巷井工程课程设计Word文档下载推荐.docx
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所以为了更好的将所学到的知识运用到实践当中,学习井巷课程设计是《井巷工程》课程的重要环节之一。
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》课程有个深入的全面的了解,并学会利用各种工具书及参考文献资料来解决设计中相关的问题。
巩固提高所学的专业知识,使其理论联系实际。
培养和锻炼学生独立工作能力,分析和解决问题的能力。
培养学生在设计、计算、绘图、查阅和运用科技文献资料、正确编写专业技术文件等方面的能力。
熟悉煤炭工业有关的方针政策、规程、规范和技术规定等,充分开发智力潜力,建立全面经济观念,为毕业后工作奠定坚实的基础。
由于本人水平有限,不足之处还请老师谅解并指证。
第1章、运输大巷断面设计
第一节、净断面尺寸设计
第二节、断面水沟和管线布置
第三节、掘进断面尺寸设计
第四节、计算工程量、材料消耗并编制相应表格
第五节、运输大巷断面图
第2章、巷道掘进爆破说明书及爆破图标,巷道循环作业图表
第一节、爆破说明书和爆破图表
第二节、巷道循环作业图表
第3章、交岔点平面尺寸设计及施工
第一节、交岔点平面尺寸设计
第二节、交岔点墙高设计
第三节、计算工程量、材料消耗、编制工程量及材料消耗表
第四节、施工方法
第五节、交岔点平面图,主巷、支巷及最大宽度处的断面图
参考文献
设计题目:
某煤矿年设计生产能力为240万吨,采用中央分列式通风。
由于上部水平煤炭资源即将采完,须延伸到下一水平生产。
据勘测,运输大巷穿过的岩层稳定性较好,岩石的坚固系数15,最大涌水量为120m3/h,该水平瓦斯涌出量为12m3/t.轨距采用600mm。
采用直墙拱形巷道断面。
运输大巷掘进至采区下部车场,需要开岔。
试设计:
1、运输大巷直线断的断面及支护参数;
2、运输大巷掘进施工爆破参数;
3、下部车场与运输大巷交叉点(机车的运行速度为2m/s)。
巷道断面设计是矿井开采设计中的一个重要组成部分,贯穿矿井服务年限,属于施工图设计的范畴。
设计的巷道断面直接作为井下巷道施工的依据,也是进行井下工程概预算的依据。
巷道断面设计的原则是:
在满足安全、生产和施工要求的条件下,力求提高断面利用率,取得最佳的经济效果。
巷道断面设计的内容与步骤是:
首先,根据巷道的服务年限、用途和围岩性质,选择巷道断面形状和支护方式;
其次,根据巷道中多通过的设备尺寸、支护参数与道床参数、通风量和行人要求等确定巷道净断面尺寸(并进行风速验算),计算巷道的设计掘进断面的尺寸,并按允许的超挖值,求算出巷道的计算掘进断面尺寸;
然后,布置水沟和管缆;
最后绘制出巷道断面施工图,编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表。
第1节、净断面尺寸设计
1、选择巷道断面形状
年产240万吨的大型矿井下一水平的运输大巷,一般服务年限在50年以上,采用600mm轨距双轨运输的大巷,其净宽在3m以上,又穿过很坚硬较稳定的岩层,故选用螺纹钢树脂锚杆与锚喷混凝土支护,半圆拱形断面。
2、确定巷道净断面尺寸
(1)确定巷道净断面宽度B
因该矿井为高瓦斯矿井瓦斯绝对涌出量为61m3/min,根据安全规程必须建立瓦斯抽采系统,进行采前预抽,则采用架线式电机车,查表3-2知ZK10—6/250电机车宽A1=1060mm,高h=1550mm;
3t底卸式矿车宽1200mm,高1400mm,故选A1=1200mm
根据《煤矿安全规程》取巷道人行道宽c=1000mm,非人行道一侧宽a=500mm。
又查表3-3知本巷双轨中线距b=1500mm,两侧电机车之间距离为:
1600-(1200/2+1200/2)=400mm>
200mm
故巷道净宽度:
B=a1+b+c1=(500+1200/2)+1500+(1200/2+1000)=4200mm
(2)确定巷道拱高h0
圆弧形巷道拱高:
h0=B/2=2100mm
圆弧形巷道半径:
R=h0=2100mm
(3)确定巷道壁高h3
1、按架线电机车导电弓子要求确定h3
由表3-7中半圆拱形巷道拱高公式得h≥h4+hc–√(R-n)2-(K+b1)2式中h4—轨面起电机车架线高度,按《煤矿安全规程》取h4=2000mm;
hc—道床总高度。
查表3-10选30kg/m钢轨,再查表3-5得hc=410mm,道楂高度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,K=800/2=400;
b1—道轨中线与巷道中线间距,b1=B/2-a1=4200/2-1100=1000mm
故h3≥2000+400-√(2100-300)2-(400+1000)2=1269mm
2、按管道装设要求确定h3
h3≥h5+h7+hb–√R2–(K+m+D/2+b2)2
式中h5—渣面至管子底高度,按《煤矿安全规程》取h5=1800mm,h7—管子悬吊件总高度,取h7=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;
b2—轨道中线与巷道中线间距,b2=B/2-C1=4200/2-1600=500mm。
故h3≥1800+900+220-√21002-(400+300+335/2+500)2=1327mm
3、按人行道高度要求确定h3
式中,j为距巷道壁的距离。
距墙壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。
j≥100mm,一般取200mm
h3≥1800+220-895=1125mm
综上计算,并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h3=1720mm,则巷道高度为H=h3-hb+h0=1720-220+2100=3600mm。
(4)确定巷道净断面积S和净周长P
由表3-7得净断面积S=B(0.39B+h2)
式中h2——道砟面以上巷道壁高,h2=h3-hb=1720-220=1500mm
所以
S=4200*(0.39*4200+1500)=13.2m2
净周长P=2.57*B+2*h2=2.57*4200+2*1500=13.8m
(5)用风速校核巷道净段面积
查表3-9,知Vmax=8m/s,又已知年生产能力为240万吨,瓦斯涌出量为12m3/t(61m3/min)采取了采前预抽的措施,所以瓦斯浓度对通风影响不大,根据通风安全课程设计知运输大巷通过的风量为矿井总风量,则依题意结合采矿学,通风安全学,井巷工程,煤矿安全规程设计并计算矿井总风量约为:
Q=(48+9+6+2)*1.2=78m3/s
已知通过大巷风量Q=78m3/s,代入公式得
V=Q/S=78/13.2=5.9<
8m/s
设计的大巷净断面面积,风速没有超过规定,可以使用。
第2节、断面水沟和管线布置
1、水沟布置
已知通过巷道的水量为120m/h,现采用水沟坡度为5‰,由《井巷工程》查表3-12得:
水沟深度350mm,水沟净断面积为0.114m2,水沟掘进断面积为0.139m2,每米水沟盖板用钢筋1.336kg,混凝土0.0226m3,水沟用混凝土0.099m3。
一般要求如下:
1、水平巷道及倾角小于16度的倾斜巷道的水沟,一般布置在人行侧。
当非人行侧有适当空间时,亦可布置水沟,但应尽量避免水沟穿越轨道和输送机。
2、在倾角大于16度的巷道中,当涌水量小或巷道较窄时,水沟与人行台阶可在巷道同侧平行或重叠布置;
当涌水量较大或巷道较宽时,水沟和人行台阶可分设在巷道两侧。
3、专用排水巷道、中间设人行道的巷道、有底鼓的巷道和铺设整体道床的巷道,水沟也可布置在巷道中间。
4、巷道横向水沟,一般应布置在含水层的下方、上(下)山下部车场的上方、胶带机接头硐室的下方或出水点初。
(2)管线布置
(1)管道的布置为了安全、架设与检修的方便,应符合如下要求:
1、管道应布置在人行道一侧,管道的架设一般采用托架、管墩及锚杆吊挂等方式,并要考虑检修的方便;
若架设在人行道上方管道上方,管道下方距道砟或水沟盖板的垂直高度不应小于1800mm,若架设在水沟上,应以不妨碍水沟清理为原则。
锚喷支护的主要运输巷道,可将管路锚吊在行人侧的顶部。
2、当管道与管道呈交叉或平行布置时,应保证管道之间有足够的更换距离。
管道架设在平巷顶部是时,应不妨碍其他设备的维修与更换。
3、管道与运输设备之间必须留有不小于200mm的安全距离。
(2)电缆布置一般有如下要求:
1、电力电缆和通讯电缆一般不要敷设在巷道的同一侧。
如受条件限制设在同一侧时,通讯电缆设在动力电缆上方0.1m以上的距离处,以防电磁场作用干扰通讯信号。
2、电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时,必须敷设在管子上方,并保持0.3m以上的距离。
3、电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆,或者电缆发生坠落时,不会落在轨道上或运输设备上,所以电缆悬挂高度一般为1.5~1.9m,电缆到巷道顶板的距离不小于300mm;
电缆两个悬挂点的间距不大于3.0m;
电缆与运输设备之间距离不小于0.25m,电缆与风筒相互之间应保持0.3m以上距离。
4、高压电缆和低压电缆在巷道同侧敷设时,相互之间距离大于0.1m以上。
高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm,以便摘挂方便。
5、有煤尘瓦斯突出煤层中的回风巷,禁止设置动力电缆。
第3节、掘进断面尺寸设计
(1)选择支护参数
采用锚喷支护,根据巷道净宽4.2m、穿过较稳定岩层、服务年限大于50年等条件,确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆,杆体为Φ18mm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≥40kN,锚固力≥80kN。
锚杆长度2.0m,成方形布置,其间排距0.80m×
0.80m,托板为8mm厚150mm×
150mm的方形钢板。
喷射混凝土层厚T1=100mm,分两次喷射,每次各喷50mm厚。
故支护厚度T=T1=100mm。
锚杆支护的作用原理:
1、悬吊理论2、组合梁理论3、组合拱理论4、最大水平应理论
喷射混凝土的机理:
1、加固与防治风化作用2、改善围岩应力状态作用3、柔性支护结构作用4、与围岩共同作用
锚喷支护是锚杆与喷射混凝土联合支护的简称,二者又可单独使用,成为锚杆支护与混凝土支护。
锚杆支护还可与金属网联合进行支护。
它具有施工速度快、施工机械化高、成本低及节约材料等优点。
本巷道穿过坚固性系数为6~8的中等稳定的岩层,因此我们选择的是锚喷支护。
(1)锚喷支护的优点:
锚喷支护突破传统的支护形式和支护理论,不再是消极的承受围岩压力,而是尽量保持围岩的完整性,限制岩石的变形、位移和裂隙发展,充分发挥岩体自身的支承作用。
把围岩从荷载变为承载,变消极因素为积极因素,这是锚喷支护和一切旧支护形式最根本最本质的差别,也是锚喷支护大大优于其他支护形式的根本所在。
我国矿山大量使用锚喷支护的实践证明,锚喷支护不但可以用于比较稳定的岩层中,而且可以用于破碎带、断层带、有底鼓受强烈采动地压影响的巷道和大跨度的硐室。
锚喷支护与其他支护形式相比,在技术上和经济上具有