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1、井巷工程课程设计题 目 矿阶段运输巷道设计 学院名称 指导教师 班 级 矿物资源工程（矿资091班） 学 号 学生姓名 谭 期 仁 2012年05月目 录1.工程概况31.1设计任务书31.2围岩的分类32.平巷断面设计32.1断面形状的选择32.1.1断面形状选择的原则32.1.2本设计断面形状的选择32.2断面尺寸的设计32.2.1巷道净宽度的确定32.2.2巷道净高度的确定42.2.3巷道净断面积计算与风速校核52.2.4道床参数的选择62.2.5水沟设计及管缆布置62.2.6支护参数的选择72.2.7掘砌工程量计算72.2.8绘制巷道断面图及断面特征表73.支护设计83.1临时支护83
2、.2永久支护84开挖方法设计94.1开挖方法选择94.2光面爆破设计参数94.2.1凿岩机具选择及数量的确定94.2.2爆破参数的确定104.2.3炮眼布置114.2.4炸药消耗量的计算及药量分配124.2.5爆破图表编制125.量测设计135.1量测原则和量测项目分类135.2量测仪器和设备135.3现场监控量测工作程序136.不良岩层条件下的辅助施工设计136.1处理措施136.2各不良岩层的辅助方法147.施工组织与施工工艺147.1施工组织和施工管理147.2施工工艺157.2.1开挖工艺157.2.2支护工艺167.3技术要求及安全注意事项177.4计划进度安排188.参考文献191
3、. 工程概况1.1设计任务书某矿的阶段运输巷道需穿越煌斑岩层,该岩层节理裂隙较发育，f=46，岩层受构造破碎带控制，地表水沿破碎带深入，涌水量160 m3/h,岩石自稳时间在4872h 之间。巷道要求3000t/天的通过能力，采用ZK10/550型架式电车，牵引YCC2(6)型单侧曲轨侧卸式矿车矿车运输，巷道风量50m3/s，巷道内设两条动力电缆,三条通讯及照明电缆，一条4英寸压风管和一条2英寸供水管。1.2围岩的分类目前岩石分类的方法众多，如苏联的普氏岩石分级法，苏氏分级法，美国的按岩芯质量指标的分类法，加拿大的按岩石物理力学性质的分类法，日本提出的按岩层性质波速的分类法，以及由东北工学院提
4、出的岩石性能分级。根据目前矿山使用岩石分级的实际情况，常使用普氏分级法和岩石爆破性分级法。根据教材中围岩分类表可知，本设计中围岩属于第类围岩，中等坚硬和稳定。2. 平巷断面设计2.1断面形状的选择2.1.1断面形状选择的原则（1）巷道穿过围岩的性质、地压大小以及方向。（2）巷道的用途及服务年限的长短。（3）支护形式，支架材料和支护结构以及巷道断面的利用率，施工的难易程度及费用。2.1.2本设计断面形状的选择该巷道是一条阶段运输巷道，为类围岩，中等坚硬和稳定，巷道采用双轨运输，根据大量工程经验，选用拱高为1/3B0类型的三心拱形，采用喷锚支护。2.2断面尺寸的设计2.2.1巷道净宽度的确定巷道断
5、面净宽度对于拱形巷道系指直墙内侧水平距离，取决于运输设备的最大宽度、人行道宽度以及相应的安全间隙。在双轨时，巷道断面净宽度B0：B0=2b+m+b1+b2式中，b为运输设备的最大宽度，b1为运输设备与支架间的安全间隙，b2为人行道宽度，m为两运输设备之间的距离。由上式可知，只要确定上述四个参数，就可以确定巷道断面净宽度。（1） 运输设备参数根据任务书中可知，采用ZK10/550型架式电车.牵引YCC2(6)型单侧曲轨侧卸式矿车矿车运输，其参数如表2-1所示：表2-1 运输设备参数（单位：mm）运输设备类型设备外形尺寸轨距S0架线高度H1线路中心距S长l宽b高h电机车架线式ZK10/550450
6、0106015506001800-22001300矿车单侧曲轨侧卸式YCC2(6)3000125013006001500由上表可知，通过巷道运输设备的宽b=1250mm，高h=1550mm，即b=1250mm。（2） 安全间隙b1及设备间距m查表可得b1=200mm，在双线巷道内，两条线路的中心线间距必须保证两列对开列车最突出部分之间的间距不小于200mm。常以双轨运输巷道的线路中心线间距S进行计算：m=S-b=1500-1250=250mm（3） 人行道宽度b2人行道应布置在巷道一侧，并应尽量不穿过或少穿过线路，当人行道一侧敷设管路时，应相应增加人行道宽度。人行道宽度如表2-2所示：表2-2
7、人行道宽度（单位：mm）人推车电机车人车停车处的巷道两侧矿车摘挂钩处的巷道两侧14t14t70080080010001000该巷道通过的是小于14t的架线电机车，查表可知，人行道宽度取b2=800mm。故巷道断面净宽度B0为：B0=2b+m+b1+b2=21250+200+250+800=3750mm计算巷道净宽度以100mm进位，故取B0=3800mm2.2.2巷道净高度的确定拱形断面净高度H0指道碴面到拱顶的高度，即H0=f0+h2式中，f0为拱高，它取决于拱的形状，三心拱时f0=、；h2为自道碴面算起的墙高，其确定方法应根据运输设备类型、架线要求以及行人的方便而定。（1）拱高f0的确定三
8、心拱是最常见的一种形式，与圆弧拱相比，其断面利用率较好，但受力性能稍差，三心拱拱高多为，本设计中，围岩中等坚硬和稳定，故选f0=。（2）墙高h2的确定由f0=查表可知，R=0.692B0=0.6923800=2630mm；r=0.262 B0=0.2623800=996mmf0=38003=1267mm，=56.31按人行要求确定墙高当采用矿车运输时，由于车身高度均比成人身高小，此时为了保证人遇车靠边安全站立，距墙100mm处巷道的有效高度应不小于1.8m，对于三心拱，巷道墙高h3可由公式求得：=1800+190-434=1556mmh2=h3-h5=1556-190=1366mm按电机车架线
9、要求确定墙高采用架线式电机车运输时，电机车的导电弓子与巷道壁的距离不应小于250mm，当电源电压为500V以上时H12m，该设备电压为550V，取H1=2000mm，Z=B0/2-a=1025mm。首先判断导电弓子是在小圆弧断面内还是在大圆弧断面内：=0.698cos56.31=0.554故导电弓子在小圆弧断面内，由公式可计算h2。h2=H1+h4-代入数据得h2=2000+160-534=1626mm。按管道架设确定墙高在人行道上上部装设管路时，应使导电弓子与管道的距离不小于300mm，管道下面应满足1.8m的行人高度。管道所占高度应为管子直径与托管之和，即n=D1+100+D2=25.44
10、+100+25.42=252.4mm对于双轨时， =1800+252-810=1242mm通过以上三种情况比较，最大值h2为1556mm，能满足架线、管子敷设和人行安全距离的要求。故巷道净高度为：=f0+h2=1267+1556=2823mm。由于巷道拱形断面净高度以10mm进位，最终取H0=2830mm。巷道掘进高度=1750+1267+150=3167mm取H=3200mm。2.2.3巷道净断面积计算与风速校核（1）巷道工程量计算已知巷道的净高和净宽后，可以算出巷道的净断面积，取d0=150mm，T=100mm。具体计算如表2-3所示。表2-3巷道断面工程量计算表名 称计算公式从轨面起电机
11、车（矿车）高度H从轨面起墙高h1道碴厚度h5道渣面到轨面的高度h4巷道底板到轨面的高度+从道闸面算起之墙高+从底板算起之墙高+架线高度三心拱高f0=1/3B0巷道掘进高度运输设备的宽度b两运输设备的间隙m运输设备到支架之间隙人行轨道宽度巷道净宽双轨墙厚T巷道掘进宽度巷道净断面积巷道净周长巷道拱断面积巷道墙断面积巷道基础断面积S基=（0.5+0.25）T巷道道渣面积巷道掘进断面积由上表可知，巷道掘进设计断面积为11.6m2，巷道设计净周长为11.97m。（2）风速校核根据生产需要确定风量之后，巷道断面越小，风速越大，风速过大会引起岩尘飞扬，恶化工作环境，影响工人健康和效率，查阅安全规程，运输巷道
12、中最高风速为6。设计断面后必须进行风速验算，可按公式进行计算。V=5011.6=4.316，满足风速要求，不必修改断面尺寸。2.2.4道床参数的选择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；在弯道出，轨道连接应光滑，接运输巷道内统一线路必须采用同一型号的钢轨；道岔的型号不得地域线路的钢轨型号；轨枕的类型和规格应与选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；木轨枕主要用于道岔等处，钢轨枕主要用于固定道床。由于预应力钢筋混凝土轨枕具有较好的抗裂性和耐久性，构建
13、刚度大，节约木料，造价低等优点，所以应当大力推广使用。该矿的日生产能力为3000t，设矿山的年工作日为300天，可得年生产能力为90万吨，由年产量和该矿使用的运输设备，查表可知，选用18kg/m钢轨，其道床参数h6、h5分别 为350mm和190mm，道楂面至轨面高度h4=h6-h5=350-190=160mm，采用钢筋混凝土轨枕。2.2.5水沟设计及管缆布置（1）水沟设计为了排除井下涌水及其他废水，保证井下工人的安全及健康等，应根据排水量的大小，在巷道一侧底部需设置排水沟，在水沟设计中应考虑以下规定：一侧均应设置水沟，以排出井下涌水及其它污水。水沟应满足下述要求：A、水沟一般设在人行道一侧或
14、空车线一侧，应尽量避免穿越或少穿越线路，其坡度与巷道坡度相同，通常为35；B、水沟应加盖板，常用的有钢筋混凝土预制盖板。巷道的水沟在靠墙一侧应留出100mm，以便铺设盖板，通常盖板面与道渣齐平；C、水沟断面形状常采用矩形、半倒梯形或倒梯形。一般开拓和准备巷道中的水沟均要支护，多用现浇或预制混凝土，回采巷道中和坚硬的岩石巷道中的水沟可不支护，水沟充满度取0.75。D、水沟中最大流速，混凝土支护时为510m/s,不支护时为34.5m/s;水沟的最小流速，一般不应小于0.5m/s。已知通过本巷道的涌水量为160m3/h，采用水沟坡度为0.3%。查表可得，选取倒梯形，上宽350mm，下宽310mm,，深
