采矿工程井巷工程课程设计.doc

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《井巷工程》课程设计

井巷工程课程设计

说明书

课题名称：

 某铅锌矿-160M运输大巷断面和支护设计

学生学号：

专业班级：

学生姓名：

学生成绩：

指导教师：

    YAP    

课题工作时间：

 2011.12.11 至 2012.12.22

武汉工程大学环境工程与城市建设学院

一、课程设计的任务和基本要求

课题名称:

某铅锌矿-160M运输大巷断面和支护设计

 1.设计资料

某铅锌矿年设计生产能力80万t,井下最大涌水量300m3/h，通过该矿阶段运输-160M水平的流水量为150m3/h，采用ZK10-6/250架线式电机车牵引YCC1.2型曲轨侧卸式矿车运输。

该大巷穿过中等稳固岩层，岩石坚固性系数，通过该巷的风量为28m3/min，巷内敷设一条200mm的压风管和一条100mm的供水管。

试设计该运输大巷的直线段断面并进行相应的支护设计。

指导教师签字：

          教研室主任签字：

YAPCQY

 2011 年 12月 28日      2011 年 12月 28日

二、进度安排：

 2011年12月28日—2012年01月04日断面设计；

 2012年01月04日—2012年01月07日支护设计；

2011年01月08日答辩、交说明书。

三、应收集资料及主要参考文献

⒈宋宏伟主编.井巷工程.第1版.北京：

煤炭工业出版社，2007（3）

⒉李长权杨建中主编.井巷设计与施工.第1版.北京：

冶金工业出版社，2008（4）

⒊新编矿山采矿设计手册.井巷工程卷（上、下册）.中国矿业大学出版社，2007（7）

⒋洪晓华主编.矿井运输提升.第1版.中国矿业大学出版社，2005（7）

⒌锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086—2001）.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国建设部联合发布.第1版.北京：

中国计划出版社,2001（9）

四、课程设计摘要（中文）

五、答辩记录：

答辩意见及答辩成绩

答辩小组教师（签字）：

2010年  月  日

总评成绩：

（教师评分×75%+答辩成绩×25%）

课程设计评审标准（指导教师用）

评价内容

具   体   要   求

权重

调查论证

能独立查阅文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。

0.1

实践能力

能正确选择研究（实验）方法，独立进行研究工作。

如装置安装、调试、操作。

0.2

分析解决问题能力

能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。

0.2

工作量、工作态度

按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大，工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。

0.2

质量

综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。

0.2

创新

工作中有创新意识；对前人工作有改进或独特见解。

0.1

第一章巷道断面设计

第一节巷道断面形状的选择

（一）常用断面形状简介

我国矿井下使用的巷道断面形状,按其结构的轮廓可分为折线型和曲线型两大类.前者如矩形、梯形、不规则形等；后者如半圆拱形、圆形拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等。

断面形状及其适用条件略见下表：

（摘自采矿设计工程设计手册）

巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质、作业在巷道上地压的大小和方向、巷道的用途及其服务年限、选用的支架材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素，也可以参考邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。

一般情况下，作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状是起主要作用。

当顶压和侧压均不大时，可选用矩形或梯形断面：

当顶压较大、侧压较小时，则选用直樯拱形断面（半圆拱，圆弧拱或三心拱）；当顶压、侧压都很大的同时低鼓严重时，就必须选用诸如马蹄形、椭圆形等封闭式断面。

巷道的用途和服务年限也是考虑选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。

服务年限长达几十年的开拓巷道，采用砖石、混凝土和锚喷支护的各种拱形断面较为有利；服务年限10年左右的准备巷道以往多采用梯形断面，现在采用锚喷支护的拱形断面日趋增多；服务年限段的回采巷道，多采用梯形断面。

另外，矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式，往往也直接影响道巷断面形状的选择。

木架和钢筋混凝土棚子，多适用于梯形和矩形断面；砖石、混凝土和喷射混凝土支架，适用于拱形等曲线断面；金属支架或锚杆支护适用于任何形状的断面。

掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。

目前，岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主要地位，它能适应任何新装的断面。

近年来，由于锚喷支护广范应用，为了简化设计和有利于施工，巷道端面多采用半圆拱和圆形拱，三心拱也逐渐被淘汰。

在使用全断面掘进机掘进的岩石平巷，选用圆形断面无疑是最为合适的。

在需要通风量很大的矿井中，选择通风阻力较小的断面形状和支护方式，既有利于安全生产又具有明显经济效益。

在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面降低造价并有利于加快施工速度。

（二）设计运输大巷

已知参数：

1）.年生产能力为80万吨；

2）.井下最大涌水量300m3/h，通过该矿阶段运输-160M水平的流水量为150m3/h；

3）.采用ZK10-6/250架线式电机车牵引YCC1.2型曲轨侧卸式矿车运输；

4）.大巷穿过中等稳固岩层，岩石坚固性系数；

5）.该巷的风量为28m3/min；

6）.巷内敷设一条200mm的压风管和一条100mm的供水管；

综上所述:

选择巷道断面尺寸应考虑诸多因素,联系以上所有因素和已知参数,根据《采矿守则》，年产量在80万t其服务年限应在20年以上，采用600mm轨距双轨运输的大巷，大巷穿过中等稳固岩层，岩石坚固性系数，故选用锚喷支护，巷道为直墙半圆拱形断面。

第二节巷道断面尺寸的确定

《矿山安全规程》内有明确规定：

机械运输巷道的一侧，必须留有0.7米以上的人行道。

另一侧，如果巷道是用木材，混泥土棚或金属支架时，不得小于0.2米，用砖、石、 混泥土砌璇以及锚杆喷浆时，不得小于0.2米。

运输机距支架或璇墙之间的距离得小于0.4米。

（一）确定巷道净宽度B

已知ZK10-6/250直流架线式电机车宽A1=1060mm，高h1=1550mm；YCC1.2型曲轨侧卸式矿车宽A2=1050mm，高h2=1200mm。

两者相对比较去较大值，故取运输设备宽度A=1060mm。

根据《矿山安全规程》，取人行道宽C=840mm，非人行道宽a=400mm。

查《设计守则》知双轨中线距离b=1300mm，则两电机车之间的距离为：

1300-（1060/2+1060/2）=240mm＞200mm,符合规定，不必加宽中心距。

则巷道净宽度的确定：

B=a1+b+c1=（400+1060/2）+1300+（1060/2+840）=3600mm

式中B—巷道净宽度，mm

a1、c1分别为非人行侧和人行侧轨道中线到巷道墙之间的距离，mm

b—轨道之间的距离，mm

（二）确定巷道拱高h0

半圆拱形巷道拱高h0=B/2=3600/2=1800mm,半圆拱半径R=h0=1800mm

（三）确定巷道壁高h3

1．按架线电机车导电弓子要求确定h3

查设计手册中半圆拱形巷道壁高公式得

≥-

式中：

为轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取；

为道床总高度。

查表下表《巷道轨枕选择》选30kg/m钢轨，再查下表《常用道床参数》得,道砟高度；

n为导电弓子距拱璧安全距离，取；

K为导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取；

为轨道中线与巷道中线的距离，b1=B/2-a1=（3600/2-930）mm=870mm；

故≥。

2.按管道装设要求确定h3

≥

式中:

h5为道砟面至管子底高度，按《安全规程》取；

为管子悬吊件总高度，取；

为导电弓子距管子间距，取；

D为压气管法兰盘直径，；

为轨道中线与巷道中线间距，

则=B/2-=.

故≥+mm。

3.按人行道高度要求确定h3

≥

式中，j为距巷道壁的距离。

距壁j处的巷道有效壁高不小于1800mm.

≥,一般取；故：

≥

综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高=1820mm。

则巷道高度H==h3-hb+h0=1820mm-220mm+1800mm=3400mm。

（四）确定巷道净断面面积S和净周长P

半圆拱断面的净断面积S=B（0.39B+h2），式中，h2为道渣面以上巷道壁高h2=h3-hb=1820-220=1600mm；

则S=3600*（0.39*3600+1600）=10.8

净周长P=2.57B+2h2=12500mm=12.5m

第三节用风速校核巷道净断面面积

查《设计守则》知，允许风速1.0m/svmax8m/s已知运输大巷通风量28m3/s，则v=Q/S=28/10.8=2.59m/s，风速未超出规定，可以使用。

第四节选择支护参数

本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.6m、穿过中等稳固岩层即属III类围岩、服务年限大于20年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为18螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度700，设计锚杆预紧力40，锚固力80,锚杆长度2.0，成方形布置，其间排距，托板为8厚的方形钢板，喷射混凝土厚，分两次喷射，每次各喷厚，故支护厚度。

第五节选择道床参数

道床参数的选择是指钢轨型号,轨枕规格和道咋高度三者的确定。

下面可根据图表说明道床参数

钢轨型号是以每米长度的重量来表示的。

常用的型号是15，22,30和38ｋｇ／ｍ。

钢轨型号是根据巷道类型，运输方式及设备，矿车容积与轨枕来选用。

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；在弯道处，轨道连接应光滑，接运输巷道内同一线路必须采用同一型号的钢轨；道岔的型号不得低于线路的钢轨型号；在倾角大于15°的巷道中，轨道的辅设应采取防滑措施。

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