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1、坑道工程设计姓名：廖坤专业：勘查技术与工程（勘察方向学号：631009222013 年 5 月15 日目录一、坑道断面设计 2二、采用工程类比法对IV级围岩进行初级支护设计5三、钻爆说明书5四、压缩空气量计算11五、通风及风量计算12六、 围岩分级14七、 结束语.17坑道工程课程设计一、坑道断面设计1、某坑道运输设备如下：架线式机车ZK14外形尺寸：长X宽X 高=4900X1335X1550，轨距900, ZK10 外形尺寸：长X 宽 X 高=4500 X1360X1550，轨距900,单位均为mm； 6m3矿车长X宽X高=5250X 2010X1645, 4m3矿车长X宽X高=3700X1
2、550X1330，人行道宽度 c 为800-1000mm；非人行道侧运输设备与直墙间的安全距离a为300mm； 采用双轨运输，双轨之间安全距离300mm；围岩压力中等水平，采用 三心圆拱断面形式，高跨比统一取1/4,h4轨面至集电弓子的高度 1800-2200mm； ha道渣面至轨面的高度160mm；道碴高度220mm，试 确定坑道净断面和掘进断面规格，并绘图、标注，计算坑道净断面和 掘进断面面积，进行通风校核。1. 确定坑道净断面和掘进断面规格，并绘图、标注，计算坑道净断面 和掘进断面面积，进行通风校核。（一）坑道净宽度=非人行道侧运输设备与直墙间的安全距离 a 为 300mm+2X（4m3
3、 矿车长X宽X高=3700X 1550X 1330） +双轨之间安 全距离 300mm+人行道宽度 c 为 800mm=300+2X1550+300+900=4600 mm 三心拱的净高度：围岩压力中等水平。常用的高跨比为1/4，净高度 =1/4坑道净宽度=1150 mm画图后测量得：r=0.1727B=795.42mmR=0.9045B=4170.7mm墙的净高：人2=1800-J；2 （厂100）2 =1800-386=1417mm（二）坑道墙高（h ）21）按行人要求确定墙高h =1800厂2 （r_ 100）2 =1800-386=1417mm22）根据架线要求确定墙高a = A+a=
4、1550+300=1075mm1 2 2取 K=400mm D= r_件 + K 二 79442 1075 + 40 =0.224V0.445 r _ 250794.42 _ 250表明导电弓子已进入大拱范围内，取架线高度距轨面高度h =2000mm,1此时从道碴面起算墙高为： h 2 =h 4 +h a +R-h0/(R _ 250)2 _ (b + K)2=2000+160+4160.7-1150：(4160.7 _ 250)2 _ (1225 + 400)2=1617mm 式中：h4 轨面至集电弓子的高度，mm；ha 道渣面至轨面的高度，mm；b1 轨道中心线与坑道中心线距离，mm； b
5、1 =B/2-A/2-a k 集电弓子宽度之半，400450mm。3）按装设管道确定墙高h 二 18002+ h Jr 2 r (y b? k 300 D ) 2=1800+305-.794.422 794.42 (46002625 400 300 300)2=1323mm b2 双轨坑道人行道一侧轨道中心线至坑道中心线间的距离，（B/2A/2c）根据以上计算，从道碴面算起墙高取 h =1700mm2（三）、坑道的净断面积与净周长1. 坑道的净断面积S =B （h +0.198B）=4600X（1700+0.198X4600）=12m 2 ji 22. 坑道的净周长L=2h+1.22B=2X1
6、700+1.22X4600=9012mm2（四）、风速校核2. 查表得运输坑道允许通过的最大风速u =6m/s,yv= Q=J0 =5.05m/s6m/s,符合规定。S 9.9 ji故此坑道断面设计合理。（五）掘进断面规格1. 坑道掘进宽度B=B +2T=4600+2X200=5000mm 02. 坑道掘进高度H=h2+hb +d +h0=1700+220+1150+200=3270mm 2b03. 坑道拱面积S =2（ r+0.20 ）2-r2 X a +（R+0.20）2R2 X Bgo=0.792+0.791=1.583 m24. 坑道墙面积S =2h T=2X1. 92X0. 20=0
7、. 768m2 q35. 道碴面积Sz =h B =0.22X4.6=1.012m2506. 坑道掘进断面积S =S +S +S +S z =12+1.583+0.768+1.012=15.363m2ju ji go q7. 每米巷道砌碹所需混凝土V=V +V +V =1.583+0.768 =2.351 m3go q gi8. 掘进断面面积：S=15.36m2二、采用工程类比法对IV级围岩进行初级支护设计以坑道断面设计所得净断面采用工程类比方法对W级围岩进行 初期支护设计，说明设计过程并绘图。根据题中给出围岩压力中等水平，一般的级围岩条件下，采用喷 射混凝土，其设计强度一般不低于20，围岩松
8、散、稳定性极差的土岩体 中,可采用喷射钢纤维混凝:，其设计强度一般不低于c25,喷射混凝土厚度 应不小于5cm,不大于25cm，隧道喷混凝土一般配合使用单层准5钢筋网， 钢筋间距150 250mm,隧道系统锚杆一般采用准25-准27中空注浆锚杆和砂 浆锚杆，对于岩体破碎、成孑L困难的围岩，可采用准27-准32自进式锚杆干，锚杆 露头部分力0垫板锚杆长度根据围岩地质情况确定。钢架支撑一般用在地质条件 较差，自稳时间短、初期变形大的地层中隧道的洞口浅埋段及围岩中常用 到钢架支撑。隧I的钢架支撑常用格栅钢架、工字钢钢架，也有用到型钢架， 钢架间距根据地质情况一般为6-1.0m。三、钻爆说明书以坑道断
9、面设计所得掘进断面进行全断面开挖，对其进行钻爆设 计，绘制炮孔布置三面投影图，并按照爆破说明书内容编制爆破说明书。(1) 爆破原始条件皿级及皿级以上围岩，采用全断面开挖的方法。(2) 选用的凿岩爆破器材：1、炸药：选用铵梯炸药2、雷管品种：电雷管起爆、导爆索起爆3、凿岩机：气腿式凿岩机7655SAf一个工作面上同时开动凿岩机的数量：工LdVTd其中，S开挖断面积，15.36m2 ；Af -每台凿岩机的工作面积，取4m2求得N=3.84，取整得4 因此，根据工程需求凿岩机的数量预备8台。凿岩机械生产效率:V 二 v 4Pd 0其中，V凿岩机实际生产效率，m/ .;d/ mmV纯钻速，取1.0 m
10、/ ,；0- mm0同时开动干扰系数，取0.8；0工作时间利用系数，取0.8； 求得V =0.64d确定凿岩爆破综合参数 钻孔爆破基本参数包括：单位岩体炸药消耗量q、单孔装药量q、工d作面总钻孔数量N, 次开挖循环炸药量Q、周边孔平均炸药量q、辅P助孔（崩落孔）平均炸药量q、掏槽孔炸药量q以及掏槽形式等。nc1）单位岩体炸药消耗量q单位岩体炸药消耗量，取决于岩石性质，隧洞断面、炮孔深度及掏槽 方式等各种因素。以全断面开挖为例，根据经验，隧洞断面在4100m2 时，按如下经验公式计算:q=14+ aS式中：S断面面积m2，洞室开挖断面积S = 15.36m2 ； a修正系数，取0.60.8，炮孔
11、偏差取值，本次取）.7。 故口=14 + a = 14/15.36+0.7=1.611 （kgj ）S/ m32）单孔装药量qd根据如下经验公式计算：q 二比 xALa d 4式中：q 每个炮孔的装药用量，kg;dd药卷直径，m；取d = 0.035m；药卷装药密度焙/， = 1.1x 103/ m3L炮孔平均深度，m；本工程取L=2.3m；a一充填系数，取a=0.5o故q ”xALa =1.058 （kg） d 43）工作面总钻孔数N用如下经验公式计算：N=空qd式中：N工作面总钻孔数;q单位耗药量，kg，由前面可知：q= 1.611；/ m3/ m3V爆破岩体的体积，m3。按进尺2m计算，
12、V = 30.72m3； q 一单孔装药量kg,由前知：q = 1.058kg0dd故 N=空= 1.611X30.72/1.058=47孔qd4) 一次开挖循环炸药量用如下经验公式计算：Q = q Nd式中：Q次开挖循环的炸药用量，kg故 Q= q XN=1.058X47=49.726kgd5) 掏槽孔炸药量qc按如下经验公式计算：q =1.25Q/Nc式中：q 掏槽孔的炸药用量c故 q =1.25XQ/N=1.25X49.726/47=1.323kg/孔c4)周边孔平均炸药量q ,p按如下经验公式计算：q 二 E-W L (0.5 0.8)qpP式中：q 周边孔的平均炸药量，kg;pE周边
13、孔间距，本次取E=0.5m；W周边孔的最小抵抗线，本次取W=0.65m；L 一周边孔的孔深，m本次取l =2.3m；ppq一单位耗药量kg/m3，由前可知，q = 1.611故 q 二 E-W L (0.5 0.8)q = 0.5x0.65x2.3x0.8x1.611 = 0.963kgpP5)辅助孔(崩落孔)平均炸药量q ,n按如下经验公式计算:Q-(q xN + q XN )49.726-(1.323x4 + 0.963x22)二 1.107 kgq ccpp47 - (4 + 22)nN - (N + N )-cp式中：q 辅助孔的平均炸药量，kg;nN 掏槽孔数（不含空孔）（4个）cN
14、 周边孔孔数辅助孔的间距取100120cm,布孔时，如果孔内放不 p下所需药量，可适当增加辅助孔数。（22个）8）掏槽方式根据洞室工程地质条件，石方洞挖时采用直眼掏槽，形式为对称形。钻孔参数皿类围岩单位岩体耗药量（kg/m3）1.611单孔装约量（kg）1.058工作面总钻孔数（个）47一次开挖循环药量（kg）49.726掏槽形式对称形掏槽孔炸药量（kg/孔）1.323周边孔平均炸药量（kg）0.963辅助孔平均炸药量（kg）1.107周边光爆孔间距（m）0.5循环进尺（m）2钻孔深度（m）2.3炮孔直径（mm）42开挖断面积（m 2 ）15.36光爆孔线装约密度（g/m）230辅助孔炮孔间距（m）11.29）单孔药卷个数的确定：A7 q 1.323 一行Nn = 02 = 0亍=6615,0.5取整得7N二红二 0.963 二 4.815，0.5取整得5p 0.20.2NC = 02 = _0亍=5.535，0.5取整得69. 钻孔孔位布置钻孔孔位布置钻孔孔位布置钻孔孔位布置根据前面的爆破参数对各洞段石方洞挖的钻孔孔位进行布置。周边
