井巷工程设计报告.docx
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井巷工程设计报告
课程设计报告
课程名称：
巷道断面及爆破设计任务
姓名：
学号：
班级：
题目：
某煤矿年设计生产能力60万t吨，采用立井开拓方式，属低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为400m3/h；第二水平东运输大巷长度1600m，服务年限为25年；通过的流水量为260m³/h，风量为65m³/s；采用ZK14—9/550直流架线电机车牵引1.5t矿车运输。
巷道内铺设一趟直径Φ为200mm的压气管和一趟直径Φ为100mm的供水管。
设计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数=4~6。
设计内容：
1.选择合适的巷道断面形状。
2.设计双轨直线段的巷道断面。
确定巷道净宽、拱高、墙高、净断面面积、净周长，并进行风速校核。
选择合适的支护方式，确定支护参数。
最后确定巷道的掘进断面尺寸。
3.布置巷道内水沟和管线。
4.计算巷道掘进工程量和材料消耗量。
5.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。
6.根据设计的断面图，编制爆破作业图表。
包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置图、爆破参数、预期爆破效果表。
设计要求：
1.在规定的时间内认真、独立地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。
作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使设计成果达到较高水平。
2.要通过计算确定的，必须有必要的计算步骤和过程。
要参照有关规范和经验确定的，请说明确定理由。
设计参照依据：
《煤矿安全规程》、《煤矿井巷工程质量验收规范》、《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》、《煤矿矿井采矿设计手册》、《井巷工程》东兆星等．徐州：
中国矿业大学出版社，2009。
3.说明书用稿纸手写，要求字迹工整，内容完整，表格要用统一编号和表头。
图纸绘制用CAD，绘图比例用1：
50，打印输出比例为1：
1，纸型为A4。
图纸格式要求按示例一，示例二；线型、线宽及图例，参照采矿设计手册采矿制图部分要求。
4.提交的设计成果包括：
设计说明书及有关图纸（巷道断面施工图，炮眼布置图）。
5.设计时间：
2010-2011学年第2学期第19周（开采0931班）。
一.选择合适的巷道断面形状。
年产60万吨矿井的第一条水平运输大巷，一般服务年限在15年以上，采用900mm轨距双轨运输的大巷，穿过稳定岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，圆弧拱形断面。
二.设计双轨直线段的巷道断面。
（一）确定巷道净宽度B
查表6-3可知ZK14—9/550电机车宽A1=1335mm、高h=1600mm，1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。
根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽c=840mm、非人行道一侧宽a=400mm。
又查表6-4知该双轨中线距b=1600mm，则两电机车之间距离为
故巷道净宽为
（二）确定巷道拱高h0
圆弧拱形巷道拱高：
（三）确定巷道壁高h3
1.按架线式电机车导电弓子确定h3
由80页，表6－6中半圆拱形巷道壁高公式得：
h4——轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》188页，第365条，取h4=2000mm；
hc——道床总高度。
选用22Kg/m钢轨，查88页，表6－12得hc=380mm，道渣高度hb=220mm；
n——导电弓子距拱壁安全间距，取n=300mm；
K——导电弓子宽度之半，查67页，表5－4中，K=718/2=359，取K=360mm；
b1——轨道中线与巷道中线间距
h3≥
2.按管道装设要求确定
式中——道砟面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取=1800mm；
——管子悬吊件总高度，取＝900mm;
m——导电弓子距管子间距，取m=300mm；
D——压气管法兰盘直径，D=335mm；
——轨道中线与巷道中线间距，
故=2230
3.按人行高度要求确定
式中为距离巷道壁的距离。
距墙壁处的巷道有效高度不小于1800mm。
100mm，一般取=200mm。
故
得h3=1931mm
综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道道壁高度为2050mm。
则巷道高度
（四）确定巷道净断面积和净周长
由表公式得净断面积
式中——道砟面以上巷道壁高，
则
净周长
（五）用风速校核巷道净断面积
查表3—9可知vmax=8m/s，已知通过大巷风量最大值Q=65m/s代入式得；
设计的大巷净断面面积，风速没有超过规定，可以使用。
（六）确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸
1.选择支护参数
采用锚喷支护，根据巷道净宽、穿过中等稳定岩层、服务年限为25年以上等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度700mm，设计锚杆预紧力40，锚固力。
锚杆长度,成方形布置，其间排距，托板为厚的方形钢板。
混凝土层厚，分两次喷射，每次各喷厚。
故支护厚度。
2.选择道床参数
根据巷道通过的运输设备，已选30kg/m钢轨，其道床参数，分别是410mm和220mm，道砟面至轨面高度。
采用钢筋混凝土轨枕。
3.确定巷道掘进断面尺寸
由表计算公式得：
巷道设计掘进宽度：
巷道计算掘进宽度：
巷道设计掘进高度：
巷道计算掘进高度：
巷道设计掘进断面面积：
巷道计算掘进断面面积：
三.布置巷道内水沟和管线。
已知通过巷道的水量为260m³/s，现采用水沟坡度为0.5%，查表得水沟深度为450mm，水沟宽度为500mm，净面积为，掘进断面面积为。
，每米水沟盖板用钢筋、混凝土，水沟用混凝土。
管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方。
四．计算巷道掘进工程量和材料消耗量。
有表3—8计算公式得：
每米巷道拱与墙计算掘进体积：
m³
每米巷道墙角计算掘进体积：
m³
每米巷道墙与拱喷射材料消耗：
m³
每米巷道墙角喷射材料消耗：
m³
每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）：
m³
每米巷道锚杆消耗：
式中——计算锚杆消耗周长，
——锚杆间排距，a=0.8m；
故根
折合重量为：
式中——锚杆长度，
——锚杆直径，
——锚杆材料密度，
由于每个锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗，支。
每排锚杆数为：
每排树脂药卷数：
每米巷道粉刷面积：
式中——计算净宽，
故
5.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。
运输大巷特征
围岩类别
断面面积/㎡
设计掘金尺寸/mm
喷射厚度/mm
锚杆/mm
净周长/m
净面积
设计掘进
宽
高
型式
排列方式
间排距
锚杆长
直径
Ⅲ
11.8
13.7
4370
3720
100
螺纹钢树脂锚杆
方形
800
2000
18
13.1
围岩类型
计算掘进工程量/m³
锚杆数量/根
材料消耗
粉刷面积/㎡
巷道
墙角
喷射材料/m³
锚杆
钢筋/千克
树脂药卷/个
Ⅲ
13.9
0.35
14.53
0.96
58.02
29.06
9.14664
6.根据设计的断面图，编制爆破作业图表。
包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置图、爆破参数、预期爆破效果表。
（一）.爆破参数的确定。
1.炮眼直径。
我国矿用炸药直径有32mm、35mm、38mm，炸药质量为100g、150g、200g。
煤矿多用32mm、35mm药卷，炮眼直径一般比药卷直径大10mm，故炮眼直径为42~45mm。
2.在目前施工技术和设备等条件下，多采用浅炮眼，炮眼深度一般不超过4m，以0.8~2.0m居多，为了提高炮眼利用率，掏槽眼必须比其他炮眼深200mm。
故选用2.2m炮眼。
3.炮眼数目。
式中N—炮眼总数，个；q—单位炸药消耗量，㎏/m³；S—巷道断面积，㎡；m—每个要卷的长度，m；η—炮眼利用率，%；a—炮眼平均装药系数，一般取0.5~0.7；P—每个药卷的质量，㎏。
4.炸药消耗量。
式中q—炸药消耗量，㎏/m³；Q—一次爆破所需炸药总量，㎏；V—一次爆破下的实体岩石总体积，m³。
查表可得q=0.92㎏/m³
爆破原始条件
名称
单位
数量
名称
单位
数量
巷道的掘进断面
㎡
13.9
炮眼数目
个
72
岩石的坚固系数f
4-6
雷管数目
个
71
炮眼深度
m
2.2
总装药量（2号岩石硝铵炸药）
㎏
58.02
装药量及其爆破顺序
眼号
眼名
眼数/个
眼深/m
装药量
起爆顺序
连线方式
装药结构
单孔
小计
卷数/个
质量/㎏
卷数/个
质量/㎏
1
空眼
1
2.3
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
串联
连续反向装药
2~7
掏槽眼
6
2.3
10
1.50
60
9.00
8~17
一圈辅助眼
10
2.2
8
1.20
80
12.00
18~35
二圈辅助眼
18
2.2
8
1.20
144
21.60
49~51、70~72
帮眼
6
2.2
5
0.75
30
4.50
52~69
顶眼
18
2.2
5
0.75
90
13.5
36~48
底眼
13
2.2
8
1.20
104
15.6
预期爆破效果
名称
单位
数量
名称
单位
数量
煤眼利用率
%
91
每米巷道炸药消耗量
kg
15.3
每循环工作面进尺
m
2.0
每循环炮眼总长度
m
138.5
每循环爆破实体岩石
m³
22.5
每立方米岩体消耗雷管量
个
2.5
炸药消耗量
Kg/m³
1.5
每米巷道消耗雷管量
个
20
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