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1、课程设计课程名称：井巷工程设计题目斜坡道断面、支护和施工设计 学 院：国土资源工程专 业：采矿工程年 级：学生姓名：指导教师：日 期：2012年12月21日教务处制课程设计任务书国土资源工程学院采矿工程专业年级学生姓名：课程设计题目斜坡道断面、支护和施工设计课程设计主要内容：某矿阶段斜坡道，布置在f=68，节理裂隙发育，中等稳固的岩层中，设备、人员、 材料通道，采用WJD1.5铲运机，CTC14凿岩台车。斜坡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英寸洒水管。断面设计：斜坡道断面形状和支护型式的选择，斜坡道断面各部尺寸的确定，断面装 备的布置，绘制斜坡道断面图（A3图
2、幅以上）并编制工程量及材料消耗表。编制施工说 明及循环图表。要求：说明书用A4纸双面打印，正文四号宋体，不少于15页。设计指导教师（签字）：教学基层组织负责人（签字）：井斜坡工程设计目录一、工程概况4二、斜坡道设计41、斜坡道线路布置形式42、尺寸及坡度的确定5三、断面设计51、断面形状选择52、断面尺寸的确定53、设计支护参数64、布置水沟和管线65、计算斜坡道掘进工程量和材料消耗量66、编制斜坡道特征表和每米斜坡道道工程量及材料消耗量表、绘制斜坡道断面 施工图8四、施工组织设计91、施工方案选择92、凿岩爆破工作93、工作面通风184、有害气体的防护措施错误！未定义书签。5、装岩设计14五
3、、编制循环图表错误！未定义书签。1、确定日工作制度182、确立作业方式183、确定循环方式和循环进度184、计算循环时间错误！未定义书签。5、循环图表的编制18六、爆破安全措施20参考文献20一、工程概况某矿阶段斜坡道，布置在 f=68， 节理裂隙发育，中等稳固的岩层中，图一 WJD1.5型电动铲运机设备、人员、材料通道，服务年限为20 年，采用 WJD1.5 铲运机（如图一所示）， CTC14 凿岩台车（如 图二CTC14凿岩台车图二所示）。斜坡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 英寸洒水管。二、斜坡道设计1、斜坡道线路布置形式螺旋式斜坡道虽然具有没有缓坡段或
4、平坡段，同样高差下螺旋式斜坡 道线路短，节省工程量并且布置灵活等优点。但其不足之处是：视野有限 道路自始至终都处在拐弯状态，内外侧坡度不同，不利于设备和道路的维 修保养，轮胎和差速器失效较快，行车安全性差。折返式斜坡道虽然开拓 工程大，掘进施工时通风和出渣条件差，但其比较平直、弯道少、视野好 可提高运行的安全性，并且有利于设备和道路的维修保养。鉴于此坡道是 运送设备、人员、材料的主要通道，从安全角度考虑，故采用折返式斜坡 道，且本斜坡道为一条直道，无弯道。2、尺寸及坡度的确定通道的最低标高一174 m,总长1002m，净断面3.6m X 3.2m，正常坡度 为10%。三、断面设计1、断面形状选
5、择该斜坡道是布置在f=68、节理裂隙发育、中等稳固的岩层中，服务 年为20a，是用于运送设备、人员、材料的主要通道。故决定选直墙三心 拱断面f/B=l/3）。02、断面尺寸的确定2.1 净宽度 B 的确定选取斜坡道人行斜坡宽度 c=1000mm;净宽度 B=3600mm2.2 三心拱参数的确定三心拱斜坡道拱高 : h=B/3=3600/3=1200mm0三心拱半径 : R=2491 mmr=943mm0 =56a =342.3三心拱道墙高hl的确定h=2000mml2.4斜坡道净断面积S和净周长P的确定S=Bh +0.262B2=10.6m2lP=2h +B+l.329B=l4.4ml2.5
6、斜坡道掘进断面尺寸的确定斜坡道设计掘进宽度：B二B+2T=3600+200=3800mm1斜坡道计算掘进宽度：B =B +26 =3800+150=3950mm21斜坡道设计掘进高度： H=h+h+T+T=2000+1200+100+200=3500mm1 1 0 1斜坡道计算掘进高度： H=H+6 =3500+75=3575mm21斜坡道计算掘进断面积：S=B X (T +h)+0.262B 2 =12.52 2 1 1 23、设计支护参数斜坡道穿过的围岩是f=68、节理裂隙发育、中等稳固的围岩。所以 斜坡道按全断面混凝土支护考虑，选用快硬水泥锚杆，锚杆直径少16mm，锚 杆长度 1500m
7、m, 间排距 0.7X0.7m, 外露长度 t=50 mm, 锚杆布置到墙角。再 用混凝土支护，支护厚度为T=100mm，斜坡道地面采用混凝土浇灌，厚度 为 T1=200mm。4、布置水沟和管线 为方便排水，在本通道内布置一不对称梯形水沟，坡度和通道坡度一样为10%，水沟深300 mm、水沟上宽400 mm，下宽300，水沟净断面积0.1 m2,水沟掘进断面面积0.16 m2,每米水沟盖板用钢筋1.3kg、混凝土 0.023m 彳，水沟用混凝土 0.11m3o动力电缆布置在非人行道一侧，通讯及照明电缆布置在人行道侧，洒 水管布置在人行道一侧，距道渣面2000m，压风管与洒水管平行布置，且 位于
8、洒水管下。5、计算斜坡道掘进工程量和材料消耗量每米斜坡道拱和墙计算掘进体积V=S X1=12.5X1=12.5m3每米斜坡道墙角计算掘进体积V =0.2(T+)Xl=0.2X(0.1+0.075)Xl=0.04m32每米斜坡道拱和墙喷射混凝土材料消耗V=(S TB S) Xl=(12.50.2 X 3.87510.6) X l=1.12m33 11 2每米斜坡道墙角喷射混凝土消耗V=0.2T X1=0.2X0.1X1=0.02m341每米斜坡道地面浇灌混凝土消耗V=0.2X3.475X1=0.7m35每米水沟混凝土消耗V=0.13m36 每米斜坡道喷射混凝土消耗V=V+V+V+V=1.12+0
9、.02+0.7+0.13=1.97m3 3456每米斜坡道锚杆消耗n 二 Pi05aaa式中气一一计算锚杆消耗周长,P1=1.33B2+2(T +h1)=1.33X 3.875+2X (0.2+2)=9.5m；a、a锚杆间距、排距，a=a =0.7 m。故 N=20.2 根每排锚杆数为：0.7N=0.7X21.4=14.1514 根6、编制斜坡道特征表和每米斜坡道道工程量及材料消耗量表、绘制斜坡道断面施工图图一斜坡道特征表围岩 类别断面面积/m2设计掘进尺 寸/mm净面积设计 掘进宽高10.612.538753575喷射 厚度 /mm锚杆/mm型式外露 长度排列 方式取排距锚杆长直 径100快
10、硬50方形70015001514.4净周 长/m图三 斜坡道断面图表二每米工程量及材料消耗围岩类别计算掘进工程量/m3材料消耗/mm药卷/ 卷粉刷面积/m2斜坡道墙角锚杆数量喷射材料/m312.50.0420.21.977214.4四、施工组织设计1、施工方案选择根据矿山的实际情况，决定采用从下而上、一次成型、独头掘进的施 工方案，周边空采用光面爆破。2、凿岩爆破工作2.1 凿岩设备及工具选择凿岩机采用1台CTC14凿岩台车，工作参数为：总重量（不包括凿岩机）3200公斤外形尺寸：（运输位置）4700x1900x2300厘米行走速度：0.51 千米/小时最小转弯半径:7米爬坡能力:18 度支臂
11、起落范围:20-90度支臂平移范围:1600毫米推进器回转范围:90度推进器最大推力:13.7KN工作气压:0.5-0.7MPa工作油压:8-0.6MP a总耗气量:217L/S总进气管内径:38毫米总进水管内径:19毫米（以上参数来自南京新瑞康工程机械有限公司网站）2.2 炸药及起爆器材及起爆方式选择 孔内采用延时导爆管雷管，采用塑料导爆管传爆及 2 号岩石炸药， 起爆网路设计设计成并联网路，掏槽孔先引爆，辅助孔其次，随后是顶孔 周边孔，底孔最后引爆。2.3 凿岩爆破参数确定2.3.1 掏槽方案选择 对该斜坡道进行施工采用光面爆破的方法来掘进斜坡道。根据掘斜坡斜 坡道断面面积12.5m2掘进
12、高3575mm，宽为3875 mm。对所要布置的掏槽眼、 辅助眼、周边眼分别布设。2.3.2 掏槽眼的布设因斜坡道岩石坚固性系数为 68 且斜坡道断面积较大，利用中深孔进 行爆破故选用直眼掏槽法。为提高掘进进度选用易于掌握且对各种岩层适 应性和效果均好的菱形掏槽法，炮眼深度为 3.0m。2.3.3 辅助眼的布设 为了大量崩落岩石提高炮眼利用率，故要均匀布置辅助眼，故辅助眼间距700mm，方向垂直与工作面。2.3.4周边眼的布设/m 根据光面爆破周边眼爆破参数表及岩斜坡性质取周边眼的炮眼直径 为42mm，炮眼间距为600mm,最小抵抗线为700mm,装药量为0.15kg且底眼 眼口高于斜坡道底板
13、200mm，以防止灌水。底眼炮眼间距为600mm。2.3.5 炮孔直径及药包直径凿岩台车钻孔直径选为43mm，使用炸药2号岩石炸药，炸药直径选用 35mm。2.3.6 眼深度及数目掏槽孔深3.0m，其他孔深2.8m经计算炮孔数为36个，而在设计断 面上作炮孔布置图，得出炮孔总数为 38 个，基本相等。2.3.7 爆破图表的编制使用2号岩石炸药，炸药单耗取1.15kg/m3，经计算每循环炸药总消 耗量为43.7kg，爆破各项参数见表一。表三平斜坡掘进的各项参数炮孔名 称孔数 /个与工作 面夹角/ 炮孔长/m炮孔深/m装药量起爆 顺序连线 方式装 药结 构周 边孔 起爆单孔小计重量/kg重量/kg空孔19033掏槽孔490332.08.0I毫秒连续周边辅助孔11902.82.81.718.7II雷管反向孔为顶孔8向外52.812.8一次装药间隔周边孔7向外52.812.80.426.3III引爆装药底孔6向外52.812.81.710.2总计38104.8104.642.2表四爆破原始条件序号名称单位数量1设计掘进断面m220.72岩石坚固性系数6-8463工作面瓦斯情况%低瓦斯4工作面涌水情况m3/h无地下水影响5炸药和雷管类型2号岩石硝铵炸药，毫秒延时雷管表五预期爆破效果名称单位数量名称单位数量炮眼利用率%80每米斜坡道炸药消耗量kg/m14.6循环进尺
