巷道断面设计与施工课程设计文档格式.docx
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1550mm，拉运设备重型平板车MPC—13.5—6外形尺寸：
高）2500×
1400×
342mm；
供水管一趟，管径Φ108mm，压风管一趟，管径Φ108mm；
动力电缆三趟，电缆直径Φ50mm，信号电缆两趟，电缆直径Φ25mm，直流电机车导电架线，铜导线直径Φ10mm。
二、巷道断面设计
1、巷道断面形状的选择与支护方式
由于巷道断面形状多种多样，但根据给定条件和经济，技术，安全四方面考虑，我们应选择合理的巷道断面。
下图给定我们相关巷道断面的不同情况：
名称
使用说明
备注
矩形断面
矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于定压，侧压都小，服务年限短的巷道
梯形断面
梯形的断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，故梯形断面常用于服务年限不长，断面较小或围岩稳定，地压不大的巷道，
梯形断面常用于木材，金属，钢筋，混凝土等棚式支架的巷道
半梯形断面
同梯形断面差不多
半圆拱形断面
承载性能比较好，拱部成形比较容易，施工简单，普遍用于开拓巷道和硐室
圆弧拱形断面
多用于采区巷道
三心拱形断面
断面利用率比较高，施工比较方便
封闭拱形断面
底鼓严重
椭圆形断面
四周压力大但不均匀
圆形断面
四周压力均匀
由上述可知，选择断面形状，必须综合考虑巷道围岩的性质，地压的大小和方向，巷道的服务年限，用途，位置。
巷道的支护方式和支架材料三大基本因素，通常根据前两个因素决定支护方式，支架材料。
根据力学性质选择巷道断面形状。
从给定的条件我们选择的巷道断面形状是半圆拱。
该巷道采用钻眼爆破法掘进，采用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，局部需要加强区域铺设钢筋网，形成锚喷网联合支护。
（1）巷道净宽的确定
已知ZK10-6/250电机车宽取1060mm，高取1550mm。
1吨固定式MG1.1-6A矿车宽880mm，高1150mm.
根据《矿山安全规程》并参考标准设计，取巷道人行道C=840mm,非人行道一侧宽a=400mm。
查表可知本巷道双轨中线距离b=1100，故两电机车之间距离为：
1100-（1060/2＋1060/2）=40mm<
200mm不满足间距要求，故取巷道双轨中心线距离为1300，此时两电机车之间的间距为240mm。
故巷道净宽度为：
B=a1＋b＋c1
=400＋1060/2＋1300＋1060/2＋840
=1240＋1060＋1300
=3600mm
（2）确定巷道拱高H0和壁高
半圆形巷道拱高h0=B/2=1800。
半圆拱半径r=1800
确定巷道壁高h3
查阅资料可知道半圆拱巷道壁高公式得：
①按架线电机车导电弓子要求确定h3
h3≥h4＋hc-
公式中h4——轨面起电机车架线高度，按《矿山安全规程》取h4=2000mm；
hc——道床总高度。
题中给出24kg/m钢轨HC=390，Hb=220
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=718/2=359，取K=360mm；
b1——轨道中线与巷道中线间距，b1=B/2－a=3600/2－400-530=870mm
故h3≥2000+390－
=1532mm
②按管道装设要求高度要求计算h3
a按导电弓子距管子距离要求计算
h3≥h5＋h7＋hb-
公式中h5——道砟面至管子底高度，按《矿山安全规划》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，由题给管子直径=108mm可得D=230
b2——轨道中线与巷道中线间距，b2=3600/2-（840+1060/2）=430mm
h3≥1800+900+220-
b按电机车距管子距离的要求计算
故h3≥1800+900+220-
公式中A1——电机车最大宽度，A1=1060mm
m1——电机车距管子间安全距离，取m1=200mm
因是架线式电机车运输巷道，故按上述要求即可确定h3,综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高h3=1820mm。
则巷道净高H=h3-hb+h0
H=1820-220+1800
H=3400mm
确定巷道净断面积S和净周长P
查表可知：
净周长P=2.57B+2h2
P=2.57×
3600×
1600
P=12.5m
净断面积S=B（0.39B+h2）
S=3600×
（0.39×
3600+1600）
S=10.8m3
根据道床通过的运输设备，已选用24kg/m的钢轨，其道床参数ha=170,hb=220,hc=390
3、用风速校核巷道净断面积
查资料可知，Vm=8m/s,由题知通过大巷风量Q=35m3/s,代入公式V=Q/S可得
V=Q/S=35/10.8=3.2＜8m/s
设计的大巷断面面积，风速没有超过规定，可以使用。
4、布置巷道水沟和管线
已知通过巷道的水量为10m3每小时，水沟坡度为千分之三查表的水沟宽度为300mm，深为350mm。
压风管和供水管悬吊在人行道一侧，见巷道断面施工图。
喷射混凝土设计厚度T1=100mm，设计强度为C20,分两次喷射，每次喷射50mm。
允许超挖量δ=75mm.
选择道床参数。
确定巷道掘进断面尺寸。
巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3600+2*100=3800
巷道计算掘进宽度B2=B1+2δ=3800+150=3950
巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3400+220+100=3720mm
巷道计算掘进高度H2=H1+δ=3720+75=3795mm
巷道设计掘进面积S1=B1*（0.39B1+h3）=12.55m2
巷道计算掘进面积S2=B2*（1.39B2+h3）=13.27m2
计算巷道掘进工程量及材料消耗量
每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=s2*1=13.27m3
锚喷巷道每米墙脚计算掘进体积V3=0.2（T+δ）=0.04m3
每米巷道墙与拱喷射材料消耗量V2=1.57（B2-T1）*T1+2h3*T1=0.97m3
每米巷道墙脚喷射材料消耗量V4=0.2T1=0.02m3
故每米巷道喷射材料消耗量为0.97+0.02=0.99m3
c）每米巷道锚杆消耗
N=（P-0.5a）/a*a,
P为锚杆消耗周长,当仅为拱部打锚杆时P=1.57*B2=1.57*3.95=6.2m其中B2为巷道计算掘进宽度，根据公式可算得B2=3950mm，因此P=6.2m
a为锚杆间距，a=0.7米，故N=（6.2-0.5*0.7）/0.49=12根
由于每根锚杆安装两个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗24支
每米巷道粉刷面积Sn=1.57B3+2h2=9.1m2
6、绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量表及材料消耗量表。
运输大巷特征表
围岩类别
断面面积
设计掘进尺寸/mm
喷射厚度/mm
锚杆/mm
净周长/m
净面积
设计掘进
宽
高
形式
排列方式
间排距
锚杆长
直径
Ⅱ
10.8
12.55
3800
3700
100
螺纹钢筋树脂锚杆
方形
700
1500
20
12.5
每米工程量及材料消耗量表
类别围岩
计算掘进工程量/m3
锚杆数量
材料消耗/mm
粉刷面积/m2
巷道
墙脚
喷射材料/m3
锚杆
钢筋
树脂药卷/支
13.27
0.04
12
0.99
24
9.1
三.巷道支护设计
（1）锚杆的选定：
锚杆种类
优点
缺点
金属楔缝式锚杆
结构简单,加工容易,使用可靠锚固力大
不能回收,孔深要求比较严格,在软岩中不宜使用
金属倒楔式锚杆
结构简单,加工容易,对眼孔要求不严,可以回收
钢筋砂浆锚杆
加工方便,成本低廉,锚固力大而持久,
砂浆没有硬化时,锚杆不能承载,在围岩破碎处不宜使用
水泥卷锚杆
锚固力大,承载快,制作简单,成本低
树脂锚杆
锚固力较大,胶凝股化速度快,能在几个小时内获得较高的初锚能力
摩擦式金属锚杆
安装简便,耗时1～2分钟,超深即可,对岩石表面层的加固能力强,锚固力不受爆破震动,围岩移动及时间的影响,有让压性
对钻孔孔径要求很严格,管壁薄,不宜作永久支护,价格较贵
综合上面的条件，我们选择锚固力大且能快速安装的树脂锚杆,仅拱部打锚杆。
（2）锚杆参数的计算
根据经验取锚杆直径为20mm
锚杆的长度L=n（1.1＋B/10）Ⅱ类（稳定性较好）围岩,N=0.9
L=0.9*（1.1+3.6/10）=1.31m
锚杆间距D≤0.5L
D≤0.5*1.3=0.65m
综上我们可取得锚杆的长度为1.5米,锚杆间距为0.7米，呈方形布置，排距为0.7m。
1.施工主要机械设备及爆破材料
（1）.选用4台YT-23（7655）气腿式凿岩机打眼,人工装岩.
（2）.选用煤矿2号岩石炸药（f32×
150g）和8号毫秒延期电雷管.
2.工作制度
该巷道掘进任务为160m/月,工作制度为“四六”作业,炮眼利用率为h=0.9.
3.爆破方式
（1）.开挖断面积为12.55m2,根据工作需要和从经济、安全出发,选用光面爆破法.
（2）.选用MFB-100/200专用发爆器起爆
4.炮眼布置原则
（1）掏槽眼布置采用直眼掏槽。
（2）掏槽眼应布置在掘进断面中下部或软岩层中，槽口要大，槽子放时要紧，比其它炮眼加深200mm。
在坚硬岩层中，可利用复式掏槽。
周边眼布置应对称、均匀，最小抵抗线应大致相等。
（3）边眼底应打在同一竖直平面上，对硬岩，眼岩底应打在板线以下至少0.15m。
轮廓线转折处必须布置炮眼。
辅助眼的眼底应与周边眼眼底齐平，其间距一般为400——600
mm。
5.爆破参数的确定
（1）炮眼直径D
根据经验，取炮眼直径为40mm
（2）炮眼的深度L
①经验取用：
直眼掏槽L=1.8～2.2m
②按掘进任务估算：
假设每月掘进进尺为160m，采用四六作业制，炮眼利用率为η=0.9，有效利用天数25天，则有：
每天能掘进L1=160/25=6.4m/天;
每天每班掘进L2=6.4/3=1.6m/班;
实际每天每班掘进L2`=1.6/0.9=1.78m/班;
因此,炮眼深度为采用1.8m,掏槽眼深度2m.
（3）炮眼数目N的确定
经验计算法：
N=3.33√fs2=34取f=7s=12.5
取炮眼个数为40个
（4）计算循环总装药量
估算一次爆破所需的炸药量由f=7s=12.5,根据煤矿炸药消耗量定额，取单位炸药消耗量q=2kg/m3
Q=
q×
L×
S×
η
=
2×
1.8×
12.5×
0.9
=40.5kg
每个炮眼平均装药量：
q1=Q/N=40.5/40=1kg/个
不同的眼装药量不同，因此还应根据具体的炮眼调整
6、爆破作业图表
1、爆破作业原始条件表
2、爆破参数表
3、预制爆破效果表
4、炮眼布置图
爆破作业原始条件表
表2
序号
名
称
单位
数量
1
掘进断面面积
m2
2
岩石坚固性系数f
6-8
3
瓦斯（煤尘）情况
无
4
雷管
个
40
毫秒延期
5
炸药（一个循环用量）
kg
37.2
2号岩石炸药
6
炸药规格
32×
180×
150
7
凿岩机
台
YT-7655
爆破参数表
眼号
眼数
眼深
眼距
装药量
起爆顺序
联线方式
装药结构
/个
单孔质量/kg
小计
/m
质量
/kg
空眼
串联
连
2~4
掏槽眼
500
1.4
4.2
一
续
5~11
一圈辅助眼
1.8
800
1.0
二
反
12~18
二圈辅助眼
三
向
25~27，38~40
帮眼
600
四
装
28~37
顶部眼
10
0.7
五
19~25
底眼
0.8
六
药
合计用炸药37.2kg
炮眼利用率
%
81.0
每米巷道耗药量
kg/m
20.7
每循环工作面进尺
m
每循环炮眼总长度
每循环爆破实体岩石
m3
22.6
每平米岩体耗雷管量
个/m2
3.2
炸药消耗量
kg/m3
循环炸药用量
Kg
预期爆破表
五.施工组织设计
该巷道掘进任务为160m/月,工作制度为“四六”作业,炮眼利用率为h=0.9.巷道采用光面爆破施工,并一次成巷的施工工艺。
掘进和支护顺序作业,在掘进工作面与支护工作面之间应设有临时支护控制围岩。
掘进与支护两大工序在时间上按先后顺序施工,先将巷道掘进一段距离,然后停止施工,边拆除临时支架,进行永久支护工作。
组织安排采用综合工作队的形式进行组织。
钻眼、装岩和支护三个工序为主，合理安排各工序，尽量采用平行作业，而其他工序，除按安全规程规定的装药、联线、放炮，通风外，都使之与这些主要工序实行平行交叉作业，以缩短每个循环的作业时间，加快巷道的掘进速度。
在一次成巷中，组织如下工序平行作业：
.交接班与工作面检查及架设临时支架的准备工作平行作业；
.检查中腰线与钻眼准备工作和敷设风水管路平行作业；
.钻上、中部炮眼与装岩平行作业；
.钻下部炮眼与工作面铺设永久轨道和清洗炮眼平行作业；
.架设临时支架与装岩清扫道中心等平行作业；
.装药与掩护设备、工具平行作业；
.工作面打锚杆与装岩平行作业。
作业循环图表如下：
六.安全技术措施
一、凿岩安全技术措施
1、作业前必须佩戴好安全帽，穿好工作服、工作鞋等劳动防护用品。
2、打眼前应先检查风钻是否注油，各部件联接是否紧固，气孔是否畅通，风、水管线有无破损，发现问题及时处理。
3、应采用湿式打眼，不准打干眼。
4、开孔时，应先开半风和用短钻开孔，待钎头进入岩石200mm后再开满风。
5、凿岩时应双手均衡握住把手将钻机扶正，不可用身体压着风钻或用力过大；
风钻中心线与钢钎应保持一致，钻机不得左右摇摆。
6、工作中应经常注意有无异常响声，气孔是否堵塞，如有异常现象，应停机检查处理，风钻每运转两小时应注油一次。
7、在大块上打眼，应先检查大块是否牢固，移动风钻、钢钎和风管时，应先选好路线，脚要蹬稳，不得跳行；
打眼位置应选在大块的中部，深度要超过打眼方向大块厚度的三分之一。
8、在陡坡上或2米以上的高空作业时，必须系好安全带。
9、禁止在旧爆孔处钻孔，必要时应在相隔20cm处补眼，瞎眼应通知爆破工进行处理。
。
10、打完眼必须把凿岩机放到安全地点，同时把风水管线盘好，打扫现场，不遗留任何工具。
11、听到爆破信号，应立即撒离危险区，到安全地点避炮。
二、爆破安全技术措施
1、一定要选好制做起爆体的临时工作间，工作间内只允许爆破工作人员进出，并且严格清点炸药进出工作间的数量，绝对防止掉失。
2、在临时工作间内制作起爆体时要远离导电设备（水、暖管道等），并且检查工作间周围是否有电源触地的线头等，要使用木质工作台。
3、在制做起爆体时，电雷管的脚线要防止与地面摩擦、要轻拿轻放，在预计放炮时间里，一定要注意气象预报，或与气象部门取得联系，绝不能在雷雨与低云层天气里放炮。
4、在化工厂房放炮时，必须注意炸药与残积或涂染物的化学反应，必要时要进行硝酸铵与化工产品或副产品的化学反应试验。
5、在地下设施放炮时，一定要全面了解与观察周围地下设施的结构，爆炸气体可能产生渗流的地下硐室都必须预先通知有关人员撤离，必要时施爆人员要带上防毒口罩。
6、要杜绝一切火源（烟头、电器系统）与火工器材接触，以防施工过程中可能发后的爆炸事故。
对于从事爆破作业的技术人员，不仅要懂得一切火工器材操作规程，同时要懂得现有操作规程确定的理由，各其然还要各其所以然。
特别是对具体施爆地点、条件进行分析，才能定出安全可靠的施爆技术措施。
三、装岩安全技术措施
1、工作前必须先检查工作地点的支架、顶板及两帮的安全情况是否良好，如有不安全现象立即处理，未处理好之前不得工作。
2、进行装岩前要检查所用工具是否完好、牢固、好使，若工具损坏、掉把、活动不能用时，要进行修理更换。
3、装岩之前要洒水灭尘，装岩时要戴防护手套。
4、装车时遇到大块矿石必须用大锤破碎，破碎时，周围禁止站人，以防掉锤或粉碎的矿石飞溅伤人。
5、用手搬大块矿石时，要注意矿石的完整情况，严禁两人共同搬运大块岩石装车。
6、装车过程中不准任何人手扶车沿和站在矿车上。
7、两人同时装车时要站在矿车两侧，互相照应，密切配合，避免两锨同时入车，以防碰伤对方。
8、工作面有滑铁板的，应在放炮前将铁板辅好并用矿石盖好，防止放炮掀起。
移动铁板时，应用撬棍，如用手抬，要注意安全。
9、往矿车内装岩时，量要适中，不要装得太满，倾角超过25度的巷道中装车不得超过车沿。
四、锚杆支护安全技术措施
1、应由两名有经验的人员担任这项工作，一人敲帮问顶，一人观察顶板和退路。
敲帮问顶人员应站在安全地点，观察人应站在找顶人的侧后面，并保证退路畅通。
2、敲帮问顶应从有完好支护的地点开始，由外向里，先顶部后两帮依次进行，敲帮问顶范围严禁其他人员进入。
3、用长把工具敲帮问顶时，应防止煤矸顺杆而下伤人。
4、顶帮遇到大块断裂煤矸或煤矸离层时。
应首先设置临时支护，保证安全后，再顺着裂隙、层理敲帮问顶，不得强挖硬刨。
5、严禁空顶作业，临时支护要紧跟工作面，其支护形式、规格、数量、使用方法必须在作业规程中规定。
炮掘最大空顶距为1米，机掘最大空顶距为1.8米。
6、煤巷两帮打锚杆前用手镐刷至硬煤，并保持煤帮平整。
7、严禁使用不符合规定的支护材料：
1）、不符合作业规程规定的锚杆和配套材料及严重锈蚀、变形、弯曲、径缩的锚杆杆体。
2）、过期失效、凝结的锚固剂。
3）、网格偏大、强度偏底、变形严重的金属网。
8、锚杆眼的直径、间距、排距、深度、方向（与岩面的夹角）等，必须符合作业规程规定。
1）、使用全螺纹钢等强锚杆，锚孔深度应保证锚杆外露长度30～50毫米。
2）、对角度不符合要求的锚杆眼，严禁安装锚杆。
9、安装锚杆时，必须使托盘（或托梁、钢带）紧贴岩面，未接触部分必须楔紧垫实，不得松动。
10、锚杆支护巷道必须配备锚杆检测工具，锚杆安装后，对每根锚杆进行预紧力检测，不合格的锚杆要立即上紧；
对锚杆锚固力进行抽查，不合格的锚杆必须重新补打。
11、当工作面遇到断层、构造时，必须补充专门措施，加强支护。
12、要随打眼随安排锚杆。
13、锚杆的安装顺序：
应从顶部向两侧进行，两帮锚杆先安装上部、后安装下部。
铺设、连接金属网时，铺设顺序、搭接及连接长度要符合作业规程的规定。
铺网时要把网张紧。
14、锚杆必须按规定做拉力试验。
煤巷必须进行顶板离层监测，并用记录牌显示。
15、巷道支护高度超过2.5米，或在倾角较大的上下山进行支护施工，应有工作台。
16、操作前须做好以下准备工作：
1）、备齐锚杆、网、钢带等支护材料和施工机具。
2）、检查施工所用的风、水、电。
3）、检查锚杆、锚固剂等支护材料是否合格。
4）、按中腰线检查巷道断面的规格、质量，处理不好不合格的部位。
五、喷浆作业安全技术措施
1、成品巷道要求喷平、喷实、喷严，严禁有露风现象。
先初喷后复喷，不能有蜂窝、麻面、空洞和赤脚、穿裙现象。
2、喷浆前应先将各种设备、电缆、管道用塑料布包好、盖好，严防喷浆时挂浆。
喷浆后如有个别地方挂浆必须及时清理干净。
3、喷浆前先接好风、水管路，输料管路要摆放平直，不得有急弯，接头要严密，不得漏风。
4、施工人员在喷浆时必须佩带防护用品。
5、检查喷浆机是否完好，摩擦板是否紧固，有无漏风等现象，确认无问题时方可进行开机、喷浆工作。
6、人工拌料时，要将料搅拌均匀，配比符合要求，水泥：
沙=1：
2.5，速凝剂掺和量为水泥用量的3—4%。
加入速凝剂必须随喷随掺，不得提前掺入料中。
7、喷射前必须用压风与水将巷帮顶冲刷干净，再喷浆。
8、喷射施工中，一人握喷枪一人照灯并协作观察质量，要掌握好水灰比，并严禁把喷枪口对向其他工作人员。
喷射手操作时，应使喷头沿螺旋形轨迹半径圆运行，一圈压半圈并均匀缓慢移动，先上后下，先墙后拱，先凹后凸。
9、严格执行开停机顺序，开机时必须作到开风→给水→开机→上料喷浆，停机时必须作到停料→停机→关水→停风。
10、喷浆时，无论喷浆机或管子发生故障及管子堵塞都必须由值班电工停电，问题处理好后，由电工本人送电，其他人不得随意送电。
11、由于地点特殊，喷浆时要安设临时防尘喷雾头，打钻、喷浆时必须及时洒水降尘，否则严禁打钻、喷浆。
七.通风和防尘技术措施
本工程采用爆破法开挖，将产生大量炮烟；
出渣采用无轨出渣，汽车、装载机等机械设备将产生大量有害气体，随着隧洞的加深，通风排烟将十分困难。
因此，必须采取有力的通风防尘措施，以保障洞内空气清新，创造良好的施工环境，保证洞内施工人员的身体健康，提高劳动效率，加快施工速度。
根据本工程施工特点和隧洞施工长度，结合我们类似工程通风经验，采取如下通风方案：
洞内通风采用2×
110kW轴流变速风机压入式通风；
具体通风设计介绍如下。
通风防尘标准
a．隧洞内氧气含量按体积计算不小于20％。
b．有害气体浓度容许值：
一氧化碳最高容许浓度为30mg／m3；
二氧化碳按体积计算不得大于0.5％；
氮氧化物（
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