计算掘进断面尺寸。巷道设计掘进宽度 B1=B0+2T=2400+120=2520mm巷道计算掘进宽度 B2= B1+2=2520+150=2670mm巷道设计掘进高度 A1=h3+h0+T=3287mm巷道计算掘进高度 H2=H1+=3287+75=3362mm巷道设计掘进断面面积 S1=B1(0.39B1+h3)=6.7巷
15、道计算掘进断面面积：S2=B2(0.39B2+h3)=2670（0.392670+1967）=8.033.5 布置水沟和管线布置水沟和管线 压风管和供水管布置在人行道一侧上方，采用管子托架架设，托架上部敷设压风管，下部悬挂供水管。通讯电缆和照明电缆设于人行道一侧，都悬挂在支护侧墙上。具体水沟参数由实际情况参考表 1-5 决定.表 1-5 水沟断面选用参考表最大排水量（m /h）3水沟净尺寸（mm）水沟断面积 （）水沟类型i=3i=5上宽下宽深度净掘每米水沟 混凝土量 （m ）31001502003001201802603403103303504002802803103602302803303800.070.090.110.140.110.140.170.220.050.060.070.081001502003001201802603403103303504002802803103402002503003500.060.080.100.130.150.180.200.260.090.100.100.131001502003001201802603403
